不同林分类型地表凋落物量及其持水能力研究

汪菊英

（祁门县大洪岭林场，安徽黄山 245600）

不同林分类型地表凋落物量及其持水能力研究

汪菊英

（祁门县大洪岭林场，安徽黄山 245600）

凋落物蓄积量和持水能力是反映森林水源涵养能力的重要因素。对祁门低山丘陵区不同林分类型地表凋落物层蓄积量及其持水性能进行了调查分析，结果表明，不同林分凋落物蓄积量大小为：马尾松林>杉木林>马尾松阔叶混交林>阔叶次生林；其最大持水率依次为：阔叶次生林>杉木林>马尾松阔叶混交林>马尾松林；最大持水量及有效拦蓄量依次为：马尾松林>杉木林>马尾松阔叶混交林>阔叶次生林。

林分类型；凋落物；蓄积量；持水能力

森林凋落物层是森林结构中重要的组成部分，是森林生态系统所具有的重要特征之一，在森林更新、养分循环、土壤形成、保持水土和涵养水源等方面发挥着重要作用[1]。不同森林类型由于其树种生物学特性与林分结构的不同，地表凋落物数量、质量及其水源涵养功能存在一定的差异[2]。根据祁门县大洪岭林场不同森林类型特点，调查分析了不同林分地表凋落物的水源涵养功能，以期为森林可持续经营、提高森林生态效益提供科学依据。

1 调查区概况

祁门县位于皖南山区最南端，属亚热带季风气候，雨量充沛，多年平均降水量1 750 mm，平均相对湿度达85%。年平均气温16.6℃，极端气温最高39℃、最低-7℃，最热月的平均气温25.5℃，最冷月平均气温4.5℃。无霜期达250 d。

地带性森林植被为亚热带常绿阔叶林，多以甜槠为建群种，其间伴生着壳斗科（Fagaceae）、山茶科（Theaceae）、樟科（Lauraceae）、冬青科（Aquifoliaceae）等不同层次常绿阔叶树种。主要树种有甜槠（Castanopsis eyrei）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）、青冈栎（Cyclobalanopsis glauca）、茅栗（Castanea seguinii）、马尾松（Pinus massoniana）、枫香（Liquidambar formosana）、香桂（Cinnamomum subavenium）、木荷（Schima superba）等。低海拔坡地分布着大面积杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林以及茶树（Camellia sinensis）、油茶（Camellia oleifera）等经济林。森林资源丰富，覆盖率达87%。土壤以红黄壤为主，土层厚度变化较大，多为30～70 cm，pH值在4.0～7.0之间。

2 研究方法

2.1 凋落物蓄积量的调查

选择马尾松林、马尾松阔叶混交林、杉木林及阔叶次生林等林分类型，在成熟林分中设置20 m ×20 m的标准地各一块，在每个标准地内设4个50 cm×50 cm的样方，按新鲜凋落物层、半分解和分解层，分别收集地表凋落物，称其鲜重，并分取试验样品，带回室内。先将所采集的凋落物样品置于室内干燥通风处风干，直至用手触摸无潮湿感时，称其质量作为不同林分凋落物风干质量，再分取部分置于烘箱中烘干，测定含水率，以推算凋落物层蓄积量。

2.2 凋落物持水性测定

采用浸水法测定，取一定质量的风干凋落物试样，装入尼龙网袋中用清水浸泡，测定浸水36 h后质量变化，以确定凋落物最大持水量和最大持水率。据此计算最大拦蓄量和有效拦蓄率。计算公式为：

自然含水率（W0，%）：W0=100×（G0-Gd）/Gd

最大持水率（Whm，%）：Whm=100×（G36h-Gd）/Gd

最大拦蓄率（Wsm，%）：Wsm=Whm-W0

有效拦蓄量（Ws，t/hm2）：Ws=（0.85×Whm-W0）×M

式中：G0为新鲜凋落物样品质量（g），Gd为凋落物样品烘干质量（g），G36h为凋落物样品浸水36 h后的质量（g），0.85为有效拦蓄系数。

3 结果分析

3.1 不同林分类型凋落物蓄积量

不同林分由于其树种组成不同，年凋落物产量和质量不同，使其分解难易程度差异显著，从而导致不同林分的地表凋落物层蓄积量存在明显差异[2]。如表1所示，马尾松林凋落物蓄积量最大，杉木林次之，而阔叶次生林最小；马尾松阔叶混交林的凋落物蓄积量小于马尾松林和杉木林。在森林生态系统中，地表凋落物层总是处于不断分解、周转之中，周转的快慢，决定于分解强度。

