曾介凡， 王忠誠(chéng)， 張 展， 曾憲斌， 張志海

(1.株洲市林業(yè)科學(xué)研究所， 湖南 株洲 412002； 2.中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004)

不同林分林下枯落物持水功能研究

曾介凡1， 王忠誠(chéng)2*， 張 展1， 曾憲斌1， 張志海1

(1.株洲市林業(yè)科學(xué)研究所， 湖南 株洲 412002； 2.中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004)

對(duì)鷹嘴界自然保護(hù)區(qū)闊葉林、杉木毛竹混交林和杉木林的林下枯落物貯量與持水性能等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明: 3種不同林分林下枯落物總貯量在5.13～6.50t/hm2之間，其大小順序?yàn)椋荷寄久窕旖涣?闊葉林>杉木林?？萋湮镒畲蟪炙坎町惷黠@，其大小順序?yàn)殚熑~林(19.00 t/hm2)>杉木毛竹混交林(15.72 t/hm2)>杉木林(11.09 t/hm2)?？萋湮镉行С炙吭?.93～1.62mm之間。

水源涵養(yǎng)； 林分； 枯落物； 鷹嘴界自然保護(hù)區(qū)

森林的水源涵養(yǎng)功能是森林的重要生態(tài)服務(wù)功能之一。不同的森林類型，由于其生態(tài)學(xué)特征的差異，其林分整體水源涵養(yǎng)功能存在一定的差異[1-3]。枯落物層依靠其強(qiáng)大的表面積，能截留、吸附一定的降雨，調(diào)節(jié)地表徑流，防止土壤濺蝕，減少土壤水分蒸發(fā)和改善土壤理化性質(zhì)，被人們形象的稱之為“森林水庫(kù)”[4-5]。我們對(duì)鷹嘴界自然保護(hù)區(qū)闊葉林、杉木毛竹混交林、杉木林等3種林分的林下枯落物貯量及其持水性能進(jìn)行定量研究，以期為湘西地區(qū)，尤其是鷹嘴界自然保護(hù)區(qū)水源涵養(yǎng)林建設(shè)提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于湖南省會(huì)同縣鷹嘴界國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)。保護(hù)區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)109°49′—109°58′，北緯26°46′—26°59′，總面積159km2。該地區(qū)海拔一般在350～700m之間，屬于中低山山區(qū)地貌，峭壁懸崖較多，坡度一般在30°以上；其氣候?qū)儆趤啛釒駶?rùn)氣候，年均降水量1453mm，平均氣溫13.4～16.6℃，年日照時(shí)數(shù)1462.7h。標(biāo)準(zhǔn)地林下植被以芒萁(Dicranopterislinearis)、烏藥(Linderaaggregata(Sims)Kosterm)、鱗毛蕨(Dryopteridaceae)、淡竹葉(LophatherumgracileBrongn)和梔子(Gardeniajasminoides)為主。各標(biāo)準(zhǔn)樣地基本情況見表1。

表1 各標(biāo)準(zhǔn)樣地基本情況Tab 1 Thebasicinformationofstandardplots林分類型坡度(°)坡向平均樹高(m)平均胸徑(cm)郁閉度海拔(m)闊葉林32東南9 410 70 9360杉木毛竹混交林30南15 027 60 7279杉木林30西南8 410 70 6329

2 研究方法

2.1枯落物采集

結(jié)合鷹嘴界自然保護(hù)區(qū)森林資源情況，按照線路調(diào)查和典型調(diào)查相結(jié)合的方法，選擇3個(gè)地段，并分別設(shè)置面積為25.8m×25.8m的標(biāo)準(zhǔn)樣地1塊，在每1個(gè)固定樣地內(nèi)沿對(duì)角線方向分別設(shè)置5個(gè)1m×1m的小樣方，調(diào)查林下枯落物層的蓋度、厚度、分布狀況及分解程度，按照未分解層和半分解層收集枯落物，并測(cè)定各層厚度，以便測(cè)定各林下枯落物貯量及其持水量。

