袁秀錦，肖文發(fā)，潘 磊，王曉榮2,，胡文杰，崔鴻俠，雷靜品＊

(1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，國(guó)家林業(yè)和草原局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091；2. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，國(guó)家林業(yè)和草原局森林生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091；3. 南京林業(yè)大學(xué)，南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037；4. 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430075)

森林在地球生態(tài)系統(tǒng)中占有重要的地位，在防風(fēng)固沙、保持水土、涵養(yǎng)水源及凈化水質(zhì)等方面發(fā)揮著重要的作用[1-2]，主要通過林冠截留、樹干莖流、枯落物、土壤水文效應(yīng)及林地蒸騰等方面調(diào)節(jié)水文過程?？萋湮镏缸匀唤缰参镌谏L(zhǎng)發(fā)育過程中新陳代謝產(chǎn)物的總稱，是森林水文效應(yīng)的第二功能層[3-4]，其在防止土壤侵蝕，降低地表徑流方面具有重要的作用[5-6]；森林土壤對(duì)于保持森林生態(tài)功能具有重要的影響，它作用于雨水滲透速率、轉(zhuǎn)化及流域產(chǎn)流量和林地蒸散等生態(tài)水文過程[7]。

枯落物層涵養(yǎng)水源能力的不同，主要取決于枯落物其所在的森林類型、枯落物的分解程度、枯枝落葉層貯量和厚度、及半分解層和分解層持水量等的差異[8]，而土壤層的水文效應(yīng)主要與土壤孔隙度、密度等物理性質(zhì)，以及pH值、養(yǎng)分含量、有機(jī)質(zhì)等化學(xué)性質(zhì)有關(guān)[9-10]，不同林分類型的土壤物理性質(zhì)存在差異，導(dǎo)致土壤的持水量能力不同[11]，一般針闊混交林土壤物理性質(zhì)和持水量較純林和闊葉林好[10]。目前研究枯落物層和土壤層的水文效應(yīng)主要集中在樹種組成[12]、林齡[13]、林分密度[14]等結(jié)構(gòu)因子，這些因子雖然容易測(cè)量，但忽略了林分的水平及垂直結(jié)構(gòu)，選用多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)及空間結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)枯落物層和土壤層水文效應(yīng)影響的研究較少[8]。

林分結(jié)構(gòu)可以被非空間結(jié)構(gòu)定性表示，如葉面積指數(shù)、生物量、分枝傾角等[15-16]，這些參數(shù)代表林分冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)，而不能代表整個(gè)林分結(jié)構(gòu)。大小比數(shù)、角尺度、混交度等林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)常用在森林經(jīng)營(yíng)中[17]，但很少運(yùn)用到森林水文中，將林分結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)與森林水文效應(yīng)的關(guān)系結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究的更少。哪些結(jié)構(gòu)因子對(duì)枯落物層和土壤層水文效應(yīng)影響比較顯著，及其影響程度如何尚不清楚，因此，本研究以三峽庫(kù)區(qū)馬尾松人工林為研究對(duì)象，采用葉面積指數(shù)、林分密度、冠幅等非空間結(jié)構(gòu)參數(shù)及大小比數(shù)、角尺度、林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)等空間結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究林分結(jié)構(gòu)與枯落物層及土壤層水文效應(yīng)之間的關(guān)系，尋找影響枯落物層及土壤層水文效應(yīng)的主要結(jié)構(gòu)因子，為馬尾松林林分撫育經(jīng)營(yíng)管理提供技術(shù)參數(shù)。

