耿生蓮，王志濤

(青海省農林科學院，青海 西寧 810016)

西寧市南北山青海云杉人工林凋落物與土壤持水能力研究

耿生蓮，王志濤

(青海省農林科學院，青海 西寧 810016)

本文以西寧市南北山青海云杉人工林12種模式為研究對象，研究林地凋落物和土壤的持水能力。研究分析得出：①凋落物平均儲量和平均自然持水率分別為522.412 g/m2和17.39%，土壤平均容重為0.905±0.027(g/cm3)，毛管孔隙度平均為34.487±1.053(%)，總孔隙度平均為51.385±0.845(%)；②經方差和關聯(lián)度分析，12種混交模式的凋落物儲量、自然持水率、土壤容重、土壤總孔隙度、毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量8個測定指標有顯著差異，各指標的變化與樹種混交模式、土層厚度有較高的相關度；③樹種配植種類較多的混交模式青海云杉河北楊灌木混交林、青海云杉青楊灌木混交林、青海云杉圓柏白榆河北楊混交林和青海云杉山杏河北楊混交林，其凋落物和土壤的持水能力高。樹種單一、針葉混交的模式青海云杉純林和青海云杉圓柏混交林的凋落物和土壤持水能力弱；④通過對混交模式及土層厚度、郁閉度、坡度、坡向和林齡等環(huán)境條件的進行有序量綱化，經回歸分析擬合了混交模式和土層厚度與8個測定指標的16個函數方程，坡向與土壤最大持水量和田間持水量之間的2個函數方程，18個方程在0.05水平下的回歸系數均在0.811以上。研究結果為南北山生態(tài)林建設及水土保持研究提供了參考價值。

青海云杉；人工林； 混交模式；凋落物；物理特性；持水能力

1 區(qū)域概況

西寧市地處祁連山東段南側，總的地勢是西南高、東北低,全市最高海拔2 808 m,最低海拔2 261 m。市區(qū)平均海拔為2 275 m，主要為河谷沖積平原，被南北兩山環(huán)抱，嶺高川窄，溝壑眾多，崗巒起伏，地形東西狹長，呈帶狀。南北兩山由于氣候干旱，植被稀疏，水土流失嚴重。

西寧市(包括南北兩山)屬高原大陸性氣候，受西風帶控制，東南季風影響較弱，冬季常受蒙古高壓氣流影響，屬溫涼半干旱氣候區(qū)，整個氣候特點是夏季溫涼、冬季寒冷，降水稀少，日照時間長，太陽輻射強，氣象災害多。據35年實測資料統(tǒng)計，年均氣溫5.8℃，年均降水量372.6 mm。降水年內分布極不均勻，一年中80%以上的降水集中于6～9月，且多以暴雨和陣雨形式出現(xiàn)，具有歷時短、強度大、降水集中等特點；最大年降水量541.2 mm，最小年降水量196.4 mm，最大日降水量62.2 mm，一次性連續(xù)最大降水量60.4 mm。

2 研究方法

2.1 樣地確定

在研究區(qū)內采用網格樣地法布設固定樣地共33塊。經調查有12種混交模式(表1)。其中青海云杉青楊林3塊、青海云杉青楊灌木混交林6塊、青海云杉圓柏灌木混交林2塊、青海云杉白榆灌木混交林3塊、青海云杉枸杞林1塊、青海云杉圓柏白榆河北楊混交林2塊、青海云杉河北楊灌木混交林4塊、青海云杉圓柏林1塊、青海云杉純林2塊、青海云杉檸條(沙棘)混交林4塊、青海云杉油松灌木混交林4塊和青海云杉山杏河北楊混交林1塊。樣地面積400 m2。樣地選定后調查青海云杉生長狀況、立地環(huán)境等相關指標[1，2]。33塊樣地基本概況見表1。