未分解枯落物是指基本上保持其原有形狀及質(zhì)地的枯枝落葉；半分解枯落物是指枯落物完全分解腐爛或只有部分植物組織殘片尚保持其原來(lái)形態(tài)的枯枝落葉[6]。

2.2枯落物持水量及其吸水速率測(cè)定

將收集的枯落物帶回實(shí)驗(yàn)室稱重，并取部分樣品烘干(95℃，24h)后再稱重。取未分解層和半分解層樣品，稱重后裝入網(wǎng)袋，采用室內(nèi)浸泡法，測(cè)定不同層次的枯落物持水量(率)和有效持水量。將浸入24h后的枯落物持水率作為最大持水率，用百分比表示[7-9]。

3 結(jié)果與分析

3.1不同林分林下枯落物貯量與組成

枯落物的輸入量、分解速度和累積年限決定了枯落物的主要貯量，且其貯量與森林樹種組成、樣地所處氣候、林分垂直與水平結(jié)構(gòu)、枯落物厚度和性質(zhì)、人為活動(dòng)等因素密切相關(guān)[10-11]。

從表2可以看出：杉木毛竹混交林林下枯落物總貯量最大，為7.26t/hm2；其次是闊葉林，總貯量為6.50t/hm2；杉木林林下枯落物總貯量最小，僅為5.13t/hm2；3種林分林下枯落物總貯量間相差2.13～0.76t/hm2。杉木毛竹混交林的半分解層枯落物貯量最大，達(dá)4.17t/hm2，杉木林的半分解層枯落物貯量最小，僅為1.36t/hm2；杉木林的未分解層枯落物貯量最大，為3.77t/hm2，杉木毛竹混交林的未分解層枯落物貯量最小，為3.09t/hm2；杉木毛竹混交林半分解層枯落物貯量大于未分解層的貯量，而闊葉林和杉木林則相反。

表2 不同林分林下枯落物層貯量及組成Tab 2 Thestorageandcompositionoflittersindifferentforesttypes樣地編號(hào)林分類型總量平均值(t/hm2)半分解層平均值(t/hm2)占總量比例(%)未分解層平均值(t/hm2)占總量比例(%)1闊葉林6 502 87443 63562杉木毛竹混交林7 264 17573 09433杉木林5 131 36273 7773

可見，3種林分林下枯落物貯量有一定差異。不同林分林下枯落物總貯量與各林分組成樹種的生物學(xué)特性相關(guān)，表現(xiàn)為混交林較針、闊葉純林的貯量大。杉木與毛竹混交林林下枯落物貯量半分解層大于未分解層，這主要與采樣的時(shí)間有關(guān)系。因研究區(qū)域氣候寒冷，經(jīng)雨季后入冬，有利于未分解層向半分解層轉(zhuǎn)化，致使半分解層逐漸增厚。闊葉林和杉木林林下枯落物貯量未分解層大于半分解層，這主要是因?yàn)槿藶榛顒?dòng)的影響，杉木人工林尤為顯著。

3.2不同林分林下枯落物持水性能

枯落物的持水能力多用干物質(zhì)的最大持水率、最大持水量和有效持水量來(lái)表示，其大小與貯量、組成、成分、質(zhì)地、特性和分解程度等因子有關(guān)[12-13]。

枯落物持水率是其在一定時(shí)段內(nèi)截持(吸收)的水量占自身(風(fēng)干)重量的百分率，是反映枯落物涵蓄水分能力的重要指標(biāo)。不同林分林下枯落物最大持水率變化范圍在301.10%～192.56%之間，平均為235.47%，此結(jié)果在我國(guó)已有研究結(jié)果的最大持水率范圍之內(nèi)。