1 研究地區(qū)與方法

1.1 研究地區(qū)概況

三峽庫(kù)區(qū)九嶺頭林場(chǎng)（30°59′ N，110°47′ E，海拔1 752 030 m）位于湖北省秭歸縣屈原鎮(zhèn)西北方向，處于中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，季節(jié)性明顯，形成春早、夏熱、秋季多雨、冬季溫暖等氣候特征，年均氣溫15～18℃，年均降水量1 000～1 200 mm，土壤類型主要為黃壤和黃棕壤。馬尾松林是庫(kù)區(qū)非常重要的防護(hù)林類型之一，主要樹種有馬尾松（Pinus massonianaLamb.）、光皮樺（Betula lumini feraH. Winkl.）、香椿（Toona sinensis(A. Juss.) Ro em.）等，灌木主要有木姜子（Litsea pungensHemsl.）、粉花繡線菊（Spiraea japonicaL. f.）、白葉莓（RubusinnominatusS. Moore.）等，林下草本植物有茜草（Rubia cordifoliaL.）、珠芽狗脊（Woodwardia pro liferaHook. et Arn.）、野青茅（Deyeuxia arundin acea(L.) Beauv.）等。

1.2 樣地設(shè)置與調(diào)查

2017年5月，在三峽庫(kù)區(qū)九領(lǐng)頭林場(chǎng)設(shè)置9塊海拔一致（1 170～1 262 m），坡度相同（32°），且長(zhǎng)期未經(jīng)過人類干擾的馬尾松人工林樣地（20 m×30 m），以10 m為間隔將各個(gè)樣地分割成10 m×10 m正方形的小樣方，對(duì)樣地里所有＞4 cm的樹木進(jìn)行每木檢尺，包括：樹高（H）、胸徑（DBH）、枝下高（UB）、東西南北冠幅（CW），在2017年7—9月，利用LAI-2200c冠層分析儀（LI-COR, 美國(guó)）測(cè)定每個(gè)樣地的葉面積指數(shù)，并用全站儀記錄每株樹相對(duì)坐標(biāo)（x，y），樣地的基本信息見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)地基本概況Table 1 Basis information of sampling plots

1.3 枯落物層水文特征的測(cè)定

2017年8月中旬，在每個(gè)小樣地中采取梅花形取5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的面積為50 cm×50 cm，按照枯落物未分解和半分解狀態(tài)劃分層，保持原樣收集各層的枯落物，隨即帶回室內(nèi)稱其自然質(zhì)量，在65℃烘箱中烘制48小時(shí)至恒質(zhì)量，并稱其質(zhì)量，以計(jì)算單位面積枯落物蓄積量。

枯落物持水量采用室內(nèi)浸泡法[11]。將烘干至恒質(zhì)量的未分解層和半分解層的枯落物分別原狀裝入自制尼龍袋（100目尼龍材質(zhì)），浸入盛有清水的容器中，浸泡24小時(shí)后直至枯落物達(dá)到飽和為止，然后取出，靜止5分鐘左右，直至不滴水為止，迅速稱其濕質(zhì)量，計(jì)算枯落物的有效蓄水量[18]。

1.4 土壤層水文特征的測(cè)定

在9塊樣地內(nèi)選取代表性樣點(diǎn)，每個(gè)樣地內(nèi)選取3個(gè)采樣點(diǎn)，挖取土壤剖面，分別按0～10 cm、10～20 cm土層取樣。采用100 cm3的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀進(jìn)行土壤含水量、土壤孔隙度和土壤密度的測(cè)定，測(cè)量方法參考中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林土壤水文-物理性質(zhì)的測(cè)定》（LY/T 1215—1999）[19]。最后計(jì)算土壤非毛管持水量、毛管持水量和總持水量[20]。

1.5 結(jié)構(gòu)特征參數(shù)

（1）林層指數(shù)（S）

林層指數(shù)是描述林層垂直結(jié)構(gòu)的指標(biāo)，反映林層的垂直分布格局及林層多樣性[21]。

（2）開敞度（K）

開敞度是一個(gè)與隨機(jī)樣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)光環(huán)境的測(cè)度指標(biāo)[22]。

（3）林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)（CI）

林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)反映的是林分對(duì)環(huán)境資源需求與現(xiàn)實(shí)生境中林木對(duì)環(huán)境資源占有量之間的關(guān)系[23]。