表1 樣地基本特征

續(xù)表1

樣地編號地理坐標林齡(y)郁閉度海拔(m)凋落物厚度(cm)坡度(°)坡向混交模式A11E101°53′30．45″N36°37′32．71″11．00．12495．02．518半陽青海云杉河北楊灌木混交林A12E101°32′14．58″N36°17′51．00″15．00．22403．01．225陽坡青海云杉圓柏林A13E101°53′30．51″N36°35′00．50″13．00．32444．00．515陽坡青海云杉純林A14E101°47′37．82″N36°39′04．35″12．00．42383．01．515半陽青海云杉檸條(沙棘)林A15E101°54′21．54″N36°32′39．66″7．50．22494．01．59半陽青海云杉檸條(沙棘)林A16E101°53′51．30″N36°33′02．65″7．00．42290．01．028半陽青海云杉油松灌木混交林A17E101°51′45．12″N36°32′47．20″8．00．42358．02．05半陽青海云杉河北楊灌木混交林A18E101°51′36．80″N36°32′36．25″13．00．32416．02．014陰坡青海云杉河北楊灌木混交林A19E101°51′56．08″N36°32′05．81″14．00．42509．02．013半陰青海云杉青楊灌木混交林A20E101°51′18．56″N36°33′03．77″13．00．62374．03．08半陰青海云杉青楊灌木混交林A21E101°50′13．99″N36°33′28．61″9．00．52465．02．06陰坡青海云杉白榆灌木混交林A22E101°48′12．54″N36°34′32．58″15．00．42433．02．04陰坡青海云杉青楊灌木混交林A23E101°48′03．64″N36°34′21．60″10．00．62472．02．04半陰青海云杉沙棘(檸條)林A24E101°48′19．18″N36°31′59．41″21．00．52369．01．013陰坡青海云杉山杏河北楊混交林A25E101°46′26．30″N36°35′59．20″17．00．32408．01．00平坡青海云杉檸條(沙棘)林A26E101°44′10．64″N36°37′03．56″6．00．12566．00．320半陽青海云杉河北楊灌木混交林A27E101°43′31．81″N3637′17．06″19．00．52470．00．813陰坡青海云杉油松灌木混交林A28E101°40′51．63″，N36°38′15．54″14．00．22427．00．219陰坡青海云杉純林A29E101°40′49．98″N3638′09．11″7．00．22491．00．110陰坡青海云杉圓柏灌木混交林A30E101°39′10．55″N36°38′35．77″8．00．52363．00．811半陽青海云杉青楊灌木混交林A31E101°39′54．20″N36°38′27．66″8．00．42444．01．223半陰青海云杉白榆灌木混交林A32E101°39′02．40″N36°38′21．54″9．00．42599．00．620陽坡青海云杉油松灌木混交林A33E101°39′19．59″N36°38′19．26″9．00．42609．00．622陽坡青海云杉油松灌木混交林

2.2 凋落物持水量測定[3-6]

在固定的每塊樣地中隨機取3個樣方，大小為0.5×0.5 m2，取樣方內全部凋落物稱重，再取其中100～500 g(W1)標記樣本后帶回。室內測定樣本重量，置烘箱中在85℃下烘干至恒重時稱重(W2)，計算凋落物的自然持水率(Wr，%),公式為：

Wr(%)=(W1-W2)/W2×100%

再將烘干后的凋落物裝入紗袋中水浸24 h后取出控干，至無水滴滴下時稱重(W3)，計算凋落物最大持水率(Wrm，%)，公式為：

Wrm(%)=(W3-W2)/W2×100%

然而在干旱山地自然條件下，坡面上不會出現(xiàn)較長時間的浸水條件，實際持水率為最大持水率的85%左右，則凋落物的實際持水率(Ws,%)為：

Ws(%)=0.85×Wrm

2.3 土壤物理性質及持水性測定[7，8]

采用環(huán)刀法，在設定的樣地內按照土層深度0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm分3層取樣。將環(huán)刀固定帶回室內進行物理性質和持水性指標測定。測定步驟為：

(1)室內將環(huán)刀的上、下蓋取下，一端換上帶網孔并墊有濾紙的底蓋，并將該端放人盛薄層水的瓷盤中，盤內水深保持在2～3mm之間，浸入時間8 h。然后擦干環(huán)刀外的水分并立即稱重m1(g)。稱重后將此環(huán)刀連同濕土放水中浸泡，水面高度至環(huán)刀上沿，浸泡時間以環(huán)刀上面的濾紙充分濕潤為止，此時重新擦干環(huán)刀外面的水分稱重m2(g)。

