何琴飛,鄭 威,彭玉華,侯遠(yuǎn)瑞,何 峰,申文輝
(1.廣西林業(yè)科學(xué)研究院,南寧530002;2.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南寧530002;3.國(guó)家林業(yè)局 中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室,南寧530002)
珠江流域中游主要森林類型凋落物持水特性
何琴飛1,2,3,鄭 威1,2,3,彭玉華1,2,3,侯遠(yuǎn)瑞1,2,3,何 峰1,2,3,申文輝1,2,3
(1.廣西林業(yè)科學(xué)研究院,南寧530002;2.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南寧530002;3.國(guó)家林業(yè)局 中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室,南寧530002)
采用野外實(shí)地調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,對(duì)珠江流域中游蒼梧縣的5種森林類型的凋落物累積量和持水量、持水率、吸水速率等持水特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:不同森林類型凋落物總儲(chǔ)量為濕地松(Pinus elliottii)+荷木(Schima superba)混交林(40.18 t/hm2)>桉樹(Eucalyptus)林(11.77 t/hm2)>馬尾松(Pinus massoniana)林(10.97 t/hm2)>紅錐(Castanopsis hystrix)林(8.75 t/hm2)>大葉棟(Quercus griffithii)林(7.71 t/hm2),且半分解層累積量所占比例均大于未分解層,馬尾松林則相反;5種森林類型不同分解程度的凋落物持水量和持水率與浸泡時(shí)間均呈對(duì)數(shù)關(guān)系,吸水速率與浸泡時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系;凋落物最大持水量為13.12~77.09 t/hm2,濕地松+荷木混交林最大,紅錐林最??;最大持水率為150.8~187.9%,大葉棟林最大,紅錐林最?。挥行r蓄量為8.26~49.31 t/hm2,大小順序?yàn)闈竦厮?荷木混交林>大葉棟林>紅錐林>桉樹林>馬尾松林。綜合考慮,研究區(qū)5種森林類型中濕地松+荷木針闊混交林持水能力最強(qiáng),且優(yōu)勢(shì)明顯,因此,水源涵養(yǎng)林宜優(yōu)先選擇針闊混交林模式。
凋落物;持水量;持水率;吸水速率;珠江
森林凋落物是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)疏松、透水性和持水能力良好,一方面能夠阻滯和分散降水、減緩林內(nèi)降水對(duì)地面的沖擊;另一方面能吸收降落到地表的水分、減少地表徑流、增加土壤水分下滲,防止土壤侵蝕,在森林水源涵養(yǎng)、水量平衡等方面起著非常重要的作用[1-2]。在全球水資源緊缺和水環(huán)境日益惡化的背景下,森林水源涵養(yǎng)功能越來越受到人們的重視,而凋落物的持水性能是反映森林水源涵養(yǎng)作用的重要指標(biāo)。已有許多學(xué)者對(duì)森林凋落物作了大量研究,主要集中在凋落物儲(chǔ)量、分解速率、動(dòng)態(tài)特征、持水能力、截持降水、影響地表徑流和增強(qiáng)土壤入滲等方面[3-8],并取得了一定的研究成果。