（4）水平分布格局

林分水平分布格局選取林木空間分布密度（D）[24]和角尺度（W）[25]兩個(gè)指標(biāo)。

（5）大小比數(shù)（U）

大小比數(shù)反映的是林木大小的分化程度[25]。

（6）混交度（M）

混交度用來(lái)反映樹種隔離程度的指標(biāo)[25]，其值越大表明樹種混交程度越高。

（7）喬木豐富度（R′）

Margalef豐富度指數(shù)代表樹木物種多樣性[26]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

對(duì)林分結(jié)構(gòu)與枯落物層和土壤層水文效應(yīng)進(jìn)行pearson相關(guān)分析；采用主成分分析（Principal com ponent analysis, PCA）對(duì)林分結(jié)構(gòu)進(jìn)行降維分析。

采用冗余分析（redundancy analysis, RDA）探究水文效應(yīng)與因子分析得出的結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)聯(lián)性。首先對(duì)水文特征因子進(jìn)行去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析（detrended correspondence analysis, DCA），確定適合的分析方法，結(jié)果顯示幾個(gè)排序軸中最大的梯度長(zhǎng)度小于3，可以采用線性響應(yīng)模型進(jìn)行冗余分析。最后采用蒙特卡羅法檢驗(yàn)林分結(jié)構(gòu)和降雨分配的各個(gè)指標(biāo)相關(guān)的顯著性，根據(jù)決定系數(shù)R2判斷不同根特征變化的主要影響因子。

以上分析運(yùn)用SPSS Statistics 20和R 3.3.2軟件的“vegan”程序包中完成。繪圖在SigmaPlot12.5中完成。

2 結(jié)果及分析

2.1 馬尾松林林分結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

林分結(jié)構(gòu)通過影響生物因子和林內(nèi)環(huán)境，在森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面具有重要的影響[8]。本研究選取的馬尾松空間結(jié)構(gòu)參數(shù)有角尺度、大小比數(shù)和混角度等8個(gè)，非空間結(jié)構(gòu)參數(shù)有冠層厚度、葉面積指數(shù)、胸高斷面積等5個(gè)。13個(gè)林分結(jié)構(gòu)因子中，變異系數(shù)最小為空間密度指數(shù)，其變異系數(shù)值為3.9%，變異系數(shù)最大的為混交度，其變異系數(shù)值為51.50%（表2）。

2.2 枯落物層及土壤層水文特征

浸泡法是最常用的模擬降雨的方法，所得枯落物持水特性并不能代表自然降水條件下枯落物的蓄水能力，因此常用有效攔蓄量表示枯落物的降水?dāng)r蓄能力[18]。本研究得出，枯落物半分解層的有效蓄水量高于未分解層有效蓄水量，枯落物層總有效蓄水量均值為10.17 t·hm-2，變幅為8.34～15.13 t·hm-2，變異系數(shù)為21.13%。森林的水源涵養(yǎng)能力，一部分取決于森林土壤狀況，森林最大蓄水能力反應(yīng)土壤的總蓄水能力，非毛管持水量反應(yīng)土壤調(diào)節(jié)水分能力[27]，土壤層的毛管持水量（391.97 t·hm-2）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非毛管持水量（58.15 t·hm-2），最大持水量為450.12 t·hm-2，變幅為405.96～478.86 t·hm-2，變異系數(shù)為4.75%（表3）。