(2)將上述稱量后的環(huán)刀，使帶有網孔并墊有濾紙的一端向下放置在鋪有干砂的平底盤中12 h，此時環(huán)刀內土壤的非毛管水分已全部流出，但環(huán)刀內土壤的毛細管仍然充滿水分，立刻稱重，記為m3(g) 。

(3)將此環(huán)刀再放在鋪有干砂的平底盤中，保持24 h，此時環(huán)刀內土壤的水分為毛管懸著水，立刻稱重，記為m4(g)。

(4)后將環(huán)刀連同土樣一起放在105℃的烘箱中烘至恒重，記為m5(g)。取出土樣，測定環(huán)刀重m0(g)。

土壤持水性指標計算：

其中：環(huán)刀容積計算公式為：V=πr2h (r-環(huán)刀半徑；h-環(huán)刀高)

2.4 數據處理與分析方法

應用數據統(tǒng)計軟件Excel 2007和分析軟件spssl8.0對不同混交模式云杉人工林凋落物持水性指標、土壤蓄水能力相關指標進行統(tǒng)計描述和差異顯著性檢驗等數據處理與分析。

3 結果與分析

3.1 青海云杉人工林不同混交模式凋落物層持水性

3.1.1 不同混交模式凋落物儲量[9～15]研究區(qū)內12種混交模式中的凋落物總儲量差異顯著，p=0.005<0.05(表2)；凋落物儲量范圍在139.600-745.200 g/m2之間(表3)，平均儲量為522.412 g/m2；不同混交模式青海云杉混交林的凋落物儲量排序為青海云杉山杏河北楊混交林(745.2 g/m2)>青海云杉圓柏白榆河北楊混交林(727.8 g/m2)>青海云杉青楊灌木混交林(660.8 g/m2)>青海云杉油松灌木混交林(655.6 g/m2)>青海云杉青楊林(591.6 g/m2)>青海云杉河北楊灌木混交林(563.0 g/m2)>青海云杉白榆混交林(538.7 g/m2)>青海云杉枸杞林(463.9 g/m2)>青海云杉檸條林(412.6 g/m2)>青海云杉圓柏林(360.5 g/m2)>青海云杉純林(314.0 g/m2)>青海云杉圓柏灌木混交林(139.6 g/m2)，其中青海云杉圓柏灌木混交林凋落物儲量最小是由于坡度(32°)較大，不利于凋落物的儲存；關聯(lián)度(Eta2=0.659)顯示，凋落物儲量與混交模式間有較高的關聯(lián)性；從針葉樹和闊葉樹(喬木樹種和灌木樹種)混交方式看，凋落物儲量存在以下特點：①針闊灌混交林的凋落物儲量較大，其次是針闊混交林和針灌混交林，純針葉林和針葉混交林最低；②混交林中針、闊、灌組成樹種越多凋落物儲量越多,如青海云杉圓柏白榆河北楊混交林和青海云杉山杏河北楊混交林，儲量分別為727.800 g/m2和745.200 g/m2，純林儲量少，如云杉純林儲量為314.00 g/m2；③西寧市南北山青海云杉人工林中以青海云杉青楊灌木混交造林的模式最多，占總數的21.0%，其次是青海云杉河北楊灌木混交林、青海云杉檸條(沙棘)林和青海云杉油松灌木混交林，青海云杉枸杞林和青海云杉山杏河北楊混交林最少，樹種配植基本合理，鼓勵加大青海云杉山杏河北楊混交林模式的造林幅度。