由表3可知：不同林分林下枯落物未分解層的最大持水量以闊葉林最大，為10.93t/hm2；其次為杉木林，為7.92t/hm2；最小的是杉木毛竹混交林，為5.95t/hm2。不同林分林下枯落物半分解層的最大持水量以杉木毛竹混交林的最大，為9.77t/hm2；最小的是杉木林，為3.17t/hm2。除杉木毛竹混交林外，其它2種林分林下枯落物未分解層的最大持水量都大于半分解層的最大持水量，這主要是因?yàn)樯寄久窕旖涣至窒挛捶纸鈱涌萋湮锏膬?chǔ)量小于半分解層枯落物的儲(chǔ)量。3種林分林下枯落物層有效持水量在0.93～1.62mm之間，排列順序?yàn)殚熑~林(1.62mm)>杉木毛竹混交林(1.34mm)>杉木林(0.93mm)。

表3 不同林分林下枯落物持水性能Tab 3 Waterholdingcapabilityoflittersindifferentforesttypes樣地編號(hào)林分類型最大持水率(%)最大持水量(t/hm2)有效持水量(mm)半分解層未分解層半分解層未分解層合計(jì)半分解層未分解層合計(jì)1闊葉林249 07301 108 0710 9319 000 690 931 622杉木毛竹混交林234 29192 569 775 9515 720 830 511 343杉木225 74210 083 177 9211 090 260 670 93

枯落物最大持水量不能反映枯落物層對(duì)降雨的實(shí)際截持情況，只能反映持水性能的優(yōu)劣。最大持水量是枯落物樣品在浸水24h后測(cè)定的結(jié)果。實(shí)際上，在自然條件下枯落物一般不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的浸水，降水落到枯落物層上，一部分被攔蓄，另一部分滲透到土壤中去[14]。因此，枯落物的有效調(diào)蓄量不等于其最大持水量。

4 結(jié)論

(1) 鷹嘴界自然保護(hù)區(qū)的3種不同林分林下枯落物總貯量在5.13～6.50t/hm2之間，其大小排列順序?yàn)椋荷寄久窕旖涣?闊葉林>杉木林。闊葉林與杉木林林下枯落物未分解層貯量大于半分解層貯量，杉木毛竹混交林則相反。

(2) 枯落物最大持水量差異明顯，其大小排列順序?yàn)殚熑~林(19.00t/hm2)>杉木毛竹混交林(15.72t/hm2)>杉木林(11.09t/hm2)?？萋湮飳佑行С炙吭?.93～1.62mm之間。

綜上所述，3種不同林分林下枯落物都具有較強(qiáng)的截留降水的能力，能較好地發(fā)揮其涵養(yǎng)水源的作用，其涵養(yǎng)水源能力的大小為：闊葉林>杉木毛竹混交林>杉木林。

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(文字編校：唐效蓉)

Thewaterholdingcapabilityoflittersofdifferentforesttypes

ZENG Jiefan1, WANG Zhongcheng2*, ZHANG Zhang1, ZENG Xianbin1, ZHANG Zhihai1

(1.Forestry Institute of Zhuzhou City, Zhuzhou 412002, China；2.School of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China)

The biomass and water holding capacity of forest litter of the broad leaf forest, mixed forest of Chinese fir and moso bamboo, Chinese fir forest in the Yingzuijie Nature Reserve were researched. The results indicated that, 3 different types of forest litter total storage was in the range of 5.13～6.50 t/hm2and showed a sequence of the mixed forest of Chinese fir and moso bamboo > broad leaf forest > Chinese fir forest, There was a notable difference of maximum water-holding capacity of forest litter and showed a sequence of the broad leaf forest ( 19.00 t/hm2) > mixed forest of Chinese fir and moso bamboo (15.72 t/hm2) > Chinese fir forest ( 11.09 t/hm2). The effective water holding capacity of forest litter was in the range of 0.93～1.62 mm.

water conservation； forest type； litter； Yingzuijie Nature Reserve

2013-01-05

2013-02-05

湖南省林業(yè)科技項(xiàng)目(2130209)。

曾介凡(1965-)，男，湖南省沅江市人，高級(jí)工程師。

* 為通迅作者

S 714

A

1003-5710(2013)02-0024-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 02. 006