珠江流域面積4.4×105km2,河長(zhǎng)2 000 km,年徑流量3.0×1011m3,占全國(guó)河川徑流量的12.3%,僅次于長(zhǎng)江,是黃河年徑流量的5.7倍[9],是我國(guó)非常重要的一條河流。廣西地處珠江流域中上游,流域面積占珠江流域面積的77.8%[10],因此,廣西在珠江流域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。廣西蒼梧縣位于廣西東部、珠江流域中游,其森林植被覆蓋情況直接影響到珠江下游地區(qū)乃至港澳地區(qū)的生態(tài)安全。長(zhǎng)期以來,由于過度的、不合理的開發(fā)利用,蒼梧縣森林資源遭受嚴(yán)重破壞,林分、樹種單一,森林群落退化,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化,水土流失嚴(yán)重,目前該區(qū)域的森林水源涵養(yǎng)功能研究缺乏,因此,本試驗(yàn)在蒼梧縣境內(nèi)選取馬尾松(Pinus massoniana)純林(常綠針葉林)、桉樹(Eucalyptus)純林(常綠闊葉林)、紅錐(Castanopsis hystrix)純林(常綠闊葉林)、大葉棟(Quercus griffithii)萌芽純林(落葉闊葉林)、濕地松(Pinus elliottii)與荷木(Schima superba)混交林(針闊混交林)5種有代表性的森林類型為研究對(duì)象,研究不同森林類型的凋落物累積量、持水動(dòng)態(tài)和持水能力,分析對(duì)比不同森林類型凋落物的水源涵養(yǎng)和水土保持功能,旨在為珠江流域水源涵養(yǎng)林的森林結(jié)構(gòu)改善和森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供理論依據(jù)。
研究區(qū)廣西蒼梧縣位于珠江流域中游,110°51′—111°40′E,22°58′—24°10′N,北回歸線從縣境中部貫穿,屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)、海洋性氣候與大陸性氣候的過渡地帶。年均氣溫為21.2℃,極端最高溫39.9℃,最低溫-2.4℃,年均降雨量為1 506.9 mm,最多1 925.9 mm,最少1 002.9 mm,年平均相對(duì)濕度為80%。土壤以薄層花崗巖土壤、薄層砂頁(yè)巖黃紅壤和中厚砂頁(yè)巖紅壤為主。主要森林群落類型為南亞熱帶常綠闊葉林,有樹種66科300多種,主要樹種為馬尾松、杉木(Cunninghamia lanceolata)、濕地松、荷木、大葉棟、稠木(Lithocarpus glaber)等[11]。
1.2.1 樣地設(shè)置 2013年7—10月,在蒼梧縣境內(nèi)選擇5種森林類型(均為近熟林或成熟林)的主要分布區(qū)域,設(shè)置20 m×20 m的樣地,每種類型設(shè)置3個(gè)重復(fù)。記錄樣地的林齡、郁閉度、海拔、坡度、坡向等生長(zhǎng)環(huán)境因子,對(duì)樣地內(nèi)胸徑≥1 cm的喬木進(jìn)行每木檢尺,記錄樹高、胸徑、冠幅等生長(zhǎng)指標(biāo),在樣地的4個(gè)角落及對(duì)角線的中心點(diǎn)設(shè)置2 m×2 m調(diào)查灌木、草本層的物種組成、數(shù)量等。研究區(qū)5種森林類型的基本特征見表1。
表1 主要森林類型基本特征
1.2.2 凋落物累積量測(cè)定 在每個(gè)樣地的上、中、下部隨機(jī)布設(shè)3個(gè)50 cm×50 cm的樣方,按未分解(顏色變化不明顯,原有形態(tài)完整,外表無分解的痕跡)和半分解(顏色變黑,外觀輪廓不完整,多數(shù)已粉碎)收集全部凋落物,分層裝袋,并立即稱量其鮮重,同時(shí)記錄凋落物總厚度及分層厚度,然后帶回實(shí)驗(yàn)室在75℃下烘干至恒重,由此計(jì)算凋落物含水率,并以凋落物干質(zhì)量計(jì)算各層儲(chǔ)量和總儲(chǔ)量。
1.2.3 凋落物持水動(dòng)態(tài)分析 將烘干的凋落物全部或稱取部分(凋落物干重超過400 g)分別裝入100目20 cm×30 cm的尼龍網(wǎng)袋中,每個(gè)處理9個(gè)重復(fù),把裝有凋落物的網(wǎng)袋完全浸入清水中,分別在浸水0.25,0.5,1,2,4,8,12,24 h后,將網(wǎng)袋從水中取出并懸掛在空中靜置約5 min,當(dāng)無水滴滴下時(shí)立刻稱量,計(jì)算不同浸泡時(shí)段凋落物的持水量、持水率及吸水速率,計(jì)算公式如下[12-13]:
式中:Rmax為凋落物最大持水率(%);M24為凋落物浸水24 h吸水飽和后的質(zhì)量(g);MD為凋落物干質(zhì)量(g)。
凋落物最大持水量:
式中:Wmax為凋落物最大持水量(t/hm2);M為凋落物累積量(t/hm2);Rmax為凋落物最大持水率(%)。
凋落物吸水速率:
式中:V為凋落物某時(shí)間段的吸水速率[g/(kg·h)];Mt為t時(shí)刻凋落物持水量(g/kg);t為凋落物浸泡時(shí)間(h)。
1.2.4 凋落物持水能力測(cè)定 凋落物持水能力主要取決于凋落物累積量、最大持水率和有效攔蓄量。凋落物浸水24 h的持水量和持水率為最大持水量和最大持水率,但在實(shí)際降水過程中,凋落物的實(shí)際攔蓄降水量要小于最大持水量,因此,通常采用有效攔蓄量來估算凋落物層對(duì)降雨的實(shí)際攔蓄量,有效攔蓄量的調(diào)整系數(shù)為0.85,計(jì)算公式如下[14-15]:
凋落物自然含水率:
梅蘭芳出身于梨園世家,8歲學(xué)戲,9歲拜吳菱仙為師學(xué)青衣,10歲登臺(tái)演出。在50余年的舞臺(tái)生活中,繼承發(fā)展和提高了京劇旦角的演唱和表演藝術(shù),形成一個(gè)具有獨(dú)特風(fēng)格的藝術(shù)流派,稱之為”梅派”。其代表作有《貴妃醉酒》《天女散花》《宇宙鋒》《打漁殺家》等,先后培養(yǎng)了一批學(xué)生。
式中:R0為凋落物自然含水率(%);M0為凋落物自然濕質(zhì)量(g);MD為凋落物干質(zhì)量(g)。
凋落物有效攔蓄量:
式中:Wsv為凋落物有效攔蓄量(t/hm2);Rmax為凋落物最大持水率(%);R0為凋落物自然含水率(%);M為凋落物累積量(t/hm2)。
1.2.5 數(shù)據(jù)分析方法 采用Excel 2010繪圖、SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,通過單因素方差分析(Oneway AVOVA)、Duncan多重比較法比較不同森林類型凋落物厚度和累積量的差異性,差異顯著性檢驗(yàn)α=0.05,通過曲線回歸分析擬合方程探討凋落物持水量、持水率、吸水速率與浸水時(shí)間的相關(guān)關(guān)系。
由表2可知,5種森林類型凋落物的總厚度為3.8~9.4 cm,大小順序?yàn)闈竦厮?荷木混交林>大葉棟林>紅錐林=馬尾松林>桉樹林;總累積量為7.71~40.18 t/hm2,大小順序?yàn)闈竦厮?荷木混交林>桉樹林>馬尾松林>紅錐林>大葉棟林;半分解層累積量所占比例均大于未分解層,馬尾松林除外。經(jīng)方差分析可知,不同森林類型的凋落物的厚度、未分解層、半分解層和總累積量均存在顯著差異,其中凋落物的厚度、半分解層和總累積量均是濕地松+荷木混交林顯著大于其他4個(gè)類型,未分解層累積量是紅錐林和大葉棟林顯著小于其他3個(gè)類型。
表2 不同森林類型凋落物厚度與累積量
2.2.1 凋落物持水量 由圖1可知,5種森林類型的凋落物持水量變化規(guī)律基本一致,即隨著浸水時(shí)間的增加,凋落物的累積持水量不斷增加,前0.25 h內(nèi)增速較快,0.25 h后增速減慢,浸水12 h后持水量達(dá)到穩(wěn)定值。凋落物的持水量動(dòng)態(tài)變化隨著分解程度的不同而不同,半分解層累積持水量均大于未分解層,只有馬尾松林相反,而濕地松+荷木混交林之間的差值最大。就整個(gè)凋落物累積持水量而言,不同森林類型間為濕地松+荷木混交林>桉樹林>馬尾松林>大葉棟林>紅錐林。
圖1 不同森林類型凋落物持水量與浸水時(shí)間的關(guān)系
5種森林類型各層凋落物的持水量W與浸水時(shí)間t經(jīng)方程擬合發(fā)現(xiàn)兩者之間呈極顯著的對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系(p<0.001),方程式為:W=a+blnt,結(jié)果見表3,回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2>0.9,表明各層凋落物的持水量與浸水時(shí)間存在較好的相關(guān)性。