表2 不同混交模式凋落物儲量方差分析與關聯(lián)度

注：Sig=0.005是在p=0.05水平下。

3.1.2 不同混交模式凋落物持水性分析 凋落物浸泡24 h后，最大持水量比自然持水量明顯增加(圖1)，其中青海云杉圓柏白榆河北楊混交林和青海云杉山杏河北楊混交林的最大持水量增幅最大，這與兩種混交模式中樹種多樣性有關；青海云杉人工林凋落物自然持水量范圍在3.26%～28.49%，平均為17.39%，其中青海云杉圓柏白榆河北楊混交林最大，為28.49%；最大持水量變化范圍在72.03%～290.28%，平均為152.84%，其中青海云杉山杏河北楊混交林最大，為290.28%；12種混交模式中，自然持水量從大到小排序為青海云杉圓柏白榆河北楊混交林>青海云杉白榆灌木混交林>青海云杉山杏河北楊混交林>青海云杉河北楊灌木混交林>青海云杉油松灌木混交林>青海云杉青楊灌木混交林>青海云杉青楊林>青海云杉枸杞林>青海云杉圓柏林>青海云杉檸條(沙棘)林>青海云杉圓柏灌木混交林>青海云杉純林；最大持水量從大到小序為青海云杉山杏河北楊混交林>青海云杉圓柏白榆河北楊混交林>青海云杉河北楊灌木混交林>青海云杉白榆灌木混交林>青海云杉油松灌木混交林>青海云杉檸條(沙棘)林>青海云杉圓柏灌木混交林>青海云杉青楊灌木混交林>青海云杉枸杞林>青海云杉青楊林>青海云杉圓柏林>青海云杉純林。綜合考慮自然持水量和最大持水量兩個變量，排在前四位的混交模式是云杉圓柏白榆河北楊混交林、青海云杉山杏河北楊混交林、青海云杉白榆灌木混交林和青海云杉河北楊灌木混交林，持水效果最差的是云杉純林模式。故從凋落物持水性也可說明青海云杉多樹種混交模式更能發(fā)揮涵養(yǎng)水源的功能，是西寧市南山青海云杉人工林配植的最佳模式。

實際持水量為最大持水量的85%，其特性與最大持水量一致(圖2)。

圖1 不同混交模式凋落物自然持水量與最大持水量對比

圖2 不同混交模式凋落物實際持水量對比

經分析各混交模式之間的凋落物三個持水指標(Wr、Wrm和Ws)差異顯著，Sig(Wr)=0.000、Sig(Wrm、Ws)=0.013

3.2 青海云杉人工林土壤物理特性與持水性

3.2.1 不同混交模式土壤物理特性[15，16]西寧市南北山青海云杉人工林土壤平均容重為(0.905±0.027) g/cm3，變化范圍在(0.66～1.26)g/cm3，毛管孔隙度平均為34.487%±1.053%，變化范圍在13.3%～46.3%，總孔隙度平均為51.385%±0.845%，變化范圍在35.0%～58.0%；不同混交模式間的土壤容重、土壤孔隙度和土壤毛管孔隙度有顯著的差異，Sig(土壤容重、毛管孔隙度、總孔隙度)=0.001、0.000、0.000

3.2.2 土壤容重、毛管孔隙度和總孔隙度隨土層厚度的變化 從圖4和表3看出，南北山青海云杉人工林中，土壤容重在土層0～60 cm內隨深度的增加而加大，變化范圍在0.721(g/cm3)-1.097(g/cm3)之間，毛管孔隙度和總孔隙度隨土層深度的增加而減少，變化范圍在38.9%～30.0%和56.4%～46.4%之間，其原因為隨著土壤深度的增加，上層土壤增厚，重量累計增加，加大了對下層土壤的壓實作用，土壤變得緊實、孔隙減少，故下層土壤容重大于上層，而毛管孔隙度和總孔隙度小于上層土壤；經方差和相關性分析，Sig(土壤容重、毛管孔隙度、總孔隙度)=0.00、0.002、0.00<0.005，R2(土壤容重、毛管孔隙度、總孔隙度)=0.827、0.621、0.836，說明不同土層的三個指標均有明顯差異，且土層深度是影響三個持水指標變化的重要因素之一。另外,青海云杉混交林內受枯落物影響的0～20 cm土壤層最有利于林下植物生長,在林內形成較好的第三作用層,更有助于截留降雨和減少雨滴擊濺侵蝕。

