林登峰，孫曉妮

(山東省臨沂市林業(yè)局，山東 臨沂 276000)

林地水土保持功能主要通過(guò)截留降水、降低雨滴沖擊地面勢(shì)能、調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤入滲率，并通過(guò)根系固土功能提高土壤抗沖性來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。水土保持林的作用一般可以減少地表徑流量50%以上，減少土壤沖刷量90%以上[2]。我國(guó)對(duì)水土保持林的研究起于20世紀(jì)60年代開(kāi)展的黃土高原地區(qū)水土保持林研究，70年代初，北京林業(yè)大學(xué)關(guān)君蔚提出帶、片、網(wǎng)、喬、灌、草相結(jié)合的水土保持林體系概念，以此為基礎(chǔ)，朱金兆等提出了以小流域?yàn)閱卧谒亮魇Ш土址止┖乃科胶庠淼姆雷o(hù)林空間配置及穩(wěn)定林分結(jié)構(gòu)構(gòu)建技術(shù)[3]。本文通過(guò)在臨沂市飲用水源地云蒙湖進(jìn)行水源林樹(shù)種混交試驗(yàn)研究，探討以林養(yǎng)水、以林凈水、以林保水的最佳樹(shù)種配置模式[4]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

云蒙湖位于臨沂市蒙陰縣東部沂河支流——東汶河與梓河的交匯處，原名岸堤水庫(kù)，總控制流域面積1 690 hm2，總庫(kù)容749.0×106m3，是一北方大型人工湖。該地屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年日照時(shí)數(shù)2 404 h，年均氣溫13.3 ℃，年均無(wú)霜期202 d，年均降水量880.2 mm。湖區(qū)四周環(huán)山，分布有人工防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林等，溝壑縱橫，土壤為棕壤土，呈中性。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以云蒙湖四周人工林為對(duì)象，選擇刺槐等10個(gè)水源林樹(shù)種和8種不同混交類型(表1)，在8種不同混交林中，選擇立地條件基本一致的地段分別建立8處20 m×30 m的固定標(biāo)準(zhǔn)地。在附近立地條件一致、與試驗(yàn)林造林前林分相同的黑松純林中建立對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)地[5]。

試驗(yàn)林于2009年?duì)I造，喬木層有2個(gè)樹(shù)種，灌木(小喬木)層有樹(shù)種2～3個(gè)，喬木與灌木隔行栽植，喬木、灌木的株行距都為2 m×2 m，平均樹(shù)高4～6 m，郁閉度0.7，灌木層蓋度為23%，平均樹(shù)高0.6～1.0 m，草本層蓋度12%，一般高度20～40 cm。

表1 試驗(yàn)用不同類型水源涵養(yǎng)、水土保持林林分結(jié)構(gòu)

1.3 研究?jī)?nèi)容與試驗(yàn)方法

主要研究不同類型林地枯落物持水能力、與持水性相關(guān)的土壤物理性狀等。

1.3.1 枯落物層調(diào)查 在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地布置4個(gè)調(diào)查點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查枯落物未分解層、半分解層和全分解層厚度，采取32 cm×32 cm的枯落物，按常規(guī)方法測(cè)定含水率、飽和持水率等，并計(jì)算蓄積量、持水量等指標(biāo)[6]。

1.3.2 土壤物理性狀和持水能力調(diào)查 在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地中選擇有代表性的4個(gè)采樣點(diǎn)，挖0～20 cm土壤剖面，采集鋁盒樣品和環(huán)刀樣品，用以測(cè)定土壤含水量、持水量和孔隙度，并計(jì)算各種物理性狀和持水能力指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同混交林地枯落物層持水能力比較

