不同林齡小黑楊、樟子松防風固沙林土壤含水率研究

夏志光，焦大志(遼寧省林業調查規劃院，遼寧 沈陽 110122)

森林土壤水分-物理特性研究是森林生態系統研究的一項重要內容。土壤水分是最活躍的因素,是聯系地表水和地下水的紐帶,是陸地植物賴以生存的源泉[1]。干旱條件下，水是影響環境變異的重要因子，土壤水分含量對植物生長是最大的限制因子，并影響到人工固沙植被的穩定性，進而影響到遏制沙漠化危害的可能性[2]。土壤水分是林木生長、發育的必要環境因子之一，同時也是生態系統中最活躍、最有影響的因素之一。土壤的質地、結構決定了土壤蓄水能力的強弱,進而也決定了土壤水分供給的有效性。此外，不論何種林分及土壤層次,其含水率的變化都與大氣降水密切相關[3]。

本文主要對不同林齡的小黑楊和樟子松防風固沙林土壤含水率進行了研究，從而為今后該地區防風固沙林的水分研究提供依據。

1 研究地概況

試驗地設在黑龍江省西部，松嫩平原腹地，大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣新店林場。該地區為溫帶大陸季風氣候，年平均氣溫9.6 ℃。春季干旱低溫；夏季受東南季風的影響，降水較多，且多為陣雨；秋季天氣晴朗，降水明顯減少，但仍多于春季；冬季在蒙古高壓控制下，降水量少，但是冰雪資源極其豐富。杜爾伯特蒙古族自治縣地處嫩江沙地，地帶性土壤為黑鈣土，由于受地勢、水文、氣候的影響，新生風沙土成為主要土類。

2 研究方法

根據試驗需要選擇13、21、25、28年生4個年齡段的小黑楊和24、29、43年生3個年齡段的樟子松防風固沙林，并在所研究人工林附近選擇多年撂荒地作為對照。樣地設置為20 m×20 m。土壤含水率用烘干法測定，取樣深度為0～100 cm，每10 cm為一層。此次試驗依據當地的具體情況，在當地降水10 d以后取樣，真實反映了當地林分該季節土壤的含水狀況。

3 結果與分析

3.1 小黑楊防風固沙林土壤含水率分析

由圖1可以看出：在0～40 cm土層，有林地各年齡段林分土壤含水率均高于該土層無林地土壤含水率，可見，林分樹冠及樹干層對雨水的截流、對地表的遮蔽、對地下水的蒸騰等作用以及對土壤結構、土壤微生物、有機物等的綜合作用有效地提高了該層土壤含水率；在0～20 cm土層，隨林齡的增加，土壤含水率表現為逐漸下降趨勢，在20～40 cm土層，則表現為逐漸下降后又顯著升高的趨勢，但13年、21年、25年林0～20 cm層土壤含水率均高于同齡林20～40 cm層土壤含水率，可見隨林分根系的不斷生長，林分對土壤含水率的影響逐漸向下發展；40～60 cm、60～80 cm、土層土壤含水率變化幅度較小，呈無規律性，且均低于同齡林40 cm以上土壤含水率，可見下層土壤含水率受地表枯落物覆蓋、地表植被吸收、林分蒸騰、地表雨水變化等作用的影響較小，主要表現為向上運送地下水和儲存地表水的調節作用。

圖1 小黑楊防風固沙林土壤含水率分析

3.2 樟子松防風固沙林土壤含水率分析

由圖2可以看出：各林分同層土壤含水率隨林齡增長均呈上升趨勢，但除0～20 cm土層各林分土壤含水率均高于無林地外，其余各林齡同層土壤含水率均低于無林地同層土壤含水率，可見樟子松防風固沙林對土壤含水率有降低的作用，其原因主要是由于樟子松林下植被較少，枯落物不易被分解，因而土壤中有機物含量較少，毛管孔隙度較低，土壤持水能力較差，同時樟子松防風固沙林的蒸騰作用吸收了土壤中大量的水分而引起；0～20 cm層土壤含水率明顯高于其他土層，主要由于該層積累的林分有機物較多，土壤的毛管孔隙較發達，從而增強了該層的土壤持水能力；各林分同層土壤含水率隨林齡增長均呈上升趨勢，這是由于隨林齡的增長土壤中的有機物積累逐漸增多，且通過根系生長對土壤的擠壓、穿插等作用增加了土壤的孔隙度，從而逐漸提高了土壤的持水能力。

圖2 樟子松防風固沙林土壤含水率分析

4 結論

小黑楊：在0～40 cm土層，各年齡段林分土壤含水率均高于該土層無林地土壤含水率。在0～20 cm土層，隨林齡的增加，土壤含水率表現為逐漸下降趨勢，在20～40 cm土層，則表現為逐漸下降后又顯著升高的趨勢，但13年、21年、25年林分0～20 cm層土壤含水率均高于同齡林20～40 cm層土壤含水率，40～60 cm、60～80 cm土層土壤含水率變化幅度較小，呈無規律性，且均低于同齡林40 cm以上土壤含水率。

樟子松：各林分同層土壤含水率隨林齡增長均呈上升趨勢，但除0～20 cm土層各林分土壤含水率均高于無林地外，其余各林齡同層土壤含水率均低于無林地同層土壤含水率，0～20 cm層土壤含水率明顯高于其他土層。

[1] 曾慶波,李意德,陳步峰,等.熱帶森林生態系統研究與管理[M].北京:中國林業出版社,1997:106-107

[2] 雷志棟,胡和平.土壤水研究講展與評述[J].水科學進展,1999,10(3): 311-318

[3] 李文華.西藏森林[M].北京:科學出版社,1985:3-12