资兴市不同森林恢复与发展模式水源涵养功能初探

罗佳， 田育新， 周小玲， 邓鹰鸿， 曾掌权,2，陈建华， 何先进， 韩云娟 (.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 000； 2.湖南慈利森林生态系统定位观测研究站， 湖南 慈利 2000；.湖南省林业厅, 湖南 长沙 000； .中南林业科技大学， 湖南 长沙 000；. 资兴市林科所， 湖南 资兴 200)

资兴市不同森林恢复与发展模式水源涵养功能初探

罗佳1, 2,4， 田育新1,2*， 周小玲1， 邓鹰鸿3， 曾掌权1,2，陈建华4， 何先进5， 韩云娟1
(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.湖南慈利森林生态系统定位观测研究站， 湖南 慈利 420004；3.湖南省林业厅, 湖南 长沙 410004； 4.中南林业科技大学， 湖南 长沙 410004；5. 资兴市林科所， 湖南 资兴 423400)

采用野外调查与长期定位监测相结合的方法，整体系统地研究了资兴市为恢复雪灾受损森林资源构建的不同森林经营模式水源涵养功能，旨在定量分析不同森林恢复与发展模式水源涵养功能大小，为其可持续发展提供数据支撑。研究结果表明：监测期间，各林分不同雨强条件下林冠层截留量各不相同，差异明显，最大的是M8，达54.8 mm，最小的是M6，仅48.59 mm；各林分灌草层持水量存在差异，M6(3.168 mm)最大；枯落物层持水量差异明显，M8(31.838 mm)最大，M6(23.13 mm)最小；林地土壤贮水能力M8与M6、M7之间差异显著，M6与M7之间差异不大。各林分水源涵养总能力大小为M8(1 123.624 mm)>CK8(1 068.543 mm)>M7(1 047.623 mm)>CK7(1 039.983 mm)>M6(1 001.815 mm)>CK6(965.779 mm)，以M8水源涵养能力最大，达到1 123.624 mm，约占年降雨量的84%，各模式林分引用了适生树种，具有完整的林冠层、灌草层和枯落物层，形成了多功能复层混交林，改变了林分对降雨的再分配，水源涵养总能力较强。各模式水源涵养能力略强于对照，但由于项目执行时间不长差异较小。

水源涵养； 功能； 不同森林恢复与发展模式； 资兴市

森林水源涵养的功能是森林生态系统生态服务功能的重要组成部分，由于其具有庞大的林冠层、深厚的枯落物层、发达的根系及疏松多孔的森林土壤起到水源涵养的作用，主要体现在对降水的截持再分配，调节径流河川，调整林内小气候，减小林内地表蒸发，改良土壤结构，减少地表侵蚀等[1-2]，针对森林的水源涵养功能已有大量研究主要集中在林冠截留与再分配、枯落物截留及持水能力、土壤理化性质与保土能力等方面[3-12]，这些研究多集中在针对某一特定层次指标的研究。降雨受森林的影响而表现出来的水分分配和运动过程，包括降雨、降雨截持、干流、蒸散、地表径流等，构成了森林的水文过程。它是森林的四个作用层，即森林乔木层、灌草层、枯枝落叶层和土壤层对降水进行再分配的复杂过程。

为恢复资兴市雪灾受损森林资源，提高湖南森林生态系统对气候灾害的适应性和抗逆性，在世界银行贷款湖南森林恢复与发展项目支持下，以发挥森林生态效益为目标、以多功能森林经营为指导思想、以近自然经营技术为实现途径，考虑林分现状和适地适树原则，提出了多种森林经营模式[13]。

本文整体系统的研究了项目实施区不同经营模式森林涵养水源功能，并进行比较分析，旨在定量分析森林水源涵养功能大小，为资兴市不同森林资源培育模式可持续发展提供数据支撑。

1 研究区概况

资兴市位于郴州市东部，地处湘江流域耒水的上游，在罗霄山脉西麓、茶永盆地南端，为湘、粤、赣三省交汇处。资兴市地貌形态以山地为主，丘、岗、平地交错。东南部为山地，西北部主要为丘、岗、平地。地势东南高、西北低，东部最高点为八面山，海拔2 042 m；西北部最低点为程江口，海拔仅为106 m。属亚热带季风湿润气候，四季分明，夏秋多旱，冬无严寒，夏无酷暑，雨水充沛。年均气温17.7 ℃，极端最高气温40.6 ℃，极端最低气温-7.5 ℃；年均降雨量1 487.6 mm，多集中在春夏3—6月和8月，年均降水日数为182天；年均蒸发量为1 483 mm，最大月平均蒸发量305.9 mm；年均相对湿度81%，最小相对湿度7%；年均风速1.7 m/s；年均降雪日数6.6天；年均无霜期347.9天；年均日照1 700 h。资兴市境内河流属湘江流域，主要分为耒水东江水系、永乐江水系、船形河水系和耒水程江水系四大水系。