林地枯落物層持水能力與枯落物的量(厚度)、組成、自然含水率、飽和持水率等有關(guān)。從表2可以看出，9種類型林地中3號(hào)林地最厚，其次為1號(hào)和6號(hào)林地，5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地枯落物層最薄,對(duì)照林地也較?。蛔匀缓?、飽和持水率分別為6.34%～23.27%和114.92%～318.23%，其中2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地這兩個(gè)指標(biāo)都最高，5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地都最低，差異顯著(P<0.05)，其他林地介于它們之間；飽和持水量為2.26～10.32 t·hm-2，其中2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地最高，其次為3號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地，5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地最低，差異顯著(P<0.05)，其他標(biāo)準(zhǔn)地和對(duì)照樣地介于它們之間；最大攔蓄率、最大攔蓄量分別為108.58%～294.96%和2.12～9.63 t·hm-2，有效攔蓄率、有效攔蓄量分別為91.34%～247.23%和1.78～8.08 t·hm-2，其中2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地這兩個(gè)指標(biāo)都最高，5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地都最低，差異顯著(P<0.05)，其他林地介于它們之間；綜合來(lái)看，2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地針闊混交林(側(cè)柏×刺槐)枯落物層持水、保水能力最強(qiáng)，5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地針葉混交林(黑松×側(cè)柏)枯落物層持水、保水能力最弱，與他人研究結(jié)果一致[7]。

表2 不同類型林地枯落物層特性及其持水能力

注：同一列中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2 不同混交林地土壤持水能力比較

林地土壤層是水分貯蓄的主要場(chǎng)所，其持水量是評(píng)價(jià)林地水源涵養(yǎng)能力的重要指標(biāo)之一，土壤持水能力主要取決于土壤容重、孔隙度、毛管持水量等土壤物理性狀。從表3可以看出，9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地土壤物理性質(zhì)存在顯著差異。不同標(biāo)準(zhǔn)地土壤的自然含水率6號(hào)林地最高，其次為1號(hào)和2號(hào)林地，5號(hào)林地最低，對(duì)照林地也較低；9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地的毛管持水量1號(hào)林地最大，其次為6號(hào)和3號(hào)林地，5號(hào)林地最低，對(duì)照林地處于中間偏下水平；毛管孔隙度、非毛管孔隙度分別為34.13%～45.2%和12.72%～35.01%，毛管孔隙度和非毛管孔隙度比為1∶1時(shí)，最有利于水分和空氣的協(xié)調(diào)，其中3號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地兩項(xiàng)指標(biāo)之比最接近1∶1，其次為1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地，7號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地相差最大，差異顯著(P<0.05)；土壤貯水量為206.11～685.32 t·hm-2，其中1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地最高，其次為3號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地，7號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地最低，1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地與其他標(biāo)準(zhǔn)地差異顯著(P<0.05)，其他林地介于它們之間；綜合來(lái)看，1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地(白蠟×山杏林)土壤持水能力最強(qiáng)，3號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地(核桃×板栗林)、4號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地(銀杏×刺槐林)、2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地(側(cè)柏×刺槐混交林)土壤持水能力較強(qiáng)，7號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地(垂柳×刺槐林)土壤持水能力最差。

表3 不同混交林地土壤物理性狀及其持水能力

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同混交林之間枯落物持水能力差異明顯，其中，側(cè)柏×刺槐、核桃×板栗、垂柳×刺槐混交林枯落物持水能力最高；不同混交林土壤持水特性也有區(qū)別，其中，白蠟×山杏、核桃×板栗、銀杏×刺槐、側(cè)柏×刺槐混交林土壤持水能力較強(qiáng)。從枯落物持水能力和土壤持水特性綜合來(lái)看，試驗(yàn)的9種林分黑松×側(cè)柏、對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)地(黑松純林)、水杉×垂柳、側(cè)柏×板栗混交林地持水能力較差；垂柳×刺槐、側(cè)柏×刺槐混交林地持水能力一般；銀杏×刺槐、白蠟×山杏混交林地持水能力較好；核桃×板栗混交林地持水能力最好。今后造林時(shí)，若立地條件許可，應(yīng)優(yōu)先營(yíng)造核桃×板栗混交林，不但水土保持效果好，還可取得一定的經(jīng)濟(jì)收益。

林地水土保持效果既與喬木樹(shù)種的種類、配置方式、密度等有關(guān)，也與林下灌木層、草本層密切相關(guān)，同時(shí)一些水源涵養(yǎng)及水土保持林在造林初期，由于造林時(shí)間較短，生態(tài)功能尚未充分發(fā)揮而較低，隨著林齡增加提升幅度可能會(huì)較大，以致會(huì)超過(guò)初期持水能力較強(qiáng)的林型[8]，所有這些都有待今后進(jìn)一步跟蹤調(diào)查。

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