圖3 不同混交模式中土壤容重、毛管孔隙度和總孔隙度對比

圖4 土壤容重、毛管隙度和總孔隙度隨土層深度的變化

表3 土壤容重、毛管孔隙度和總孔隙度統(tǒng)計與差異性和R2值

土層厚度/cm土壤容重(g/cm3)毛管孔隙度(%)總孔隙度(%)0～20均值±誤差0．721±0．04138．931±1．79056．354±1．40620～40均值±誤差0．896±0．03434．487±1．70651．385±1．24840～60均值±誤差1．097±0．04230．042±1．68646．415±1．212Total均值±誤差0．905±0．02734．4865±1．05351．385±0．844Sig0．0000．0020．000R20．8270．6210．836

注：Sig在p=0.05水平下。

3.2.3 不同混交模式土壤持水量分析[17]經統(tǒng)計南北山青海云杉人工林平均土壤最大持水量為(0.522±0.008) g/cm3，變化范圍為0.322～0.710 g/cm3；土壤毛管持水量平均為(0.013±0.003) g/cm3，變化范圍為(0.002～0.028) g/cm3；土壤田間持水量平均為(0.433±0.010)g/cm3，變化范圍為0.150-0.650(g/cm3)；經方差分析，不同混交模式間土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量差異顯著，Sig(最大持水量、毛管持水量和田間持水量)均為0.000，P<0.05，Eta2分別為0.712、0.555和0.756，三個持水指標與混交模式有較高的關聯(lián)性； 12種青海云杉林土壤最大持水量排在前五位的是青海云杉河北楊灌木混交林(0.630 g/cm3)、青海云杉白榆灌木混交林(0.521 g/cm3)、青海云杉圓柏白榆河北楊混交林(0.620 g/cm3)、青海云杉圓柏灌木混交林(0.514 g/cm3)和青海云杉青楊灌木混交林(0.564 g/cm3)；毛管持水量排在前五位的是青海云杉河北楊灌木混交林(0.018 g/cm3)、青海云杉圓柏白榆河北楊混交林(0.0154 g/cm3)、青海云杉青楊灌木混交林(0.0150g/cm3)、青海云杉青楊混交林(0.014 g/cm3)和青海云杉檸條(沙棘)混交林(0.011 g/cm3)；田間持水量排在前五位的是青海云杉河北楊灌木混交林(0.578 g/cm3)、青海云杉圓柏白榆河北楊混交林(0.543 g/cm3)、青海云杉青楊灌木混交林(0.459 g/cm3)、青海云杉檸條(沙棘)混交林(0.447 g/cm3)和青海云杉白榆灌木混交林(0.447 g/cm3)(圖5)；青海云杉純林和青海云杉圓柏混交林的土壤持水量均排在最后位。從排序看,樹種組成豐富的針闊混交林土壤持水性能要優(yōu)于青海云杉純林和青海云杉圓柏混交林，主要是因為不同模式地表層的枯落物組成及地下根系的生長發(fā)育狀況、枯落物的分解狀況等存在差異,因此造成林地土壤物理化學性質和持水量的差異。

圖5 不同混交林土壤三種持水量對比

圖6 不同土層土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量及持水量總體變化

3.2.4 不同土層土壤持水性分析 從圖6變化趨勢看出，12種青海云杉林的土壤最大持水量、毛管持水量和土壤田間持水量在土層0～60 cm之間是隨著土層的增加而減小，變化趨勢一致；從后三個分圖看，土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量總處在最高位的混交模式是青海云杉河北楊灌木混交林，就是說青海云杉河北楊灌木混交林在土壤0～60 cm層的持水量較高；總處在最低位的混交模式是青海云杉純林。土層厚度越大容量越小持水量隨之減小，即青海云杉純林在土壤0～60 cm層的持水量較低，進一步說明青海云杉混交造林能較好地發(fā)揮水土保持和涵養(yǎng)水源的功能。

