细柄阿丁枫杉木混交林的水源涵养功能研究

细柄阿丁枫杉木混交林的水源涵养功能研究 细柄阿丁枫杉木混交林的水源涵养功能研 究 ?钾一f 第27卷第4期 20O0年12月 福建林业科技 J0I1r.fFuji~ForeetrySciandTech ?.27No.4 Dec..2000 细柄阿丁枫杉木混交林的水源涵养功能研究 (三明市林业娄jl畚,福建三明365000) 卵)7.2f.一5 S1J7 摘要:杉木萌芽林改造成的细柄阿丁枫杉木混变林的水源涵养功能研究结果表明:混变林的水挥涵养能力有较大程度提 高.其林冠层和枯枝落叶层的持水量分剐比杉木纯林高17.0%和50.32%.且土壤人渗速度加快.蓄水能力提高.0,40cm 土壤层的蓄水量约为杉木纯林的1.7倍,选对于今后改造杉木低产林与规翊经营水源涵养林有一定的参考价值. 关键调;整萌芽林;驾柄阿丁枫;混变林;水源涵养功能 中田分娄号;25.2文献标诅码}A文章绾号l1002—7351(2000)04—0049—03 StudyOiltheWaterConservationFunctionofAltingiagracilipesand Cunnimgham~lanceolataMixedForest FuRql玎g (F~-mtryQmo,跏m蛔C/ty.Samm'ag365000.C/6na) Al~traet:Tha乜showthatthecapacitywate~..nseatioIl.f^h培 gr~lipesendCunninghamialanceolatamixedfor— ,remadefromt0fC.,vc~iderablythewate~一hddingcontent0fcanopyband~tter lsyeris17.0%and50.32%.respec~vely1atIIanthatofC.1anc~/ataptwe~ofeatandthe啪ter—s~Hngcont眦ofthesoil la盯(0—40c功)isebove1.7Tn葛thatofC.1anca~mpuret,whichpceeese~鲫.erde~ceval啪forremakingC.1ance.一 latalow—yiddf~remandpa~anstOmwfitey;cvmervatmnforent$aher~ards. 町-or出:Cunnlnghamlalan~wlata~plOUtf0re 吐;A~tlnbnagracilil~s~Mixedforest|Wat~vc~tservationf*mctlon 森林的水源涵养功能是森林生态系统的重要功能之一.不同森林类型由于树种生物学特性与林分结 构不同.其林分的水文效应有一定的差异….杉木是我国南方主要造林树种之一.但由于杉木人工林水 源涵养能力较差'2】.大面积营造杉木人工林容易造成水土流失和山洪暴发.而营造杉木阔叶树混交林则 减少自然灾害的发生'3_4】.因此,选择与发掘适合当能提高林分的水源涵养能力, 地发展的乡土阔叶树 种.对现有杉木人工纯林进行林冠下营造阔叶树更新改造,提高林分的水源涵养能力,改善森林生态环境, 具有重要意义.细柄阿丁枫(Al~ingiagracillpcs)为常绿乔木树种,是我国中亚热带地区地带性建群种之 一 ,为优良的速生用材树种,又是优良的香菇树种和防火树种].因此,通过对细柄阿丁枫杉木混交林水 源涵养功能的研究,为进一步发掘利用优良乡土树种,发挥森林的多种效益提供理论依据. I试验地概况 试验地位于福建省尤溪城关跃进山(东经117,8,118.6,北纬25'8,26'40).本区属中亚热带大 陆性与海洋性兼具气候,年均气温19?.年平均降水量1800mm.试验地母岩为粉砂岩,土壤为山地红壤. 杉木萌芽林系1961年采伐后萌生的.1968年选择坡面一致的代表性地带对杉木萌芽林进行带状整地,带 宽0.5m,带中挖暗穴(穴的规格为40em×30em×20em).采用简单对比试验设计,分别用1年生细柄阿 丁枫和杉木实生苗在林冠下造林,每片试验区面积为0.67hm2,重复2次.造林后头2a分别对不同试验 区进行锄草除萌抚育(保留萌芽条1,2株).1980年对杉木萌芽株进行间伐抚育.形成目前的不规则细 柄阿丁枫杉木混交林和杉木纯林.1992年8月调查,混交林中细柄阿丁枫和杉木的保留株数分别为1400 株-hm和450株?hm,,平均胸径分别为14.4cm和15.6cm.平均树高分别为15.5m和14.8m,杉木纯 林的保留密度为1650株?hm,,平均胸径和树高分别为10.6cm和11.2m. 收稿日期;2000—08—10;修回日期:2000—11—20 怍者畸升:博墙青(1964一).男.福建莆田市人.三明市林业委员会工程师.主要从事森林生态方面的研究与技术推广工作. 50福建林业科技第27卷 2调查研究6,8】 分别在不同试验区中坡地段设置20m×20m标准地各1块,在标准地内进行每木检尺.以林分平均 术为标准木,测定各标准木的生物量,并取有代表性的各器官样品.用于测试含水量及其浸水前后重量差, 再推算单位面积曲最大持水量.在不同标准地内按对角线设置2mX2m样方5块.用样方收获法"测定 林内下木,灌木,革本及枯枝落叶生物量.