宁夏六盘山主要森林类型枯落物持水能力研究.docx

宁夏六盘山主要森林类型枯落物持水能力研究 作为森林水文的第二个功能区，它在减少降水、阻断排水、减少土壤水分蒸发和水土流失等方面发挥着重要作用。目前, 国内外许多学者在不同区域对多种森林类型下的枯落物特性作了大量研究, 取得了一定成果。美国著名森林水文学家Lee等认为, 枯落物对降雨的截留量取决于枯落物的蓄水容量; 赵艳云等综述了国内外近年来的枯落物水文特征研究;余新晓等研究了贡嘎山东坡峨眉冷杉林 (Abies fabri) 地被物的分布及其水文效应;张洪江等对三峡库区松栎混交林、栓皮栎 (Quercus variabilis) 纯林和马尾松 (Pinus massoniana) 林的林下枯落物蓄积量及其持水特征进行了研究;韩同吉等和李延成等对山东地区的枯落物蓄水特征进行了研究;高人等对辽宁东部几种森林枯落物的蓄积量和持水性能进行了研究;张雷燕等和魏文俊等对宁夏六盘山地区的部分植被类型的林下枯落物进行了研究。但他们的研究大多只是分析了各地区枯落物的蓄积量及其持水特性, 很少同时对枯落物的截留和蒸发与枯落物的持水能力进行研究, 因此, 未能反映枯落物的实际持水能力, 也未能全面反映本地区森林枯落物的水文特征, 对此有待于进一步深入研究。此外, 基于传统方法计算的枯落物截留量已被较为广泛应用, 但它与枯落物实际截留量的差异如何, 现在研究的还比较少。枯落物具有一定的蒸发作用, 但对它在林分总蒸发中的作用了解的还比较少, 也有待于加强相关研究。本研究对六盘山地区的枯落物实际截留量与传统方法计算的截留量对比, 分析其差异性, 以期为进一步了解该区的枯落物水文作用提供科学依据。 1 生长、植被及土壤 研究地点位于六盘山自然保护区的香水河小流域, 处在黄土高原中西部的宁夏回族自冶区南端, 是黄河重要支流泾河的源头, 海拔2 060～2 931 m, 东经106°09′～106°30′、北纬35°15′～35°41′, 处于暖温带半湿润区向半干旱区的过渡带, 属暖温带大陆性季风气候, 年均温度5.8℃, 7月平均气温17.4℃, 1月平均气温-7.0℃, 年均降水量591.6 mm (泾源站) , 多集中于6—9月份。香水河小流域植被保存完好, 覆盖度为70%～80%, 森林植被主要为天然次生林, 如山杨 (Populus davidiana) 、红桦 (Betula albo-sinensis) 、白桦 (Betula platyphylla) 、辽东栎 (Quercus liaotungensis) 、华山松 (Pinus armandii) 、少脉椴 (Tilla paucicostata) 等;人工林以华北落叶松 (Larix principis-rupprechtii) 、油松 (Pinus tabulaeformis) 林为主;在山体阳坡, 还分布着大量灌丛;高海拔 (2 700 m以上) 地区则分布着亚高山草甸群落。流域内土壤主要是灰褐土, 此外还分布着一定面积的亚高山草甸土。土壤中砾石较多, 成土母质为沙质泥岩、页岩、灰岩风化的残积物和坡积物。 2 学习方法 2.1 白桦、辽东栎、林公的混交林和林分选择 本研究共设置了12个样地, 包括3种针叶林 (油松、华北落叶松、华山松) 、5种阔叶林 (辽东栎、红桦、山杨、白桦、辽东栎与少脉椴混交林) 和暴马丁香 (Syringa amurensis) --灰子 (Cotoneaster acutifolius) 灌丛、华西四蕊槭 (Acer tetramerum) --石枣子 (Euonymus sanguineus) 灌丛和李 (Prunus salicina) 灌丛共3种灌丛。各样地特征见表1。 2.2 学习方法 2.2.1 未分解层和半分解层厚度的测定 在研究样地内随机设置5个0.6 m×0.6 m的小样方;在样方内, 随机选择10个点用以测定枯落物未分解层和半分解层的厚度及总厚度, 取其平均值;再按未分解和半分解层分别收集样品, 带回室内称湿重, 然后在85℃下烘干后称重, 测定其干重, 以推算单位面积的枯落物蓄积量。 2.2.2 枯落物层拦蓄量测定方法 采用室内浸泡法测定。将原状枯落物样品分别装入尼龙袋, 在清水中浸泡24 h, 然后称重, 计算其最大持水率, 每个植被类型重复3次。枯落物最大持水量 (t/hm2) 采用最大持水率与枯落物蓄积量的乘积计算, 并换算成水深 (mm) 表示。 枯落物层的最大拦蓄率即为最大持水率, 根据枯落物层的蓄积量和其雨前实测平均自然持水率, 可推算出其最大拦蓄量。因为山地坡面上一般不会出现较长时间的浸水条件, 落到坡面的雨水除一部分被枯落物层拦蓄吸收外, 绝大部分很快透过枯落物层入渗到土壤中。据雷瑞德的研究, 当降雨量达到20～30 mm以