3.2.5 土壤物理特性和持水性與立地環(huán)境的關系分析 土壤物理特性和土壤的持水性受多種因素的影響，在西寧市南北山土壤類型基本為粟鈣土，在此條件下，將混交模式、郁閉度、坡向、坡度、林齡和土層深度量綱化作相關分析。表4顯示，混交模式、郁閉度、坡度和坡層厚度與土壤容重呈正相關，坡向和林齡與土壤容重呈負相關；混交模式、郁閉度和坡向與總孔隙度呈正相關，坡度、林齡和土層厚度與總孔隙度呈負相關；郁閉度、坡向和林齡與毛管孔隙度呈正相關，混交模式、坡度和土層厚度與毛管孔隙度呈負相關；郁閉度、坡向和林齡與土壤最大持水量呈正相關，混交模式、坡度和土層厚度與土壤最大持水量呈負相關；郁閉度和林齡與毛管持水量呈正相關，混交模式、坡度和土層厚度與土壤毛管持水量呈負相關；郁閉度、坡向和林齡與土壤田間持水量呈正相關，混交模式、坡度和土層厚度與土壤田間持水量呈負相關；在0.01水平上，土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量與混交模式和土層厚度相關性極顯著，土壤最大持水量與坡向相關性極顯著，田間持水量與坡向相關性極顯著；在0.05水平上，毛管孔隙度與坡向和坡度相關性顯著，土壤最大持水量與坡度相關性顯著，田間持水量與坡度相關性顯著。 分別用對數函數、多項函數和冪函數對相關性極顯著的因變量(Y)和自變量(X)進行了回歸分析，擬合成以下方程(表5)。

表4 土壤物理特性和持水量與立地環(huán)境的相關系數統(tǒng)計

注：** 相關系數在 0.01水平 (2-tailed),* 相關系數在 0.05水平 (2-tailed)。

坡向量綱：1.陰坡、2.半陰坡、3.平緩地、4.半陽坡、5.陽坡；

坡度量綱：1.0°～15°、2.16°～30°、3.31°～45°；

林齡量綱：1.<10 a、2.11 ～20 a、3.21 ～30 a、4.>31 a；

土層量綱：1.0～20 cm、2.20～40 cm、3.40～60 cm。

不同的混交模式與土壤容重、毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量之間有共性，方程為二次多項式，與總孔隙度擬合的方程為對數函數；土層厚度與土壤容重和總孔隙度擬合方程分別為冪函數和多項式函數，與毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量擬合的方程有共性，均為對數函數；坡向與土壤最大持水量和田間持水量擬合的方程序均為二次多項式；以上擬合的方程R2均在0.811以上，且Sig>0.050，擬合方程具有較高的可靠性。

表5 土壤物理指標和持水量與立地環(huán)境的回歸方程

4 結論與討論

(1) 西寧市南北山青海云杉人工林凋落物平均儲量為522.412 g/m2，變化范圍139.600 g/m2-745.200 g/m2，凋落物儲量排序為青海云杉山杏河北楊混交林>青海云杉圓柏白榆河北楊混交林>青海云杉青楊灌木混交林>青海云杉油松灌木混交林>青海云杉青楊林>青海云杉河北楊灌木混交林>青海云杉白榆混交林>青海云杉枸杞林>青海云杉檸條林>青海云杉圓柏林>青海云杉純林；凋落物平均自然持水率為17.39%，變化范圍3.26%～28.49%；12種不同混交模式的凋落物儲量、自然持水率、最大持水率和實際持水率存在明顯的差異，且關聯(lián)性較高，即青海云杉人工林混交的樹種種類越豐富儲存的凋落物越多，持水性相應的提高。

(2)西寧市南北山青海云杉人工林土壤平均容重為0.905±0.027(g/cm3)，變化范圍在0.66～1.26(g/cm3)，毛管孔隙度平均為34.487%±1.053%，變化范圍在13.3%～46.3%，總孔隙度平均為51.385%±0.845%，變化范圍在35.0%～58.0%；不同混交模式間的土壤容重、土壤孔隙度和土壤毛管孔隙度有顯著的差異，模式青海云杉純林和云杉圓柏混交林的容重最大，模式青海云杉河北楊灌木混交林、青海云杉青楊灌木混交林、青海云杉圓柏白榆河北楊混交林和青海云杉山杏河北楊混交林的毛管孔隙度和總孔隙度最大；土壤容重隨土層的加深而增加，土壤孔隙度和土壤毛管孔隙度隨土層的加深而減少。

