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(yè)學(xué)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(tài)系統(tǒng)內(nèi),由地上植物組分產(chǎn)生并歸還到地表面,作為分解者的物質(zhì)和能量來源,借以維持生態(tài)系統(tǒng)功能的所有有機(jī)質(zhì)的總稱。它包括林內(nèi)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(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分,是林地地表的一個重要保護(hù)層和覆蓋層,它對森林土壤的水熱狀況和森林水文生態(tài)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(tài)系統(tǒng)水文作用的一個重要內(nèi)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(jìn)行了研究,這對評價該地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的水土保持功能具有重要意義,并為生態(tài)公益林的科學(xué)經(jīng)營提供理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

寬余林場位于訥河市東北部,場址距市區(qū)50 km,隸屬于齊齊哈爾市林業(yè)局。地理坐標(biāo)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(nóng)管局榮軍農(nóng)場、嫩江縣伊拉哈鎮(zhèn)接壤,行政區(qū)域?qū)僭G河市境內(nèi)。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(yè)區(qū)內(nèi)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(fēng)區(qū),屬溫帶大陸性季風(fēng)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(fā)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(shè)置和調(diào)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(dāng)中設(shè)立1 hm2大小的枯落物未被破壞的區(qū)域作為標(biāo)準(zhǔn)地,在每個標(biāo)準(zhǔn)地當(dāng)中設(shè)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(nèi)的枯落物的厚度,然后區(qū)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(nèi)試驗用。然后,在試驗室內(nèi)測定枯落物儲量,同時進(jìn)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(zhì)量,通過標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)小樣方的枯落物質(zhì)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(nèi)的枯落物放在天平上稱其濕質(zhì)量g1,然后,將其放于80℃的烘箱中烘干至恒質(zhì)量后立即稱質(zhì)量,得到其干質(zhì)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(jié)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(huán)境、干擾狀況、樹木生物學(xué)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(lián)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(xiàn)存量

從圖1可以看出,樟子松、落葉松、小黑楊林分內(nèi)枯落物的現(xiàn)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(xiàn)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(xì)小,分解速度較大有關(guān)。

枯落物的持水量與枯落物的組成成分和林下微環(huán)境有關(guān),同枯落物的分解狀況和發(fā)育狀況也有一定關(guān)系。從圖2可以看出,不同林分枯落物的持水量與枯落物現(xiàn)存量密切相關(guān),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(yuǎn)遠(yuǎn)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(guī)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(guān)。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(jié)論

4.1 在黑龍江省西部3種主要人工林分中,枯落物的現(xiàn)存量有一定的差異,落葉松林的枯落物現(xiàn)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。

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