资兴定位监测点位于资兴市林业科学研究所黄毛山、下湾、东江凉树湾，分别选取培育模式M6(针叶树种+珍贵阔叶树种混交林模式：马尾松+樟树+枫香+木荷)、M7(竹、乔混合经营模式：毛竹+杜英+木荷)、M8(人工促进天然更新模式：柏+酸枣+含笑+红豆杉)作为研究对象进行水源涵养监测。

表1 试验样地基本概况Tab 1 Featuresofexperimentalplots编号林分类型海拔(m)平均树高(m)灌草生物量(t·hm-2)林下灌草M6马尾松+樟树+枫香+木荷23044 68灌木层：栽培树种枫香(Liquidambarformosana)、马尾松(Pinusmassoniana)；次生灌木：山苍子(Litseacubeba)、杜鹃(Rhododendronsimsii)、苦竹(Pleioblastusamarus)。草本层：叶下珠(Phyllanthusurinaria)、五节芒(Miscanthusfloridulus)和蕨(Pteridiumaquilinumvar latiusculum)CK6含笑+樟树+泡桐23044 573灌木层：山苍子(Litseacubeba)、茶叶(Camelliasinensis)、苦竹(Pleioblastusamarus)、称星树(Ilexasprella(Hook etArn )Champ exBenth )等组成。草本层：海金沙(Lygodiumjaponicum)、五节芒(Miscanthusfloridulus)和蕨(Pteridiumaquilinumvar latiusculum)M7毛竹+杜英+木荷680164 818灌木层：栽培树种：杜英(Elaeocarpusdecipiens)、木荷(Schimasuperba)。次生灌木：乌药(Linderaaggregata)、叶下珠(Phyllanthusurinaria)、拔葜(Smilaxchina)、拟赤杨(Alniphyllumfortunei)、秤星树(Ilexasprella)。草本层：小叶女贞(Ligustrumquihoui)、野牡丹(Melastomacandidum)、黄檀(DalbergiahupeanaHance)、蕨(Pteridiumaquilinumvar latiusculum)、六月雪(Serissafoetida)、南蛇藤(CelastrusorbiculatusThunb)、鱼腥草(HouttuyniacordataThunb)、瞿麦(Dianthussu⁃perbus)、白茅(Imperatacylindrica)。CK7毛竹+杜英680154 781灌木层：小叶女贞(Ligustrumquihoui)、拟赤杨(Alniphyllumfortunei)等草本层：野牡丹(Melastomacandidum)、拔葜(Smilaxchina)、蕨(Pteridiumaquilinumvar latiusculum)、六月雪(Serissafoetida)M8柏+南酸枣+含笑+红豆杉22574 072灌木层：荨麻(UrticafissaE Pritz)、算盘子(Euphorbiaceae)、苦楝(Meliaazedarach)等。草本层：白茅(Imperatacylindrica)、蕨(Pteridiumaquilinumvar latiusculum)、苔草(Carexsp )、苧麻(Boehmerianivea)等CK8南酸枣+檫树+苦楝+柏225143 864灌木层：算盘子(Euphorbiaceae)、山苍子(Litseacubeba)等。草本层：白茅(Imperatacylindrica)、苔草(Carexsp )、蕨(Pteridiumaquilinumvar latiusculum)

表2 试验样地土壤理化性质Tab 2 Experimentalplotsofsoilphysicalandchemicalproperties编号坡向坡度(°)土壤类型土壤容重(g/cm3)pH有机碳(g/kg)总氮(g/kg)总磷(g/kg)M6西南10 55黄红壤1 35 055 211 290 283CK6西南10 57黄红壤1 295 015 431 310 277M7西南25 22黄红壤1 325 788 471 250 274CK7西南25 23黄红壤1 315 718 121 350 275M8北20 36黄红壤1 375 894 321 280 242CK8北20 32黄红壤1 365 905 371 340 247