(3)西寧市南北山青海云杉人工林平均土壤最大持水量為(0.522±0.008) g/cm3，變化范圍為(0.322～0.710) g/cm3；土壤毛管持水量平均為(0.013±0.003) g/cm3，變化范圍為(0.002～0.028) g/cm3；土壤田間持水量平均為(0.433±0.010) g/cm3，變化范圍為0.150～0.650 g/cm3；12種混交模式間土壤最大持水量、毛管持水量和田間持水量差異顯著；土壤持水量隨著土層的增加而減少。

(4)青海云杉人工林土壤物理特性和土壤持水性與混交模式、土層厚度和坡向具有不同的函數關系，與郁閉度、坡度和林齡相關性不顯著。

(5)森林植被及幾其凋落物與森林水土保持功能關系密切,對現(xiàn)有的南北山青海云杉純林和針葉混交林進行改造，選擇多樹種多模式的針闊灌混交林可大大提高凋落物累積量和覆蓋度，從而增加腐殖質量，減少土壤水分蒸發(fā)，從凋落物層和土壤層角度可提高持水能力，達到一定的涵養(yǎng)水源的作用。

(6)本研究從坡向與土壤最大持水量和田間持水量的回歸分析初步總結出：青海云杉在西寧市南北山陰坡和半陰坡比在陽坡和半陽坡具較高的持水能力，是典型的陰性樹種，此特性在青海云杉人工林營建中可參考應用。

(7)有資料顯示，不同生長階段的針葉人工林如杉木、落葉松和馬尾松[8，15，18]其土壤持水性也有差異，而目前西寧南北山青海云杉人工林正處在幼林和中齡階段，林齡對凋落物和土壤的持水能力的影響沒有顯現(xiàn)，這將是今后南北山青海云杉人工林經營改選造[20]及研究的主要方向。

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Water-holding Capacity of Soil and Litter of Picea crassifolia Plantations in Xining North-South Mountains

GENG Sheng-lian,WANG Zhi-tao

(QinghaiAcademyofAgricultureandForestry,Xining,Qinghai810016)

To understand the water-holding characteristics of litter and soil, 12 types of Picea crassifolia plantations in North and South mountains of Xining were studied.The results showed that: i)The average of reserves of litter and its water-holding capacity were 522.412 g/m2and 17.38%；The average of the bulk density, the capillary porosity and the total porosity were 0.905±0.027(g/cm3), 34.487±1.053(%)and 51.385±0.845(%) respectively; ii) The litter reserves, the natural water-holding of litter, the bulk density, the total porosity, the capillary porosity, the maximum water-holding, the capillary water-holding and the field water-holding of soil have significant differences among the 12 types of the mixed models examined by variation and correlation analysis; iii) The litter and soil had higher water-holding capacity with multi-species mixed plantations like Picea crassifolia×Populus cathayana×Shrub, P.crassifolia×P.hopeiensis, P.crassifolia.×Sabina chinensis ×Ulmus pumila ×P.hopeiensis ×Shrub and P.crassifolia.×Prunus armeniaca.×P.hopeiensis, while those of single species plantation or less species mixed plantations had weak water-holding capacity; iv) 16 function equations of the forest types and the soil thickness with 8 indexes were fitted, and 2 function equations of the slope aspects with the maximum water-holding as well as the field holding capacity were fitted too after dimension of the mixed mode, soil thickness, canopy density, slope gradient, slope aspects and the plantation ages.The coefficients of all 18 function equations are all lower than 0.811 at 0.05 level.

Picea crassifolia; plantation; mixed mode; litter; physical characteristics; water-holding capacity

2015-02-28 基金項目： 國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項項目(20110404501)。

耿生蓮，女，副研究員，研究方向：從事生態(tài)治理，森林生態(tài)系統(tǒng)功能評估，E-mail:545126650@qq.com

S791.18

A

1001-2117(2015)04-0018-12