表3 不同森林類型凋落物持水量與浸水時(shí)間的回歸方程
2.2.2 凋落物持水率 由圖2可知,5種森林類型的凋落物持水率在開始浸水時(shí)增加較快,0.25 h后隨著浸水時(shí)間的增加,累積持水率增幅逐漸減小,最后達(dá)到某一穩(wěn)定值。凋落物的分解程度不同,其持水率動(dòng)態(tài)變化不同;同一種森林類型,持水率半分解層大于未分解層,大葉棟林除外,大葉棟林凋落物浸水2 h后半分解層持水率小于未分解層;不同森林類型同一分解程度的累積持水率有差異,未分解層為大葉棟林>桉樹林>馬尾松林>紅錐林>濕地松+荷木混交林,半分解層為濕地松+荷木混交林>桉樹林>大葉棟林>馬尾松林>紅錐林,而平均持水率為大葉棟林>桉樹林>濕地松+荷木混交林>馬尾松林>紅錐林。
圖2 不同森林類型凋落物持水率與浸水時(shí)間的關(guān)系
5種森林類型各層凋落物的持水率R與浸水時(shí)間t經(jīng)方程擬合發(fā)現(xiàn)兩者之間呈極顯著的對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系(p<0.001),方程式為:R=a+blnt,結(jié)果見表4,回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2>0.9,表明各層凋落物的持水量與浸水時(shí)間的相關(guān)性較好。
表4 不同森林類型凋落物持水率與浸水時(shí)間的回歸方程
2.2.3 凋落物吸水速率 由圖3可知,5種森林類型凋落物剛浸水時(shí)吸水速率高,0.5 h后顯著下降,4 h后降幅逐漸變小,8 h后基本不變,逐漸趨于飽和。凋落物吸水速率半分解層大于未分解層,大葉棟林除外,大葉棟林凋落物浸水2 h后半分解層吸水速率開始小于未分解層,這與其持水率的規(guī)律一致;在浸水0.25 h時(shí),未分解層吸水速率為大葉棟林>桉樹林>紅錐林>濕地松+荷木混交林>馬尾松林,半分解層吸水速率為濕地松+荷木混交林>桉樹林>馬尾松林>大葉棟林>紅錐林。
圖3 不同森林類型凋落物吸水速率與浸水時(shí)間的關(guān)系
對(duì)5種森林類型各層凋落物吸水速率V與浸水時(shí)間t經(jīng)方程擬合發(fā)現(xiàn)兩者之間呈極顯著的冪函數(shù)關(guān)系(p<0.001),方程式為:V=kt-a,結(jié)果見表5,回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2>0.9,表明各層凋落物的吸水速率與浸水時(shí)間相關(guān)性較好。
表5 不同森林類型凋落物吸水速率與浸水時(shí)間的回歸方程
由表6可知,不同森林類型的最大持水率在150.81~187.92%,大小順序?yàn)榇笕~棟林>桉樹林>濕地松+荷木混交林>馬尾松林>紅錐林,其中未分解層最大持水率為大葉棟林最大,濕地松+荷木混交林最小,半分解層最大持水率為濕地松+荷木混交林最大,紅錐林最小。最大持水量為13.12~77.09 t/hm2,大小順序?yàn)闈竦厮?荷木混交林>桉樹林>馬尾松林>大葉棟林>紅錐林,其中未分解層最大持水量馬尾松林最大,紅錐林最小,半分解層最大持水量濕地松+荷木混交林最大,紅錐林最小。
不同森林類型凋落物最大攔蓄量為10.92~60.95 t/hm2,大小順序?yàn)闈竦厮?荷木混交林>大葉棟林>桉樹林>紅錐林>馬尾松林;有效攔蓄量為8.26~49.31 t/hm2,大小順序?yàn)闈竦厮?荷木混交林>大葉棟林>紅錐林>桉樹林>馬尾松林,濕地松+荷木混交林的有效攔蓄量為馬尾松林的5.97倍。
在5種森林類型中,濕地松+荷木混交林凋落物的厚度、累積量、最大持水量、最大攔蓄量、有效攔蓄量均最大,凋落物的持水能力較強(qiáng)。大葉棟林凋落物的最大持水率、最大攔蓄率和有效攔蓄率均最大,最大攔蓄量和有效攔蓄量?jī)H次于濕地松+荷木混交林。
