降雨过程中不同密度枯落物对各土层含水率动态影响

【目的】以晋西黄土区典型油松林及刺槐林为研究对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,以期为该区建设水源涵养林及水土保持林提供一定的借鉴依据。【方法】分别选取对应林分3种密度枯落物后进行野外人工降雨,并对其覆盖下0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm、100～120 cm 6个土层含水量实时监测。【结果】(1)在同一雨量级别下,当枯落物覆盖密度增加时,其在降雨过程中的截留量以及枯落物最终达到饱和截留量的时间也随之增加;此外,随着降雨试验的进行,截留率随之减小,且其随枯落物的密度增加而升高。(2)降雨过程中,随着枯落物密度的增加,两种林地上层土壤(0～60 cm)的含水率均呈现逐渐减小的趋势;其中0～20 cm土层含水率对降雨的响应最为直接和迅速,而20～40 cm与40～60 cm土层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,较深层(60～120 cm土层)土壤含水率对降雨过程几乎无响应过程。(3)降雨结束后,各深度土层的含水率均表现出随时间的持续缓慢减小;降雨结束24 h内,裸地及各密度枯落物覆盖下的土壤含水量最高均出现在0～20 cm层;当入渗48 h后,裸地土壤含水量最高则出现在20～40 cm土层,但是对于有枯落物覆盖的土壤,0～20 cm土层含水率在降雨结束48 h内始终最高,并且随着密度的增加其随时间延续而减小的幅度越小。【结论】截留量、截留率与降雨历时(降雨量)均符合幂函数关系(R2>0.9);在降雨前后及过程中,不同密度枯落物对其覆盖下的土壤含水率有较大影响;不同深度土层含水率对降雨响应差异显著。

次降雨条件下枯落物和土壤持水特性及其影响因素

为明确森林枯落物层与土壤层的持水特性,将不同密度(0、300、600、900 g·m^(-2))油松枯落物覆盖于北方典型的黄土性褐土、石灰性褐土表面,通过人工模拟降雨试验,观测各坡位枯落物和土壤含水量随时间的变化规律,分析降雨结束后枯落物和土壤含水量的变化过程及影响因素。结果表明:油松枯落物含水量随降雨结束后历时的增加而大幅下降,各密度枯落物处理下枯落物含水量变化在22.9%~71.0%,其下降速率与时间呈递减的指数函数关系;枯落物含水量仅受枯落物密度影响,密度越大,枯落物含水量下降速率越大。土壤含水量随降雨结束后历时的增加呈波动下降趋势,其变化在1.5%~8.5%;土壤持水性受枯落物密度、土壤类型和坡位的共同影响,枯落物能有效减缓土壤水分的波动,枯落物密度越大,土壤含水量的变异系数越小,枯落物对土壤水分波动的减缓作用越大,土壤持水性能越好;黄土性褐土的持水能力显著高于石灰性褐土;坡下土壤的持水能力显著高于坡上和坡中,而坡上与坡中的差异不显著。