2 材料与方法

2.1样地设置

每个林分类型设置1个固定样地。固定样地规格为25 m(平行等高线)×40 m(垂直等高线)。利用全站仪对每个固定样地进行现场测量定界(线)，对固定样地的四角进行标记，根据标记埋设固定水泥桩作为永久标记。在固定样地内，沿样方对角线设置5块灌草调查小样方，小样方规格为2 m×2 m。小样方采用罗盘仪进行标定，在小样方四角插入直径10 mm PVC管作为永久标记。

2.2降雨观测

在固定样地外空旷平整的场地上设置规格为5 m×5 m的降雨观测场，7852型自记雨量仪布设在观测场的中央，自动连续测定各次降水量。

2.3林冠截留量的测定

采用林分穿透雨测定装置、树干茎流测定装置分别测定林分穿透雨量及树干茎流量。林分穿透雨测定装置安装高度应大于灌木层，无灌木层时不要低于1.5 m。林分穿透雨测定装置由V型槽(即林下穿透雨采集器)、支架和QT-50 mL型数据采集系统组成。V型槽铺设方式均采用“V”字形(每边长2 m)，V型槽口宽20 cm，深10 cm，通过PVC管连接QT-50 mL型数据采集系统，接口处用网状不锈钢隔层以防枯枝落叶堵塞通道。QT-50 mL型数据采集系统置于观测用房内。按季度采集数据。根据监测林分树木径级分布状况，选择15株树木进行树干茎流监测。胸径小于5 cm的树木不进行测量。将经过喷塑处理的铝制扇形片环绕树干，以相应大小的喉箍紧固，辅以相应的堵漏，清缝工艺，截流效果明显，出水口下接7852型自计雨量仪数据采集系统，7852型翻斗式自计雨量仪置于观测用房内。按季度采集数据。林冠截留量计算公式为：

I=P-T-S，

式中：I——林冠截留量(mm)；

P——大气降水量(mm)；

T——林内穿透降水(mm)；

S——树干茎流量(mm)。

2.4灌草层(截)持水量测定

采用灌草持水仿真模拟测定装置(专利号ZL 2013 2 0778400.6)对灌草层截留量进行测定。根据灌草在小样方中的实际分布状况，移置在灌草持水仿真模拟测定装置上，通过人工模拟降雨测定不同雨强条件下灌草层的实际持水能力。(乔)灌草层(截)持水量的计算公式为：

(1)当到达灌草层雨量小于灌草层最大截留量G0时，灌草层截留量计算公式为：

G=C×P，

式中：G——灌草层截留量(mm)；

C——灌草层盖度；

P——降水量(mm)；

(2)当到达灌草层雨量大于等于灌草层最大截留量G0时：

G=G0，

式中：G——灌草层截留量(mm)；

G0——灌草层最大截留量(mm)。

2.5枯落物持水量的测定

枯落物层持水测定采用浸水法。取回20 cm ×20 cm 小样方内枯落物，将枯落物称鲜质量，并取样带回实验室烘干(95 ℃，24 h)至恒质量，计算枯落物干生物量。采用浸水法测定枯落物持水量。将枯落物的部分样品称质量后分别装入称质量后的湿布袋(预先称量记录干、湿布袋质量)；再将装有枯落物的布袋完全浸没于盛有清水的容器中；将枯落物浸入水中24 h后，将枯落物连同布袋一并取出，静置5 min左右，直至枯落物不滴水为止，迅速称量枯落物的湿质量，然后将枯落物连同布袋一同烘干(95 ℃，24 h)至恒质量，计算枯落物最大持水能力。

2.6土壤持水量的测定

在样地内挖掘土壤剖面，记录土壤层次及土层厚度，用环刀按 0～10 cm，10～20 cm，20～40 cm，40～60 cm的深度分层取样，带回室内测定总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度。

按0～10 cm，10～20 cm，20～40 cm，40～60 cm的不同土层深度，采用土壤水分测定仪(TDR)测定土壤含水量。

2.7林分涵养水源能力计算

林分涵养水源能力的计算公式为：

S=G+K+W

式中：S——林分涵养水源能力(mm)；

G——灌草层截留量(mm)；

K——枯落物层持水量(mm)；

W——土壤层贮水量(mm)