将不同试样在清水中浸泡24h称量,并以干物质重计算最大持水 量.在不同标准地内分别随机布设3个样点,每个样点按0--20ca'n和20--40ca'n两个层次分别采取土样, 采样点设在两树之间正下方.每个样点各层次分别采取3份土样,每种林分类型不同土层共采取土样i8 份.用环刀法测定不同林分土壤的持水性能及渗透性能. 3结果与分析 3.1不同摔分地上部分的持水量 3.1.1林冠层的持水能力林冠层是森林截持雨水的第一水文作用层,对截留降水起着重要作用.从表 1可见,不同林分林冠层各器官持水量所占比例大小均依次为叶>枝>干,表明树冠中枝叶的生物量及持 水率是影响林冠层持水能力的主要因素.不同林分中混交林林冠层的总持水量比杉木纯林高17.0%. 表明混交林不仅能截留雨水,同时有一定弹性的枝叶能削弱降雨功能,减轻降雨对林地的直接溅蚀作用, 也有利于枯枝落叶及土壤对水份的蓄持J. 表t林冠层的持水量殛分布 3.i.2凋落物层和林下植物层的持水能力凋落物层是森林生态系统中继林冠层之后的又一重要水文 活动层.凋落物层具有拦蓄雨水,调节和过滤径流作用,同时也影响土壤的理化性质-10】.凋落物层的持水 能力与凋落物层的数量和组成等有关.从表2可见,细柄阿丁枫杉木混交林凋落物层的持水量达 10.2024t?hm_',比杉木纯林高5o.32%.这主要与混交林凋落物层的生物量较高有关,辊交林凋落物现 存量较高达7.5187t?hm一2,是杉木纯林的1.57倍. 林下植物层是森林截持雨水的另一水文作用层.对森林生态系统的水文循环亦具有一定的作用.从 表2还可看出,混交林由于林分郁闭度较大(约为0.94).林下植物较少,仅有少量灌 木和草本植物存在, 因此.该水文层的持水量较小,仅为0.5742t-hm;杉木纯林的林分郁闭度较小(约为0.76),林下植物相 对较多,主要是黄瑞木,绒楠及芒萁等,其持水量达1.5335t?hm,,是辊交林的2.7倍.反映该林分下植 物层亦有重要水文作用. 表2不同林分类型#分凋落抽层殛林下檀翱层持水量 第4期傅瑞青:细柄阿丁枫杉木涡交林的永源涵养功能研究 3.2土壤层的水文性质 土壤是森林涵养水源的主体,通常用土壤层的蓄水能力和渗透性能评价森林土壤在涵养水源中的作 用. 3.2.1土壤的入渗性能降水在经过林冠,林下植物层及枯枝落叶层截留后渗入土壤中.入渗能力的大 从表3可见,混交林的渗透性能明显好于杉木纯小关系到土壤的蓄水能力的强弱. 林.如混交林表层土 壤的初渗速度达12.62ram?min_.,是杉木纯林的1.3倍,稳渗速度7.83mm?min一1是杉木纯林的1.5 倍.这主要是由于大量枯枝落叶分解,改良了土壤结构,导致土壤容重降低,孔隙度增加所致. 表3不同#分备层土壤人渗性能与蓄水量 3.2.2土壤贮水量林地土壤贮水量是土壤非毛管孔隙对降水的短期滞蓄量,用下式计算【u]: W=10000× 式中,w为贮水量/t?hm一2,h为土壤厚度/m;口为非毛管孔隙度/%. 土壤贮水量与非毛管孔隙度和土层厚度有关.不同林分土壤对降水的滞蓄量见表3.由表中可知.0 -- 40cm土层,混交林土壤的蓄水量较高,是杉木纯林的1.66倍. 4小结 杉木萌芽林林冠下营造细柄阿丁枫,经抚育间伐改造成异龄针闻混交林后,林分的水源涵养能力有较 大程度的提高.其中混交林林冠层的持水量比杉木纯林高17.0%,凋落物层的持水量比杉木纯林提高 50.32%;土壤层的水文性质大大改观,其入渗速度加快,蓄水能力提高,O--40cm土层的蓄水量约为杉木 纯林的1.7倍.建议今后在水源涵养林的规划,经营中应给予足够重视,对杉木低产林分可考虑林冠下营 造细柄阿丁枫等,逐步改造为针阔混交林,以利改善森林水文性质,提高森林的水源涵养能力. 参考文献: [1]姜志林.森林生态系统蓄木保土的功能[J].生态学杂志,1984.(6):58—63. [2]橱玉盛,孝撮问,许云亮.杉木林取代杂末林后林舟木j幕涵养功能差异的研究[J].福建林学院,1992,12(2):125— 131. [3]郑郁善,郭海涛,棘风兰,等.福建音筅杉木混交林木源涵养功能差异研究[J].福建林学院,1997,17(2):126— 130. [4]植仕嶂,孝撮问,檑玉盛,等.杉木火力楠混交林水文特性的初步研究[J].福建林学院,1990,10(3):206—211. [5]阮传成.细柄阿丁枫栽培技术厦应用研究[J].福建林学院.1996,16(2)t151—155. [6]冯宗炜,等.瑚南台同地区马尾松生铀量的测定[J】.林生科学,1982.18(2):127—134. [7】张万1I,许丰彤.森林土壤定位研究方法[M].北京;中国林业出版社,1986.7—55. [8]中野秀章着,孝云彝译.森林水文学[M].北京:中国林业出版社.1983.79—94. [9]蒋秋怡.林末地上部分的持木性能厦其对林地水文学性质的影响[J].浙江林学院,1989,6(2):176—181. [10]张万信,许本彤,檑承株,等.山地森林土壤枯枝藩叶层结构和功能的研究[J】.土壤,1990,27(2):121—131. [1lJJ~J向东,吴款孝,苏宁虎.六盘山林区森林树冠馥留,枯枝落叶层和土壤水文性质的研究[J】.林业科学.1989,23(3) 220—227.