大兴安岭低质林生态改造后枯落物水文效应变化

试验样地设置在大兴安岭地区翠峰林场174林班,对大兴安岭白桦低质林枯落物未分解层及半分解层蓄积量、自然持水率、最大持水率、最大持水量、有效拦蓄量5个指标进行连续4 a的观测,研究发现带状生态改造对枯落物的蓄积量、最大持水量、有效拦蓄量及自然持水率影响属于中度变异。对枯落物未分解层最大持水率属于高度变异,而对其半分解层最大持水率属于中度变异。带状生态改造对低质林枯落物的影响较为适中。林窗生态改造对枯落物的蓄积量、最大持水量影响属于高度变异,对自然持水量、有效拦蓄量的影响属于中度变异,对枯落物未分解层最大持水率影响属于高度变异,而对枯落物半分解层最大持水率影响属于中度变异。经过4 a带状及林窗生态改造后,生态改造带宽度6 m的样地,其枯落物蓄积量最大,水土保持能力最佳;生态改造带宽度14m的样地,枯落物有效拦蓄量最大,水源涵养功能最佳。

大兴安岭白桦低质林补植改造后枯落物水文效应变化

以大兴安岭地区新林林业局白桦低质林为研究对象,对白桦低质林进行不同密度的补植改造,采用灰色关联分析法和变异系数法建立综合评价体系,评价的指标为各补植样地的未分解层和半分解层枯落物自然持水率、最大持水率、最大持水量、总最大持水量、有效拦蓄量、总有效拦蓄量、蓄积量、总蓄积量。结果表明:不同密度补植样地的枯落物吸水速率随浸泡时间的增加呈幂指数关系下降,持水量随浸泡时间的增加呈对数函数上升,灰色关联值大小依次为:BZ_4(0.807)、BZ_5(0.666)、BZ_6(0.642)、BZ_3(0.548)、BZ_2(0.513)、BZ_1(0.480)、CK(0.421),说明补植密度为800株·hm^(-2)时,大兴安岭新林林业局白桦低质林的水源涵养能力最佳。

2022年冬奥会崇礼赛区针叶林枯落物及土壤水文效应

河北张家口崇礼区作为2022年冬奥会举办地,滑道的修建会对林区地表植被造成影响,准确评估林地枯落物层及土壤层水文效应,可为冬奥会场地建设对森林水文功能影响提供数据支撑。以崇礼区和平林场为研究地,选取当地主要的华北落叶松、油松和樟子松3种人工针叶纯林为研究对象,采用浸泡法和环刀法分别测定枯落物水文和土壤层水文效应。结果表明:1)枯落物总蓄积量最大为华北落叶松林(23.98 t/hm^(2));华北落叶松林和油松林半分解层的蓄积量大于未分解层,樟子松林则相反。2)枯落物最大持水量、有效拦蓄量和最大持水率均为华北落叶松林最大,分别为2.15 t/hm^(2)、1.72 t/hm^(2)、632.95%;枯落物持水量与持水时间呈对数关系,枯落物吸水速率与持水时间呈幂函数关系。3)土壤密度樟子松林最大(1.23 g/cm3),华北落叶松林最小(1.01 g/cm^(3));土壤总孔隙度华北落叶松林最大(62.22%),油松林最小(43.47%)。4)土壤入渗速率与时间呈明显的幂函数关系。5)林地总持水能力排序为:华北落叶松林(923.93 t/hm^(2))>樟子松林(744.38 t/hm^(2))>油松林(655.19 t/hm^(2)),土壤层的持水能力占99%以上。综合研究发现华北落叶松林涵养水源能力最优,油松林林涵养水源能力最差,土壤层在持水能力方面占据主导地位,研究结果可为评估冬奥会场地建设对针叶林林地水文功能影响提供参数估计和数据支持。

川中丘陵区人工柏木林不同间伐强度下枯落物层和土壤层的水文效应

适宜的林分结构有利于提高林分的生态经济功能。开展川中丘陵区柏木(Cupressus funebris)人工林的抚育间伐试验,比较不同间伐强度下枯落物层和土壤层的水文效应,探讨水土保持的最适间伐强度,为该区域的人工柏木林可持续经营、管理提供科学依据。2007年选取35~40年,郁闭度≥0.8,林下灌木盖度≤20%,草本盖度≤30%的人工柏木林,采用随机区组方法,设置4种间伐强度Ⅰ:10%~15%,Ⅱ:16~25%、Ⅲ:26~35%和对照CK(不间伐)。2019年实地取样分析,计算土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、最大吸持贮水量、饱和贮水量和枯落物蓄积量、自然含水率、最大持水量、最大持水率、最大拦蓄量、有效拦蓄量等水文效应指标以及枯落物持水、吸水动态过程模拟。(1)间伐后,枯落物蓄积量明显增加。间伐强度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ总枯落物蓄积量分别是CK的1.24倍、1.78倍和2.38倍。枯落物持水性能也明显增加,间伐强度Ⅲ的最大持水量和有效拦蓄量分别是CK的3.73倍和2.59倍。除间伐强度Ⅱ与CK差异不显著外(P>0.05),其余处理间差异显著(P<0.05)。(2)枯落物层持水量随浸泡时间的变化遵循对数函数W=a–b×ln(t+c),R^2>0.95,吸水量随浸泡时间的变化遵循幂函数V=mtn,R^2>0.80,拟合效果较好。(3)不同间伐强度下的土壤容重均明显低于CK。间伐强度Ⅲ土壤毛管孔隙度最大(35.30±2.60%),最小的是对照(28.19±1.29%)。0~30 cm土壤最大吸持水量在间伐强度Ⅲ为最大(105.90±2.60 mm),其次是Ⅱ(103.07±3.01 mm),最小的是CK(84.58±1.29 mm)。不同间伐强度的饱和贮水量均高于CK。间伐强度Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ土壤0~30 cm饱和贮水量分别是CK的1.09倍、1.21倍和1.27倍。综合土壤层和枯落物层的水文效应,间伐强度Ⅲ,即保留株数1700株·hm^−2~2100株·hm^−2为最适宜强度,3种间伐强度下的林分水文性能均优于CK,说明间伐对林地水文性能的提高具有积极作用。

京西水源保护林枯落物持水特性研究

森林枯落物在水源涵养、水土保持和拦蓄径流等方面具有重要作用,研究枯落物的持水特性对评价不同林分的水文效应具有重要意义。采用样地调查法和室内浸泡法,对涿鹿林场4种不同类型林分枯落物持水特性进行研究。结果表明:(1)枯落物蓄积量排序为油松林>华北落叶松林>山杨林>白桦林,半分解层大于未分解层。(2)枯落物持水量随时间增加而增加,但速率趋于渐缓;枯落物吸水速率随时间增加而减小,呈指数关系;枯落物最大持水量排序为华北落叶松>油松>山杨>白桦,有效拦蓄量排序为华北落叶松>油松>山杨>白桦,有效拦蓄率排序为华北落叶松>白桦>油松>山杨。华北落叶松林枯落物水文效应最好,其次是油松林。