2.8数据处理

数据统计分析主要采用SPSS19.0和Microsoft Office Excel 2007。

3 结果与分析

3.1降雨特征

根据资兴气象站2014年气象观测数据，资兴点2014年全年降雨量1 336.5 mm，年内降雨分布不均，各区间雨量差异较大，其中降雨量最大的区间为≥50 mm，雨量为372.5 mm，约占年降雨量的27.9%；最小区间为40～50 mm，雨量为140.3 mm，约占年降雨量的10%左右。小于10 mm区间和10～20 mm区间累积降雨量基本持平，约占年降雨量的11.3%。

2014年监测期间(2014年8月—12月)降雨分布不均，降雨量为308 mm，按小于10 mm、10～20 mm、20～30 mm、30～40 mm、40～50 mm以及大于50 mm六个降雨区间进行统计(见表3)，各区间雨量差异较大，其中降雨量最大的区间为30～40 mm，雨量为108 mm，约占监测期间降雨量的35.1%；其次是区间为≥50 mm，雨量为91.4 mm，约占监测期间降雨量的29.7%；最小降雨量区间为小于10 mm，雨量为5 mm，约占监测期间降雨量的1.6%。

表3 降雨特征表Tab 3 Rainfallcharacteristicstable(mm)降雨区间年降雨量监测期间降雨量<10152 3510～20150 433 820～30276 723 230～40244 310840～50140 346 6≥50372 591 4总降雨量1336 5308

3.2林冠层截留能力

林冠层截留是个非常复杂的过程，受到降水强度、降水量、植被类型、叶面积指数及郁闭度等因素的影响[14]。有研究结果表明，国外温带阔叶林冠层的截留系数处于11%～36%之间，针叶林处在9%～48%之间[15]，国内南北不同的气候带森林植被的林冠截留系数位于11.4%～34.3%之间[16]。

从图1可以看出，各林分在监测期间林冠层截留率变动范围为10.76%～29.39%，不同林分不同降雨区间林冠截留率各不相同，其平均值由大到小顺序为：M8(17.88%)> CK8(17.74%)> M7(16.94%)> CK7(16.80%)> M6(16.00%)> CK6(15.86%)。M6林冠截留率高于其他林分主要是因为该模式树种组成丰富，冠幅密度大，降雨过程中雨水能较好地附着于叶面，所以对降水拦蓄作用较好。

图1 各林分林冠截留率Fig.1 Interception rate of all forest stands

3.3灌草层持水能力

林分灌草层具有一定的持水性能。林下灌草包括灌木和草本，是处在林分中的较低层次。林内穿透雨在到达地面前，部分雨水会被林下灌草进一步截留，从而进一步削减雨滴势能，防止地表溅蚀，是森林植被中的一个重要层次。在每次降雨事件中，灌草层持水量随着到达灌草层雨量的增加而增加，当雨量超过一个定值，灌草层持水量将不再发生变化，此拐点就是不同林分灌草层的最大持水量，各林分不同其灌草层最大持水量也不同。表4反映了各林分灌草层特征，灌草层持水量随着到达灌草层的雨量增加而增加，直到达到其最大持水量。

表4 各林分灌草层特征表Tab 4 Characteristicsofshrub⁃grasslayersofallforeststands样地灌草生物量(t/hm2)盖度最大持水量(mm)M64 680 50 352CK64 5730 40 341M74 8180 450 330CK74 7810 420 319M84 0720 40 318CK83 8640 390 300

林下灌草层生物量受林分郁闭度、林龄等因素影响很大。随着林分郁闭度的增加，灌草层生物量逐渐呈现递减趋势。灌草层最大持水量与生物量呈正比例关系。林下植被的种类与其自身特性同样也间接影响着持水量的大小。试验结果表明，灌草层最大持水量范围在0.318～0.352 mm之间。培育模式各林分灌草层最大持水量按大小排序为M6(0.352 mm)>M7(0.330 mm)>M8(0.318 mm)。监测期间，培育模式各林分灌草层持水量各不相同，存在差异。各林分之间灌草层持水量的差异性主要由灌草生物量、种类、高度、盖度等因子差异引起。对灌草层生物量与最大持水量进行相关性分析，得到灌草最大持水量与其生物量呈极显著正相关关系。

3.4枯落物层持水量能力

枯枝落叶层具有保护土壤免受雨滴冲击和增加土壤腐殖质和有机质的作用，并参与土壤团粒结构的形成，有效地增加土壤孔隙度，为林分土壤层蓄水提供了物质基础。森林枯枝落叶层水分截持能力较强，一般吸持水量可达自身干质量的2～4倍，不同森林类型的枯落物现存率和持水率有差异，故它们的最大持水量也存在明显差异。