2.3 馬尾松林林分結(jié)構(gòu)與枯落物層及土壤層相關(guān)性

對(duì)各樣地內(nèi)林分結(jié)構(gòu)與枯落物層及土壤層進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析和檢驗(yàn)，結(jié)果表明土壤層的非毛管持水量隨著林分密度增加而變大，兩者呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），與林層指數(shù)、開敞度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），毛管持水量與垂直異質(zhì)性、開敞度、Margltf豐富度指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05），與角尺度和大小比數(shù)顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），土壤最大持水量與林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、葉面積指數(shù)、林分密度、Margltf豐富度指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05）；枯落物層的未分解層有效蓄水量與葉面積指數(shù)、林分密度、林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05），半分解層有效蓄水量與平均冠層厚度顯著正相關(guān)（P＜0.05），與林層指數(shù)、開敞度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），枯落物層總有效蓄水量與葉面積指數(shù)、林分密度、林分競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05）（表4）。綜上所述，林分競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、葉面積指數(shù)、林分密度對(duì)枯落物層及土壤層的持水量具有顯著影響。

表2 馬尾松林林分結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistical table of structural characteristics of Pinus massoniana Lamb. forest

表3 馬尾松林下枯落物層及土壤層水文特征Table 3 The hydrological character of litter layer and soil layer in P. massonian

2.4 林分結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)與枯落物層水文效應(yīng)的關(guān)系

與冠層水文分析方法相同，運(yùn)用主成分分析法進(jìn)行林分結(jié)構(gòu)參數(shù)降維分析，采用KMO量度篩選變量。剔除共線性變量后，保留平均冠層厚度、林層指數(shù)、林分密度、胸高斷面積和、林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、混交度、Margltf豐富度指數(shù)7個(gè)變量，KMO值為5.14，符合基本要求。對(duì)保留的7個(gè)變量進(jìn)行主成分分析，選取特征值大于1的主成分，其主成分分析表及旋轉(zhuǎn)因子載荷表見表5和表6。

從表5和表6可以看出，特征值大于1的主成分共有3個(gè)，第一主成分中，林分密度、林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、林層指數(shù)和喬木Margltf豐富度指數(shù)，分別表示林分的稀疏程度、林木所受的競(jìng)爭(zhēng)壓力、垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜性及物種多樣性，這些變量部分是由林分競(jìng)爭(zhēng)后的結(jié)果，反映林分的競(jìng)爭(zhēng)狀況，而林分密度、胸高斷面積和總體體現(xiàn)林木的蓄積量大小，因此將第一類因子定義為林木競(jìng)爭(zhēng)狀況及蓄積量，第二主成分主要為冠層厚度、胸高斷面積和所占載荷量較大，因此將這類主成分定義為生長(zhǎng)因子，第三主成分主要為混交度及林層指數(shù)，因此將這類主成分定義為種間隔離程度及垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

將得出的林分結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)與枯落物的水文效應(yīng)進(jìn)行冗余分析，RDA排序圖較好的反映林分結(jié)構(gòu)結(jié)合參數(shù)與枯落物層水文功能之間的關(guān)系（圖1），實(shí)線表示林分結(jié)構(gòu)因子，虛線表示枯落物層的各個(gè)水文特征因子，枯落物層水文功能被這三類結(jié)構(gòu)總參數(shù)解釋了54.06%（P＜0.05），為了找出枯落物層的水文因子主要影響因素，在上述分析的基礎(chǔ)上，又做了蒙特卡洛檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明：未分解層有效蓄水量和枯落物總有效蓄水量主要受第一類結(jié)構(gòu)參數(shù)顯著影響（P＜0.05），即樹木之間競(jìng)爭(zhēng)越激烈，喬木層蓄積量越大，枯落物水文功能越強(qiáng)，而半分解層的有效蓄水量沒有找到與之相關(guān)的顯著影響因子，這可能受氣象因子、生物因子影響有關(guān)。

表4 林分結(jié)構(gòu)與枯落物層及土壤層相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between forest structure characteristics and litter layer and soil layer

表5 林分結(jié)構(gòu)主成分分析Table 5 Principal component analysis for forest structural characteristics

表6 旋轉(zhuǎn)后林分結(jié)構(gòu)因子載荷Table 6 The loading values of forest structure factors after rotation

圖1 枯落物層水文效應(yīng)和林分結(jié)構(gòu)因子的冗余分析Fig. 1 Redundancy analyses（RDAs）calculated from forest structure characteristics and litter hydrological process