凋落物分解强度等于半分解和分解层质量与新鲜凋落物层质量之比。由表1知，不同林分的凋落物分解强度有明显差异，由大到小的顺序是：阔叶次生林＞杉木林＞马尾松阔叶混交林＞马尾松林。

3.2 不同林分凋落物的持水性能

森林凋落物持水能力是反映凋落物水文作用的重要指标，包括吸水速率、持水率、持水量、拦蓄率、拦蓄量等。凋落物的持水能力，主要取决于凋落物的组成、成分、特性、质地和分解程度。一般认为，凋落物浸水24～36 h后的持水率为最大持水率[3-4]。

表1 不同林分地表凋落物层蓄积量及其分解强度

表2 不同林分凋落物层持水性能

不同林分凋落物的持水试验结果如表2所示，不同林分凋落物层最大持水率依次为：阔叶次生林>杉木林＞马尾松阔叶混交林>马尾松林；然而，不同林分凋落物层的最大持水量及其最大拦蓄量的大小依次为：马尾松林>杉木林>马尾松阔叶混交林>阔叶次生林。这是因为持水量、拦蓄量不仅与持水率密切相关，还与凋落物蓄积量有直接关系，针叶林凋落物虽然最大持水率低于阔叶次生林，但由于其凋落物蓄积量（表1）显著高于阔叶次生林，因此，能维持较高的蓄水功能。

相关分析结果显示，地表凋落物层分解强度与其持水率呈显著正相关（图1），这表明凋落物的分解程度对其持水能力有较大的影响。

图1 凋落物分解强度与持水率关系

3 结论

地表凋落物层在森林水文过程中具有极其重要的作用，其持水性能取决于林分类型、凋落物组成质量及蓄积量。凋落物蓄积量和持水能力是反映森林水源涵养能力高低的重要因素[5]。调查结果表明，不同森林类型地表凋落物层蓄积量及其蓄水性能差异明显，各林分凋落物蓄积量大小为：马尾松林>杉木林>马尾松阔叶混交林>阔叶次生林；最大持水率依次为：阔叶次生林>杉木林>马尾松阔叶混交林>马尾松林；最大持水量及有效拦蓄量依次为：马尾松林>杉木林>马尾松阔叶混交林>阔叶次生林。

[1]孙向阳.土壤学[M].北京：中国林业出版社，2005.

[2]王勤，张宗应，徐小牛.安徽大别山库区不同林分类型的土壤特性及其水源涵养功能[J].水土保持学报，2003，17（3）:59-62.

[3]吴长文，王礼先.水土保持林中枯落物的作用[J].中国水土保持，1993，（4）:28-30.

[4]高人，周广柱.辽宁东部山区几种主要森林类型枯落物层持水性能研究[J].沈阳农业大学学报，2002，33（2）: 115-118.

[5]张洪江，程金花，余新晓，等.贡嘎山冷杉纯林枯落物储量及其持水特性[J].林业科学，2003，39（5）:147-151.

（责任编辑：杨婷婷）

Study on the Surface Litter Volume and Its Water Holdup Capacity in Different Stand Types

WANG Juying
（Dahongling Forest Farm of Qimen County，Huangshan 245600，Anhui，China）

The surface litter volume and its water holdup capacity is a key indicator for the forest water conservation capacity. In this paper investigation and analysis were carried out on the surface litter layer volume and its water holdup capacity in different stand types in the low-mountain and hilly areas in Qimen County.The results showed that the sequence of the litter volume in different stand types is:Pinus massoniana forest Cunninghamia lanceolata forest Pinus massoniana mixed coniferous broadleaved forest Broadleaved secondary forest.The sequence of the maximum water holdup rate is:Broadleaved secondary forest Cunninghamia lanceolata forest Pinus massoniana mixed coniferous broadleaved forest Pinusmassoniana forest.The sequence of the maximum water holdup capacity and effective storage capacity is:Pinus massoniana forest Cunninghamia lanceolata forest Pinus massoniana mixed coniferous broadleaved forest Broadleaved secondary forest.

Stand types；Forest litter；Volume；Water holdup capacity

S714.7

A

2095-0152（2014）01-0016-03

2013-09-25

2013-10-08

汪菊英（1974-），女，林业助理工程师，主要从事基层林业技术推广工作。E-mail:qmzwfz@126.com