表5 各林分枯落物层持水性能Tab 5 Litterlayerwater⁃holdingcapacitiesofallforeststands样地生物量(t/hm2)最大持水量(mm)M612 8482 570CK614 4302 890M714 5452 910CK715 583 120M817 9303 590CK816 9113 390

在每次降雨事件中，枯落物层持水量随着到达枯落物层雨量的增加而增加，当雨量超过一个定值，枯落物层持水量将不再发生变化，此拐点就是不同林分枯落物层的最大持水量，各林分特征不同其枯落物层最大持水量也不同。枯落物层持水量随着到达枯落物层的雨量增加而增加，直到达到其最大持水量。

通过监测表明，各模式枯落物最大持水量范围在2.57～3.59 mm之间，其中M8枯落物层最大持水量最大，达到3.59 mm，M7次之，为2.910 mm。各林分枯落物最大持水量按大小排序为M8(3.590 mm)>M7(2.910 mm)>M6(2.570 mm)。枯落物的最大持水量反映了枯落物层的水文特性，它主要与枯落物的类型、组成、蓄积量等有很大关系，而不同的植被类型，由于其枯落物种类、分解特性等不同，枯落物蓄积量也不相同。枯落物的持水能力大小与林分类型、林龄、枯落物的自身组成、分解状况和蓄积量等有关。

3.5土壤层贮水能力

在一定土壤厚度条件下，土壤贮水特征取决于土壤孔隙大小和其数量特征，或者取决于森林植被对土壤孔隙状况的改善作用大小。土壤孔隙按当量的直径大小可以分为毛管孔隙和非毛管孔隙，土壤水分贮存可以分为滞留贮存及吸持贮存两种形式(某土层厚度内所储存的水量分别称为吸持贮水量与滞留贮水量，两者合称作土壤饱和贮水量)。滞留贮存作为饱和土壤中自由重力水在非毛管孔隙(大孔隙)中暂时贮存，为大雨或者暴雨提供应急水分贮存，能有效减少地表径流；降雨停止后水分逐步向深层下渗，使土壤水分不断地补充地下水或者以壤中流形式注入河流，因此具有较高涵养水源功能。针对森林生态系统，土壤非毛管孔隙度大小反映着森林植被滞留水分发挥涵养水源及削减洪水能力。

表6 土壤最大贮水能力Tab 6 Themaximumstoragecapacityofthesoil样地土层厚度(cm)总孔隙度(%)毛管孔隙度(%)非毛管孔隙度(%)最大贮水能力(mm)M65739 4935 294 223 94CK65437 2333 134 122 14M75639 2534 854 424 64CK75737 4633 164 324 51M84845 1139 215 928 32CK84543 6538 155 524 75

不同林分由于其模式和组成树种的不同，所形成的土壤结构差异显著，从而导致了土壤贮水能力的明显不同。林地土壤贮水能力M8与M6、M7之间差异显著，M6与M7之间差异不大(见表7)。培育模式林地与各自的对照之间，差异不大，其大小排序为：M8(28.320 mm)> CK8(24.750 mm)> M7(24.640 mm)> CK7(24.510 mm)> M6(23.940 mm)> CK6(22.140 mm)。

3.6林分水源涵养总能力

森林的水源涵养功能是森林生态服务功能的重要功能之一，不同森林类型由于其生态学特性的差异，其林分整体水源涵养功能存在一定的差异。森林以其繁茂的林冠层，林下的灌草层，林地上的枯枝枯叶层和酥松而深厚的土壤层，构建了截留、吸收和贮存大气降水的良好环境，发挥森林生态系统特有的水源涵养功能，起到削弱降雨侵蚀力、改善土壤结构、削减洪峰流量、减少地表径流，调节河川流量等作用。