表7 林分結(jié)構(gòu)主成分分析Table 7 Principal component analysis for forest structural characteristics

表8 旋轉(zhuǎn)后林分結(jié)構(gòu)因子載荷Table 8 The loading values of forest structure factors after rotation

2.5 林分結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)與土壤層水文功能的關(guān)系

KMO檢驗(yàn)篩選后，保留8個(gè)結(jié)構(gòu)因子，即：林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、林層指數(shù)、胸高斷面積和角尺度、葉面積指數(shù)、總冠幅、Margltf豐富度指數(shù)、林分密度，此時(shí)KMO值為0.503，達(dá)到基本要求。在第一主成分中，林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、葉面積指數(shù)、Margltf豐富度指數(shù)、總冠幅、林分密度的載荷絕對(duì)值最大，其中葉面積指數(shù)、總冠幅表示樹木的生長(zhǎng)狀況，而林分的稀疏程度、樹種多樣性與林木所受競(jìng)爭(zhēng)壓力有關(guān)，因此將第一主成分定義為競(jìng)爭(zhēng)狀況及生長(zhǎng)因子，第二主成分中，林層指數(shù)、胸高斷面積和所占載荷量最大，因此將此主成分定義為垂直結(jié)構(gòu)及蓄積量，第三主成分以混交度所占的絕對(duì)值載荷量最大，因此將此主成分定義為種間隔離程度（表7，表8）。

林分結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)與土壤層水文功能冗余分析結(jié)果表明，土壤層水文功能被林分結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)解釋了61.80%（P＜0.05）（圖2），其中實(shí)線表示林分結(jié)構(gòu)因子，虛線表示枯落物層的各個(gè)水文特征因子，由圖可以看出，最大持水量與第一類結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)夾角最小，這說明最大持水量與林木競(jìng)爭(zhēng)因子及生長(zhǎng)因子相關(guān)性最強(qiáng)，非毛管持水量和毛管持水量分別與第二類和第三類結(jié)構(gòu)參數(shù)夾角最小，經(jīng)過蒙特卡洛檢驗(yàn)過后，第一類結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于土壤層最大持水量具有顯著的影響（P＜0.05），即林木競(jìng)爭(zhēng)越激烈，林木生長(zhǎng)因子越好，土壤層最大持水量越大，而三類結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于土壤層非毛管持水量和毛管持水量的影響不顯著（P＞0.05）。

圖2 枯落物層水文效應(yīng)和林分結(jié)構(gòu)因子的冗余分析Fig. 2 Redundancy analyses（RDAs）calculated from forest structure characteristics and soil hydrological process

