哀牢山中山濕性常綠闊葉林四種優(yōu)勢樹種凋落物持水性能研究

(西南林業(yè)大學地理學院 云南 昆明 650224)

哀牢山中山濕性常綠闊葉林四種優(yōu)勢樹種凋落物持水性能研究

余麗麗鞏合德項蕭劉惠子朱冬

(西南林業(yè)大學地理學院云南昆明650224)

采用野外實地觀測與室內(nèi)浸提法，對哀牢山中山濕性常綠闊葉林4種優(yōu)勢樹種(木果柯、紅花木蓮、多花含笑、景東冬青)凋落物的持水量、持水率和吸水速率進行了研究。結果表明：4種優(yōu)勢樹種凋落物：紅花木蓮、木果柯、景東冬青和多花含笑最大持水量分別為36.21，38.24，42.13，24.96t/hm2；最大持水率分別為149.78%、148.98%、141.35%和169.34%，各林分凋落物的持水量和持水率都隨著浸泡時間的增加按照對數(shù)方程增加；吸水速率呈現(xiàn)率呈現(xiàn)多花含笑>木果柯≥紅花木蓮>景東冬青，且各林分的凋落物吸水速率隨浸泡時間的增長按冪函數(shù)方程下降。

哀牢山；凋落物；持水量；持水率；吸水速率

森林凋落物是指覆蓋在林地礦質(zhì)土壤表層上的新鮮、半分解的凋落物，它是森林植物地上部分各器官的枯死脫落物的總稱。是森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的一個重要組成部分。凋落物層疏松多孔，水分可以充滿孔隙并依靠表面張力維持在凋落物層中，具有較強的持水能力對地表徑流的影響。凋落物層的持水能力是凋落物層的含水量占自身干重的百分比。當含水量達到飽和時，稱最大持水量，森林凋落物層像一個蓄水庫，可以儲存攔蓄大量的降水其持水能力可以達到自身重量的3倍以上。凋落物層對降水有截留作用，并與歷時和降水有關。歷時隨降水特性而異，降水強度小，歷時較長，降水強度大，歷時較短。本文以云南哀牢山自然保護區(qū)的徐家壩地區(qū)的優(yōu)勢樹種為研究對象，研究森林凋落物層的持水能力，為準確評價其水源涵養(yǎng)、水土保持功能，制定森林經(jīng)營管理措施提供理論依據(jù)。

一、研究區(qū)域概況

研究地點位于云南哀牢山自然保護區(qū)核心區(qū)的徐家壩地區(qū)，約24。32N，，101。01E，。海拔2400-2600m。哀牢山脈走向與西南季風近呈直交，終年受西南季風的控制，山地垂直氣候帶明顯，從山麓的南亞熱帶到山頂?shù)闹袦貛АＵ緟^(qū)干季和雨季分明，年降水量 1931.1 mm，年平均溫度 11.0℃，年平均相對濕度為 83%，年日照時數(shù)為 1239h 。與我國東部地區(qū)比較，該地區(qū)具有高原山地的 “ 暖冬涼夏 ” 氣候特征。

以木果柯(Lithocarpus xylocarpus)為標志的哀牢山中山濕性常綠闊葉林是徐家壩地區(qū)分布面積最大、保存最好的原生植被。喬木層高20～25m，胸徑30～40cm，除木果柯外，還有相當數(shù)量的騰沖栲(Castanopsis wattii)、紅花木蓮(Manglietia insignis)、滇木荷(Schima noronhae)、景東冬青(Ilex gingtungensis)、多花含笑(Michelia florbund)等，林相完整，樹干密布苔蘚，林冠郁閉。

二、研究方法

(一)取樣方法。取樣時間為2017年5-7月上旬，實驗地點選在云南哀牢山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站。在實地調(diào)查的基礎上，在研究區(qū)內(nèi)針對優(yōu)勢樹種集中的地塊臨時標準地共11塊，其中木果柯3塊、紅花木蓮3塊、多花含笑3塊、景東冬青2塊。在每塊標準地四角及中心位置，布設3m×3m的小樣方5個然后一次性收集小樣方內(nèi)的全部凋落物，帶回實驗室取部分烘干(80℃)至恒質(zhì)量，由此可計算凋落物單位面積的儲量自然含水率。

(二)凋落物持水性測定。在烘干至恒重的各樣方凋落物中分別取部分凋落物稱重，然后裝入網(wǎng)袋后分別浸入水中0.5，1,1.52,4,6,8,1.0，24h后，撈起并靜置5min至凋落物不滴水時稱重，每個植被類型重復3次，取平均值，以研究其吸水速度及吸水過程。用下列公式計算凋落物持水量、凋落物持水率、凋落物吸水速率[3]。