监测期间，各林分不同雨强条件下林冠层截留量各不相同，差异明显。林冠层截留量由大到小排序为M8(54.8 mm)>M7(51.68 mm)>M6(48.59 mm)。各林分灌草层持水量存在差异，由大到小排序为M6(3.168 mm)>M7(2.97 mm)>M8(2.862 mm)。各林分枯落物层持水量差异明显，由大到小排序为M8(31.838 mm)>M7(26.19 mm)>M6(23.13 mm)。各模式8月6日、11日、15日、19日和9月16日降雨前土壤含水量大于土壤毛管孔隙度，其土壤贮水量=[非毛管孔隙度-(土壤含水量-毛管孔隙度)] ×土壤贮水能力。培育模式其它几次降雨前土壤含水量均小于土壤毛管孔隙度，所以其土壤贮水量等于非毛管的滞留贮水量。各模式小区土壤贮水量介于12.95～14.00(mm)。

根据监测期间降雨量和年降雨量，按降雨分配特征进行耦合，得到各林分各层次年持水量，再根据计算公式获得各林分水源涵养总能力。2014年资兴点年降雨量为1 336.5 mm。由图2可以看出：M8水源涵养能力最强，全年总能力达到1 123.622 mm，约占年降雨量的84%，具有较好的截留、吸收和贮存大气降水能力；培育模式各林分水源涵养总能力大小为M8(1 123.624 mm)>CK8(1 068.543 mm)>M7(1 047.623 mm)>CK7(1 039.983 mm)>M6(1 001.815 mm)>CK6(965.779 mm)；各林分水源涵养总能力较强主要受益于培育模式是在现有林分中引进了适生树种，形成了多功能复层混交林，改变了林分对降雨的再分配；培育各模式水源涵养能力略强于对照，但差异较小。

表7 监测期间林分水源涵养能力Tab 7 Waterconservationcapacityofeachstandinthemonitoringperiod(mm)样地降雨区间降雨量林冠截留量灌草持水量枯落物持水量土壤持水量M6<1051 370 3522 570 710～2033 84 370 7045 1421 220～3023 23 60 3522 5713 130～4010819 531 0567 7146 640～5046 67 360 3522 5723 9>5091 412 360 3522 5723 9合计30848 593 16823 13129 4CK6<1051 360 3412 890 410～2033 84 320 6825 7820 520～3023 23 560 3412 8912 230～4010819 361 0238 6742 240～5046 67 290 3412 8922 1>5091 412 220 3412 8922 1合计30848 113 06926 01119 5M7<1051 420 332 910 310～2033 84 710 665 8221 320～3023 23 830 332 9114 430～4010820 610 998 7346 940～5046 67 830 332 9124 6>5091 413 280 332 9124 6合计30851 682 9726 19132 1CK7<1051 410 3193 120 210～2033 84 660 6386 2420 420～3023 23 80 3193 1213 630～4010820 460 9579 3645 740～5046 67 760 3193 1224 5>5091 413 140 3193 1224 5合计30851 232 87128 08128 9M8<1051 470 3183 118010～2033 85 050 6367 1819 620～3023 24 060 3183 591430～4010821 720 95410 7749 740～5046 68 30 3183 5928 3>5091 414 20 3183 5928 3合计30854 82 86231 838139 9CK8<1051 460 33 139010～2033 850 66 7820 620～3023 24 030 33 3914 330～4010821 550 910 1745 940～5046 68 230 33 3924 8>5091 414 070 33 3924 8合计30854 342 730 259130 4

图2 林分水源涵养总能力(mm)Fig.2 Water conservation total capacity of each stand(mm)

4 结论与讨论

监测期间，各林分不同雨强条件下林冠层截留量各不相同，差异明显。其中，M8的截留量达到54.8 mm，高于其他模式，主要是因为其树种组成丰富，以酸枣、含笑等阔叶树种为主，重要值达67%～95%，冠辐密度大，郁闭度达0.8，林分内各树体高大，树高基本上在4～10 m以上，枝叶茂盛，树叶具有较大的表面积，降雨过程中雨水能较好地附着于叶面，所以对降水拦蓄作用较好。各林分灌草层持水量各不相同，存在差异。灌草层持水量最大的培育模式是M6，灌草层持水量达3.168 mm，该模式林冠郁闭度较小，仅有0.4，林下植被种类较为丰富，包括马尾松、枫香、山苍子、杜鹃、苦竹、木橿子等多个植被类型，林下灌草层盖度0.5，生物量达4.68 t/hm2。最小的是M8，灌草层持水量仅2.862 mm，与M6相差0.306 mm。各林分枯落物层持水量各不相同，差异明显。M6的枯落物持水量低于其他模式，仅23.13 mm，主要是因为M6为针叶树种+珍贵阔叶树种培育模式，栽培树种以马尾松为主，马尾松枯落物含有较多的油脂，不容易分解，其吸水率和有效吸水量往往没有阔叶树种的枯落物大。M8枯落物持水量最高，这是由于M8模式为针阔混交林，阔叶枯落物生产量大，加之针叶林枯落物分解较慢，故其现储量较大，枯落物生物量达17.930 t/hm2，枯落物持水能力较大。由于项目执行时间也不长，各模式与CK之间林冠层截留量、灌草持水量、枯落物持水量差异均不明显，各模式与CK相比，均大于CK。各模式小区土壤贮水量介于12.95～14.00(mm)。

