采伐对柞桦林水文效应的影响

王亚利，苑国建

（1.齐齐哈尔市发展林场，黑龙江 齐齐哈尔 164800；2.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

森林水文效应，是森林对蒸发、降水、径流等水平衡要素及河流、地下水、泥沙等水文情势的影响。森林水文效应的研究对开发和利用森林，对环境质量的控制和改善均有重要的意义。本文对柞桦林与采伐迹地径流小区各水文效应的变化作了对比研究，以求更深刻地认识森林的水文生态效益。

1 研究区概况

本研究在齐齐哈尔市发展林场25林班中进行。发展林场位于克东县东南部，场址距克东县城30 km，隶属于齐齐哈尔市林业局，场部地理坐标为126°28′E，47°55′N。林场东邻北安市自治林场，西部与双庆乡毗连，南与东兴林场相接，北部与玉岗乡、赵光二分场接壤，行政区属克东县境内。试验林分为42年生的天然次生柞桦林，树种组成为6柞4桦，郁闭度0.8，林分密度915株·hm－2，林分平均胸径21.5cm，平均树高17.6m。下木主要有榛柴（Corylus heterophylla）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、刺五加（Acanthopanax senticosus）、野蔷薇（Rosa multiflora）等。

土壤类型主要为暗棕壤。

2 研究方法

2.1 林冠层截留量的测定

采用对比观测方法［1］，即在林内选择有代表性的区域设置雨量筒1个，林外空地设置雨量筒1个；在试验区内选择6株标准株（柞树、白桦各3株）进行干流观测，通过计算即可得到林冠层截留量：

其中：P—林冠截留量（mm）

干流测量采用自制的树干截留器，固定在树干0.5m处，从树干留下的雨水通过截留器流入广口瓶内，再进行流量的测定，即可得出L干。

2.2 地表径流及壤中流的测定

利用2009年冬采伐的1片柞桦林作为对照，分别在柞桦林及采伐迹地上设置1个10m×10m的径流小区，径流小区四周砌砖并用水泥砂浆抹面，小区的出口处制作一个径流储水槽，长宽高均为1m。壤中流测定室设置于径流小区的下端，内分3层［2］。

2.3 灌草层及森林枯落物层的截留量测定

在各自径流小区附近随机布设5个1m×1m的样方，分别测出灌草层及不同分解程度枯落物层的生物量，再用浸水法求出各自的饱和吸水率，进而计算出单位面积上的吸水量。

2.4 水样的采集、分析方法

雨水采自标准雨量筒内，地表径流水从相应的径流储水槽中获得。

3 结果与分析

3.1 林冠层与灌草层截留

林冠层截留是指降水时被林冠枝叶截持继而蒸发回大气中的水分。影响林地林冠截留的主要气象因子是降水量、降水强度和降水间隔期内的平均相对湿度。42年生的柞桦林地郁闭度达0.8，枝繁叶茂，冠层深厚。经2011年对降水过程的透流量测定，柞桦林地平均透流率为76.4%，径流率为6.27%，林冠层截留率为17.33%。

柞桦林采伐迹地则因乔木层被伐，林冠层截留已不复存在。

灌木草本层对林内雨再次截留。柞桦林地内灌草层的枝、叶生物量鲜质量为3.27t·hm－2，吸水率为36.53%，吸水量达1.19t·hm－2。采伐迹地由于乔木被伐，光照条件改善，灌木、草本生长更加茂盛，因此，该地的灌草层截留高于林地，其枝叶鲜质量为9.32t·hm－2，吸水率为41.98%，吸水量达3.91t·hm－2。

3.2 枯枝落叶层的持留水量

柞桦林地枯枝落叶的留存量受林分特征和环境特性的双重影响。2011年4月测定的结果是：干质量10.53t·hm－2，其中枝、叶和果各占14.5%、73.2% 和12.3%。枯落物的持水量与其组成成分、特性、质地及分解程度有关。经测定，枝、叶和果的最大持水率分别为125.7%、314.2% 和71.8%，自然含水率分别为23.6% 、36.7% 和27.6%。

柞桦林地枯落物层的最大持水量为26.7t·hm－2。

因立地条件基本相同，采伐迹地的枯枝落叶量及最大持水量与林地基本一致。伐除乔木后，降水直接作用于枯枝落叶层，因此，每一次降水所持留的水量与林地上的枯枝落叶层有所差异。

3.3 地表径流

2011年柞桦林迹地的地表径流量达110.4 mm，径流系数为8.57%。柞桦林地的地表径流量为56.7mm，径流系数为5.93%。前者比后者大73.3%，说明采伐对林地的产流有一定的影响。

3.4 壤中流

壤中流是坡地径流的重要组成部分，其径流路线依据土壤中径流通路聚集的方向和程度而定。上层径流通道是从裂隙、动物洞穴及植物根系孔洞发展而来，下层壤中流的产生，主要是由于相对不透水层的存在。

由于雨水到达林地土壤的过程中存在着一系列的损失，所以，并不是每次降水都能产生壤中流。观测结果表明，在降水量少于50mm的情况下，柞桦林地一般不出现壤中流。

采伐迹地的壤中流则明显大于柞桦林地。经测定，降水为29.4mm时，采伐迹地壤中流径流系数达1.10%，而柞桦林地未发生壤中流；当降水达41.0mm时，前者径流系数达2.24%，而柞桦林地仅为0.022%。

4 结语

4.1 柞桦林采伐后丧失了冠层截留功能，而柞桦林地的冠层截留率达17.33%。

4.2 柞桦林比采伐迹地产生的地表径流、壤中流少，柞桦林地的地表径流系数为5.93%，采伐迹地则为8.57%。

［1］刘新宇，赵岭，王力刚，等.黑龙江省西部丘陵漫岗区径流效益分析［J］.防护林科技，2000，44（3）：29－31

［2］郑绍伟，慕长龙，陈祖铭，等.长江上游森林影响流域水文过程模拟分析［J］.生态学报，2010，30（11）：3046－3056