凋落物持水量(t/hm2)=〔凋落物濕重(kg/m2)-凋落物干重(kg/m2)〕×10

凋落物持水率(%)=(凋落物持水量/凋落物干質(zhì)量)×100凋落物吸水速率〔g/(kg.h)〕=凋落物持水量(g/kg)/吸水時間(h)

凋落物吸水速率〔g/(kg.h)〕=凋落物持水量(g/kg)/吸水時間(h)

當?shù)蚵湮锖窟_到飽和時稱最大持水量。一般情況下，凋落物浸水24h后的持水量可視為該凋落物的最大持水量，此時的持水率稱為最大持水率。

三、結果與分析

(一)凋落物持水量。凋落物持水量有隨時間不斷增長的趨勢。在浸泡4h后，其持水量開始緩慢增長，浸泡8h后，其持水量隨浸泡時間的變化幅度很小，說明此時凋落物的持水量已基本達飽和。4種林分的最大持水量排序為：景東冬青(42.13t/hm2)>木果柯(38.24t/hm2)>紅花木蓮(36.21)>多花含笑(24.96t/hm2)

(二)凋落物持水率。凋落物的持水能力可通過其持水率來反映。該比值越大，凋落物的持水能力就越強。研究區(qū)不同林分的凋落物在浸泡1.5h后的持水率大小依次為：多花含笑>木果柯>紅花木蓮>景東冬青，浸泡浸泡4h后，凋落物持水率的增幅開始變小，浸泡8h左右時，凋落物持水率趨于飽和，其最大持水率依次為：多花含笑(169.34%)>紅花木蓮(149.78%)>木果柯(148.98%)>景東冬青(141.35%)。多花含笑的凋落物顯示了較強的持水能力。

(三)凋落物吸水速率。凋落物吸水速率是衡量凋落物截留降水的一個指標。森林凋落物的吸水速率與持水能力緊密相關。吸水速率越大，林內(nèi)降水涵蓄的速度就越快，從而可以更好地減少地表徑流的[12]。研究區(qū)各林分凋落物在剛浸入水中時的吸水速率均較高，0.5h后凋落物的吸水速率均明顯降低，此后，隨著時間的推移，吸水速率緩慢變小，8h后吸水基本停止，表明此時的凋落物吸水趨于飽和。雖然研究區(qū)不同林分凋落物吸水速率過程線的整體變化趨勢基本一致，但不同林分的吸水速率過程線間還是有所偏離。在剛浸入水中時，研究區(qū)木果柯、多花含笑、紅花木蓮和景東冬青凋落物的吸水速率(即最大吸水速率)分別為2013.61，2460.72，1956.21，1844.67g/(kg.h)。浸泡12h后，各林地半分解層凋落物的吸水速率(即飽和吸水速率)分別為58.31，72.64，59.57，57.39g/(kg.h)

四、結論

研究區(qū)不同林分的凋落物在浸泡不同時間后，其持水量大小依次為景東冬青>木果柯>紅花木蓮>多花含笑；凋落物的最大持水率大小依次為：多花含笑>紅花木蓮>木果柯>景東冬青；浸泡不同時間段后的吸水速率依次為：多花含笑>木果柯≥紅花木蓮>景東冬青，說明研究區(qū)4種林分中油松山楊林的凋落物的持水能力較強。這個結果表明凋落物層最大持水量與林分類型、組成結構和儲量有關。研究區(qū)4種林分的凋落物持水量和持水率與浸泡時間皆呈對數(shù)關系，而吸水速率與浸泡時間則呈冪函數(shù)關系，這種變化趨勢與森林類型無關。該結論與任向榮[1]、李倩茹[1]、趙曉春等的研究結果一致。

[1]吳征鎰.1987.云南哀勞山森林生態(tài)系統(tǒng)研究[M].昆明：云南科技出版社

[2]趙曉春、劉建軍,等.賀蘭山4種典型森林類型凋落物持水性能研究，響[J].水土保持學報，2011,18(02):107-111

[3]何亞平，費世民，蔣俊明,等.四川長寧竹林凋落物的蓄水功能研究[J].北京林業(yè)大學學報，2006，26(5)：35-40.

國家自然科學基金：氣候變暖對哀牢山常綠闊葉林根際土壤碳過程的影響研究(2016.1-2019.12)。

余麗麗(1992-),女，漢族，云南騰沖人，西南林業(yè)大學在讀研究生，研究方向自然地理學；鞏合德(1978.8-)，男，漢族，山東莘縣人，博士后，副教授，碩士研究生導師，西南林業(yè)大學地理學院副院長，研究方向森林生態(tài)學、森林旅游。

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