不同森林類型由于其樹種生物學(xué)特性和林分結(jié)構(gòu)等不同,其水源涵養(yǎng)功能也存在一定的差異[16]。凋落物的現(xiàn)存量越多,持水能力越強(qiáng),其水源涵養(yǎng)功能越好[17]。同一地區(qū)不同森林類型間的凋落物累積量差異很大,珠江流域廣西蒼梧縣的5種森林類型凋落物累積量為7.71~40.18 t/hm2,排序?yàn)闈竦厮?荷木混交林>桉樹林>馬尾松林>紅錐林>大葉棟林。凋落物蓄積量受凋落物產(chǎn)量、現(xiàn)存量、分解速度、積累年限等因子的影響,而這些因子又與林型、林分發(fā)育、林分組成、生長(zhǎng)季節(jié)、氣候狀況、人為活動(dòng)和林分生產(chǎn)力等有關(guān)[18-19]。在實(shí)地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)桉樹成熟林樹皮脫落現(xiàn)象嚴(yán)重,有可能導(dǎo)致其凋落物儲(chǔ)量增加;而大葉棟是良好的薪炭材,經(jīng)人為砍伐后成為萌發(fā)林,萌發(fā)林生長(zhǎng)量小,凋落物層受到破壞,會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)量減少。凋落物累積量半分解層所占比例均大于未分解層,與常雅軍等[12]的研究結(jié)果一致,但馬尾松林除外,這與馬尾松樹種本身的特性有關(guān),常綠針葉林凋落葉因質(zhì)地較硬,木質(zhì)素類難分解物質(zhì)含量高[15],其凋落物具較低的分解率,因此儲(chǔ)量多且未分解層所占比例略高于半分解層。
表6 不同森林類型凋落物持水能力指標(biāo)
不同森林類型凋落物持水量和持水率均有差異,但其隨浸水時(shí)間的變化規(guī)律相似,這與已有的研究結(jié)果一致[20]。5種森林類型的凋落物持水量和持水率隨著浸水時(shí)間的增加而不斷增加,前0.25 h內(nèi)增速較快,0.25 h后增速減慢,逐漸趨于穩(wěn)定,達(dá)到理論最大值。就整個(gè)凋落物累積持水量而言,不同森林類型間為濕地松+荷木混交林>桉樹林>馬尾松林>大葉棟林>紅錐林,與凋落物累積量順序基本一致;平均持水率為大葉棟林>桉樹林>濕地松+荷木混交林>馬尾松林>紅錐林,王勤等[16]研究表明針葉林凋落物的持水率明顯低于闊葉林和針闊混交林,本文研究結(jié)果只有紅錐林凋落物持水率偏小。5種森林類型凋落物在剛浸水時(shí)吸水速率高,0.5 h后明顯下降,4 h后降幅逐漸變小,8 h后基本不變,逐漸趨于飽和,其變化規(guī)律與楊玉蓮等[14]研究結(jié)果類似。凋落物的吸水速率與其類型、分解程度等有關(guān),在剛浸水0.25 h時(shí),凋落物未分解層的吸水速率為大葉棟林>桉樹林>紅錐林>濕地松+荷木混交林>馬尾松林,而半分解層為濕地松+荷木混交林>桉樹林>馬尾松林>大葉棟林>紅錐林。
同一森林類型凋落物的分解程度不同,其持水量、持水率和吸水速率不同,累積持水量、持水率和吸水速率均為半分解層大于未分解層,與王佑民[21]的研究結(jié)果一致,但馬尾松林凋落物累積持水量表現(xiàn)相反,這可能與其分解層的儲(chǔ)量有關(guān);大葉棟林凋落物在浸水2 h后持水率和吸水速率半分解層小于未分解層,其原因有待進(jìn)一步研究。不同森林類型不同分解程度凋落物的持水量和持水率與浸泡時(shí)間均呈對(duì)數(shù)關(guān)系,吸水速率與浸泡時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系,這與顧宇書等[22]、彭云等[23]、羅新萍[24]的研究結(jié)果一致。
凋落物持水能力主要取決于凋落物的累積量、最大持水率、最大持水量、自然含水率和有效攔蓄量[25]。濕地松+荷木混交林凋落物累積量、最大持水量、最大攔蓄量、有效攔蓄量均有最大值,持水能力較強(qiáng);馬尾松林凋落物累積量排第3,其持水量也排第3,但最大攔蓄量和有效攔蓄量均最??;桉樹林凋落物累積量、最大持水率和最大持水量均排第2位,但其有效攔蓄量?jī)H大于馬尾松林;紅錐林凋落物由于累積量較少,最大持水率和最大持水量最小,有效攔蓄量排第3;大葉棟萌發(fā)林凋落物累積量最少,但其最大持水率和最大攔蓄率均最大,最大攔蓄量和有效攔蓄量?jī)H次于濕地松+荷木混交林?;诘蚵湮锍炙芰Φ睦碚撝担瑵竦厮?荷木混交林、桉樹林和馬尾松林持水能力較好,而在實(shí)際降水過程中,山地坡面上的浸水時(shí)間一般不會(huì)太長(zhǎng),降落到坡面的雨水一部分被凋落物層攔蓄吸收,絕大部分很快透過凋落物層滲入到土中[20]。用最大持水率來計(jì)算凋落物層對(duì)降雨的攔蓄能力偏高,有效攔蓄率才是反映凋落物對(duì)降水?dāng)r蓄效果的真實(shí)指標(biāo)[26]。