研究结果表明，各林分水源涵养总能力大小为M8(1 123.624 mm)>CK8(1 068.543 mm)>M7(1 047.623 mm)>CK7(1 039.983 mm)>M6(1 001.815 mm)>CK6(965.779 mm)，水源涵养总能力较高，能力大小范围在965.779 mm～1 123.624 mm之间，其中以M8(人工促进天然更新模式：柏+酸枣+含笑+红豆杉)水源涵养能力最大，达到1 123.624 mm，约占年降雨量的84%，这主要受益于培育模式是在现有林分中引进了适生树种，形成了多功能复层混交林，改变了林分对降雨的再分配特征。因此，在项目实施过程中建议构建多功能复层混交林，提倡针、阔叶树种混交，乔、灌、草结合的人工多层植被，并根据坡度和土层厚薄进行树种选择和搭配，补植耐荫树种，提升林分水源涵养能力。

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ResearchonwaterconservationfunctionexplorationofforestrestorationanddevelopmentmodelofZixingCity

LUO Jia1,2,4, TIAN Yuxin1,2*, ZHOU Xiaoling1,DENG Yinghong3, ZENG Zhangquan1,2, CHEN Jianhua4, HE Xianjin5, HAN Yunjuan1

(1.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, China;2.Cili Research Station of Forest Ecosystem, Cili 420004, China; 3.Forestry Department of Hunan Province, Changsha 410004, China；4.Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China;5.Zixing Institute of Forestry,Zixing 423400, China)

Using a combination of field surveys and long-term monitoring methods，to forest restoration and development mode of Zixing City for the object of study with different modes of water conservation function of forest system as a whole，results show that during the monitoring period，the forest canopy interceptions of different forest stand in different rainfall intensities significantly varies.M8 has the maximum forest canopy interception of 54.8 mm，and M6 has the minimum forest canopy interception of 48.59 mm.The shrub-grass layer water holding capacity of forest stands varies.M6 has the maximum shrub-grass layer water holding capacity of 3.168 mm.The litter water-holding capacities of forest stands are significantly different.M8 has the maximum litter water-holding capacities of 31.838 mm，and M6 has the minimum litter water-holding capacities of 23.13 mm.There are significant differences between M8 and M6 and between the M8 and M7 in the woodland soil water storage capacity，where the difference between M6 and M7 is not so significant.The descending order of the total stand water conservation capacity in the mode is as follows：M8(1 123.624 mm)> CK8(1 068.543 mm)> M7(1 047.623 mm)> CK7(1 039.983 mm)> M6(1 001.815 mm)> CK6(965.779 mm)，M8 has the highest water conservation capacity of 1 123.624 mm，accounting for about 84% of annual rainfall.The total stand water conservation capacity in the mode mainly benefits from suitable species are introduced into the current forest stands to form a multi-functional complex mixed forest；this changes rainfall redistribution of stands.And the water conservation capacity of each mode in the mode is slightly stronger than the reference.However the difference is small due to short execution of the project.

water conservation； function； forest restoration and development mode； Zixing City

2016-03-28

世界银行贷款湖南森林恢复与发展项目(JC-4)；湖南近自然森林经营试验与示范(2012-HNLYKY-01)；国家十三五科技支撑计划课题：长江防护林质量调控与高效经营技术研究与示范(2015BAD07B04)；湖南省林业科学院青年科研创新基金项目(2013LQJ11)； 科技部国际科技合作专项(2015DFA90450)。

罗 佳(1983-)，女，湖南省长沙市人，助理研究员，博士生，主要从事生态学、水土保持学、生物学研究。

田育新，研究员；E-mail: 1549751927@qq.com。

S 718.5

A

1003 — 5710(2016)03 — 0016 — 09

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 03. 004

(文字编校：龚玉子)