3 討論

3.1 林分結(jié)構(gòu)與枯落物層效應(yīng)關(guān)系分析

枯落物層的水文效應(yīng)主要與枯落物儲(chǔ)量及厚度、枯落物的分解狀況等有關(guān)[28]，而枯落物儲(chǔ)存量受枯落物類型、微生物和地表的時(shí)間影響外，還受自身特性、外部環(huán)境和林分結(jié)構(gòu)、林分類型的影響[29-30]。如Liu等得出灌木和枯落物截留能力與水平異質(zhì)性指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系[31]。本研究得出馬尾松林枯落物層的未分解層有效蓄水量與葉面積指數(shù)、林分密度、林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05），半分解層有效蓄水量與平均冠層厚度顯著正相關(guān)（P＜0.05），與林層指數(shù)、開敞度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），枯落物層總有效蓄水量與葉面積指數(shù)、林分密度、林分競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05）。枯落物蓄積量主要由枯枝落葉組成，葉面積指數(shù)、林分密度越大，枯落物的蓄積量越大，因此枯落物的有效持水能力越強(qiáng)[32]。林木競(jìng)爭(zhēng)與林分密度息息相關(guān)，林木競(jìng)爭(zhēng)越激烈，說明林分密度越大，從而使枯落物蓄積量越多，枯落物的持水能力越強(qiáng)[33]。單個(gè)參數(shù)對(duì)解釋森林結(jié)構(gòu)有局限性，因此無(wú)法很好地解釋林分結(jié)構(gòu)與水文效應(yīng)的關(guān)系，多參數(shù)分析可以更全面，更科學(xué)準(zhǔn)確地描述林分結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步分析與其他因子之間更可靠的結(jié)果。采用冗余分析方法分析林分結(jié)構(gòu)的變量組合與馬尾松林枯落物層水文效應(yīng)之間的關(guān)系，結(jié)果表明枯落物層水文效應(yīng)能被林木競(jìng)爭(zhēng)狀況及蓄積量、生長(zhǎng)因子、種間隔離程度及垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜性三類結(jié)構(gòu)總參數(shù)解釋了54.06%（P＜0.05），蒙特卡洛檢驗(yàn)結(jié)果表明：未分解層有效蓄水量和枯落物總有效蓄水量主要受第一類結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)顯著影響（P＜0.05），即樹木之間競(jìng)爭(zhēng)越激烈，喬木層蓄積量越大，枯落物水文功能越強(qiáng)。

3.2 林分結(jié)構(gòu)與土壤層水文關(guān)系分析

土壤持水性能與土壤孔隙度有關(guān)，土壤中毛管孔隙中的水分越大，土壤保水能力越強(qiáng)，有利于植物根系吸收和土壤蒸發(fā)[34]，非毛管空隙越大，土壤蓄水能力越強(qiáng)，能迅速容納降水并及時(shí)下滲，有利于涵養(yǎng)水源[35]。有研究表明土壤物理性質(zhì)與林分結(jié)構(gòu)相關(guān)性較大[35]，毛管持水量與垂直異質(zhì)性、開敞度、Margltf豐富度指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05），與角尺度和大小比數(shù)顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），馬尾松林混交度越低，垂直結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其透光性越好，越利于林下層植被的生長(zhǎng)，林下物種多樣性增加，對(duì)土壤的水源涵養(yǎng)功能具有一定的影響[36]，土壤最大持水量與林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、葉面積指數(shù)、林分密度、Margltf豐富度指數(shù)顯著正相關(guān)（P＜0.05）；除了Margltf豐富度指數(shù)外，與枯落物層水文效應(yīng)與林分結(jié)構(gòu)相關(guān)關(guān)系保持一致，這說明土壤層的持水特征與枯落物層有關(guān)，枯落物層越厚，其土壤表面含有的腐殖質(zhì)和有機(jī)質(zhì)越多，土壤越疏松，土壤層持水能力越好[18,37]。采用冗余分析方法分析林分結(jié)構(gòu)的變量組合與馬尾松林土壤層水文效應(yīng)之間的關(guān)系，土壤層水文功能被林分結(jié)構(gòu)綜合參數(shù)解釋了61.80%（P＜0.05），土壤層最大持水量與林木競(jìng)爭(zhēng)因子及生長(zhǎng)因子相關(guān)性最強(qiáng)。

4 結(jié)論

（1）單個(gè)林分結(jié)構(gòu)因子分析中，林木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)、葉面積指數(shù)、林分密度與土壤最大持水量和枯落物層總有效蓄水量顯著正相關(guān)（P＜0.05），Margltf豐富度指數(shù)與土壤最大持水量顯著正相關(guān)（P＜0.05），而與枯落物層總有效持水量不相關(guān)。

（2）林分結(jié)構(gòu)的變量組合分別解釋了馬尾松林枯落物層水文效應(yīng)和土壤層水文效應(yīng)的54.06%和61.80%，說明林分結(jié)構(gòu)與枯落物層和土壤層水文效應(yīng)密切相關(guān)，即林木競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)，林木生長(zhǎng)狀況越好，林分蓄積量越多，枯落物層和土壤層的水文效應(yīng)越好。