不同林分枯枝落葉物持水能力比較

趙春明,陳欽華

(黑龍江省齊齊哈爾林業學校,黑龍江 齊齊哈爾161006)

森林枯落物(有時也稱凋落物)是指在生態系統內,由地上植物組分產生并歸還到地表面,作為分解者的物質和能量來源,借以維持生態系統功能的所有有機質的總稱。它包括林內喬木和灌木的枯葉、枯枝、樹皮及繁殖器官、動物糞便及其殘體,以及林下枯死的草本植物及枯死植物的根。枯落物層是森林生態系統中重要的組成部分,是林地地表的一個重要保護層和覆蓋層,它對森林土壤的水熱狀況和森林水文生態特性有重要的影響。因此,研究枯落物的蓄水保墑能力就成為研究森林生態系統水文作用的一個重要內容。本文對黑龍江省西部的樟子松林、落葉松、小黑楊人工林分的枯落物層的持水特性進行了研究,這對評價該地區森林生態系統的水土保持功能具有重要意義,并為生態公益林的科學經營提供理論指導。

1 研究區概況

寬余林場位于訥河市東北部,場址距市區50 km,隸屬于齊齊哈爾市林業局。地理坐標為125°11′08″—125°26′29″E,48°37′00″—48°46′21″N。林場東與訥河市國慶林場相鄰,北與九三農管局榮軍農場、嫩江縣伊拉哈鎮接壤,行政區域屬訥河市境內。林場地處小興安嶺向平原過渡地帶,地形以丘陵地貌為主,施業區內坡度較緩,平均坡度5°～10°,地勢北高南低,平均海拔350 m左右。林場地處東亞季風區,屬溫帶大陸性季風氣候,冬季漫長寒冷而干燥,夏季短促,早春少雨干旱,秋季降溫迅速,常有凍害發生。初霜9月中旬,終霜5月中旬。年平均溫度0.7℃,極端最高氣溫35℃,最低氣溫-37℃,年積溫2 100℃。年降水量450 mm,無霜期118 d左右。

2 研究方法

2.1 樣地設置和調查

在寬余林場選擇3塊林齡、郁閉度及立地條件基本相同的樟子松、落葉松、小黑楊林分,同時在這3個林分當中設立1 hm2大小的枯落物未被破壞的區域作為標準地,在每個標準地當中設置4塊有代表性的樣方,面積為1.0 m×1.0 m。

2.2 枯落物量、持水量及持水率測定方法

先測量每塊小樣方內的枯落物的厚度,然后區分全分解、半分解、未分解層,分別收集各層枯落物,裝入不同塑料袋中以備室內試驗用。然后,在試驗室內測定枯落物儲量,同時進行浸水試驗。枯落物儲量是指在80℃恒溫條件下枯落物的恒質量,通過標準地內小樣方的枯落物質量,可以計算出單位面積的枯落量。枯落物持水量和持水率的測定,將塑料袋內的枯落物放在天平上稱其濕質量g1,然后,將其放于80℃的烘箱中烘干至恒質量后立即稱質量,得到其干質量g2,求出枯落物的持水量R=g1-g2,持水率P=(g1-g2)/g2×100% 。

3 研究結果與分析

3.1 不同林下枯落物量及持水量分析

林下枯落物量受多種因素的影響,如林齡、樹種組成、微氣候環境、干擾狀況、樹木生物學特性、枯落物的分解速度等。各枯落物層的形成與林分的健康狀況有直接的聯系,健康的林分枯落物量較大,并加速枯落物的分解速度。

圖1 不同林分枯落物現存量

從圖1可以看出,樟子松、落葉松、小黑楊林分內枯落物的現存量有一定的差異,落葉松林分的枯落物儲量最大,其次是小黑楊林,樟子松林的最小。分析3種林分枯落物中的未分解層、半分解層現存量可知,相同林分下,未分解層所占的比例較小,在18.0% ～30.0% ,半分解層占的比例較大。小黑楊枯落物的半分解層儲量比重最大,而落葉松的半分解層儲量比重最小,這與落葉松針葉細小,分解速度較大有關。

枯落物的持水量與枯落物的組成成分和林下微環境有關,同枯落物的分解狀況和發育狀況也有一定關系。從圖2可以看出,不同林分枯落物的持水量與枯落物現存量密切相關,落葉松林的枯落物持水量最大,其次是小黑楊林,樟子松林的最小。半分解層的持水量遠遠大于未分解層,是未分解層的3～5倍。

圖2 不同林分枯落物持水量

3.2 不同林分枯落物持水率分析

圖3 不同林分枯落物持水率

由圖3可看出:不同林分枯落物的總的持水率與枯落物儲量和持水量規律相同;而同一林分不同枯落物層次的持水率卻有較大差異,樟子松林和小黑楊林的半分解層持水率較大,未分解層的持水率較小,落葉松林的未分解層的持水率較大,半分解層持水率較小,這與落葉松林枯落物的分解速度較快有關。比較樟子松、落葉松、小黑楊林分未分解層的持水率,可以看出從大到小順序是落葉松林、小黑楊林、樟子松林。3種林分枯落物半分解層的持水率從大到小順序是小黑楊林、落葉松林、樟子松林。

4 結論

4.1 在黑龍江省西部3種主要人工林分中,枯落物的現存量有一定的差異,落葉松林的枯落物現存量最大,其次是小黑楊林,樟子松林的儲量最小。

4.2 3 種林分枯落物未分解層的持水率從大到小的順序是落葉松林分、小黑楊林、樟子松林,其持水量從大到小的順序是小黑楊林、落葉松林、樟子松林;3種林分枯落物半分解層的持水率小黑楊林分最大,其次是落葉松林,而持水量落葉松林分最大,小黑楊林次之,樟子松林的最小。

4.3 在黑龍江省西部3種主要人工林林下枯落物中,持水能力最大的時落葉松林林分,其次是小黑楊林林分,樟子松林分的最小。

參考文獻:

[1]程金花,張洪江,史玉虎,等.三峽庫區三種林下枯落物儲水特性[J].應用生態學報,2003,14(11)

[2]余新曉,張志強,陳麗華,等.森林生態水文[M].北京:中國林業出版社,2004

[3]王鳳友.森林凋落量研究綜述[J].生態學進展,1989,6(2):82-89

[4]林波,劉慶,吳彥,等.森林凋落物研究進展[J].生態學雜志,2004,23(1):60-64