(1)不同森林類型間的凋落物厚度和累積量差異顯著,大部分森林類型的凋落物累積量半分解層所占比例大于未分解層,馬尾松林除外。
(2)不同森林類型凋落物的持水量、持水率和吸水速率均有差異,但其隨浸水時(shí)間的變化規(guī)律一致。5種森林類型凋落物的持水量和持水率隨著浸水時(shí)間的增加而不斷增加,隨后增幅減慢,逐漸趨于穩(wěn)定,最后達(dá)到最大值;吸水速率在剛浸水時(shí)高,隨后明顯下降,慢慢地達(dá)到飽和。
(3)同一森林類型凋落物的分解程度不同,其持水量、持水率和吸水速率不同,基本表現(xiàn)為半分解層大于未分解層。5種森林類型不同分解程度的凋落物持水量和持水率與浸泡時(shí)間均呈對(duì)數(shù)關(guān)系,吸水速率與浸泡時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系。
(4)在研究的5種森林類型中,濕地松+荷木混交林凋落物累積量、最大持水量、最大攔蓄量、有效攔蓄量均有最大值,分別為40.18,77.09,60.95,49.31 t/hm2,持水能力最強(qiáng);大葉棟萌發(fā)林凋落物累積量最少,但其最大持水率和最大攔蓄率均最大,最大攔蓄量和有效攔蓄量?jī)H次于濕地松+荷木混交林。因此,從有效攔蓄率和有效攔蓄量上考慮,濕地松+荷木混交林和大葉棟林持水能力較好。
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Water-holding Characteristics of Litter Under Main Forest Types in the Middle Reaches of Pearl River Basin
HE Qinfei1,2,3,ZHENG Wei1,2,3,PENG Yuhua1,2,3,HOU Yuanrui1,2,3,HE Feng1,2,3,SHEN Wenhui1,2,3
(1.Guangxi Forestry Research Institute,Nanning530002,China;2.Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Cultivation,Nanning530002,China;3.Central South Key Laboratory,F(xiàn)ast-growing Tree Cultivation of Forestry Ministry,Nanning530002,China)
Litter layer plays a significant hydro-ecological role in forest ecosystem.By the field investigation and laboratory analysis,a study was conducted on the accumulation amount,water-holding capacity,waterholding rate and water-absorption rate of the litter under five main forests(Pinus massonianaforest,Eucalyptusforest,Castanopsis hystrixforest,Quercus griffithiiforest,Pinuselliottii+Schima superbaforest)in the middle reaches of Pearl River.The litter accumulation under the forest decreased in the order ofP.elliottii+S.superbaforest(40.18 t/hm2)>Eucalyptusforest(11.77 t/hm2)>P.massonianaforest(10.97 t/hm2)>C.hystrixforest(8.75 t/hm2)>Q.griffithiiforest(7.71 t/hm2),and the percentage of semi-decomposed litter storage was higher than that of un-decomposed litter,whereas forP.massonianaforest,it was in adverse.The water-holding capacity and water-holding rate of litter at different decomposition degrees changed logarithmically,while the water-absorption rate assumed a power function of soaking time.The maximum water-holding capacity of the litter varied from 13.12 t/hm2to 77.09 t/hm2,being the highest forP.elliottii+Schima superbaforest and the lowest forC.hystrixforest.The maximum water-holding rate of the litter was 150.8~187.9%,being the highest forQ.griffithiiforest and the lowest forC.hystrixforest.The effective retaining capacity of the litter ranged from 8.26 t/hm2to 49.31 t/hm2,and decreased in the order ofP.elliottii+S.superbaforest>Q.griffithiiforest>C.hystrixfores t>Eucalyptusforest>P.massonianaforest.Water conservation capacity ofP.elliottii+S.superbaforest was the strongest among these forests.So,this study can provide the important basic theory that can select conifer-broadleaf forest needle modes and broadleaved deciduous in improving hydro-ecological effects of water conservation forests.
litter;water-holding capacity;water-holding rate;water-absorption rate;Pearl River
S715.7
A
1005-3409(2017)01-0128-07
2016-01-18
2016-01-27
“十二五”廣西林業(yè)科技項(xiàng)目“珠江流域中上游水源涵養(yǎng)林結(jié)構(gòu)及功能研究”(桂林科字[2012]第7號(hào));國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“南方幾種森林類型公益林經(jīng)營(yíng)技術(shù)研究”(201204512)
何琴飛(1982—),女,湖南新化人,工程師,碩士,主要從事森林生態(tài)研究。E-mail:dragonfly.hqf@126.com
申文輝(1972—),男,湖南安鄉(xiāng)人,教授級(jí)高工,在讀博士,主要從事森林生態(tài)、森林培育研究。E-mail:shenwenhui2003@163.com