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泰山主要林分水源涵养能力分析.docx

花匠小妙招
2025-05-23 08:34

泰山主要林分水源涵养能力分析生态环境恶化和土壤侵蚀的加剧导致森林改善和水土流失的增加。目前, 对森林水源涵养功能的研究已经逐步在森林水文学的基础上形成相对完善的理论体系和方法。森林是陆地生态系统的主体, 森林的水源涵养功能主要包括林冠截留、林地枯落物吸持水、林地土壤水分下渗与贮水、调节洪峰等几个方面。泰山是著名的世界自然文化遗产, 森林作为重要的组成部分, 它的水源涵养功能对美化和改善环境有着极其重要的生态价值和经济价值。本文通过对泰山9种典型林分类型的林冠截留性能、枯落物持水性能和土壤下渗及贮水性能的分析, 综合评价各林分类型水源涵养性能, 为整个地区森林功能的评价和优化, 以及造林树种和林分类型的选择提供科学参考。 1 研究领域和方法 1.1 苏集明显风速蒸散量m 研究地点选在具有泰山代表性林分类型的泰山罗汉崖林场。该林场位于泰山罗汉崖, 海拔高度400～700 m总面积127.6 hm2, 其中有林地125.9 hm2, 占总面积的98.67%, 无林地面积1.7 hm2。岩石为花岗片麻岩, 土壤为粗骨棕壤, 位于山坡中部, 土层厚30～40 cm, 坡度15～25°;属半湿润大陆性季风气候, 多年平均气温12.1 ℃, 极端最低气温-28 ℃, 极端最高气温40.3 ℃, 多年平均降水量690.3 mm, 多年平均蒸散量为414.18 mm, 径流系数为0.1;≥10 ℃积温4 300 ℃, 无霜期198 d。树种以麻栎 (Quercus acutissimaCarruth.) 为主, 其次是为油松 (Pinus tabulaeformsCarr.) 、赤松 (Pinus densifloraSieb. et Zucc.) 、侧柏 (Platycladus orientalisLinn.) 、刺槐 (Robinia pseudoacaciaLinn.) 、黄连木 (Pistacia chinensisBunge.) 、五角枫 (Acer monoMaxim.) 、栓皮栎 (Quercus variabilisBlume.) 、黑松 (Pinus thunbergiiParl.) 等。 1.2 常规林业调查及持水量测定根据整个地区林分类型的比重, 选取具有代表性的9个不同的林分类型设置标准地, 大小20 m×20 m。9个标准地包括7个纯林标准地五角枫、侧柏、50 a麻栎、15 a麻栎、黄连木、黑松、刺槐, 2个混交林标准地麻栎×黑松林、黄连木×刺槐林。对9个标准地进行常规的林业调查 (见表1) , 并在每个林分中选出3株标准木。在罗汉崖林场的空地上布设WatchDog 400自计雨量计测定林外降雨量, 每个标准地内布设10个雨量筒测定林内降雨量。在7个标准地中标准木的1.2 m处用防水材料将树干包裹扎紧, 然后用软管将截留的树干径流导入承接桶中, 测定树干径流。在每个林分中采用对角线的方法均匀布设3个50 cm×50 cm的样方, 收集枯枝落叶, 并进行分类, 根据枯枝落叶的分解状况分为3层:未分解层A0, 半分解层A01, 已分解层A02。采用进水法测定其在不同浸水时间的持水量与持水率, 计算持水量和有效持水量。采用环刀分层法取样测定土壤贮水能力, 采用渗透筒法测定土壤的渗透性能。 3 结果与分析 3.1 林分密度和干物质林冠层的截留量为林外降雨量与林内降雨量和树干径流量的差值。林内降雨量, 是林地土壤水分的主要来源, 它受降雨量、降雨强度、降雨历时、林分类型、密度等多种因素影响。通过对林内降雨数据的分析, 发现林内降雨量与林外降雨量之间有着很好的线性关系, 这与学者们的研究结果相一致, 对每个林分进行线性拟合, 得出方程见表2 (y代表林内降雨量, x代表林外降雨量) 。同时对林冠截留量与林外降雨量进行线性拟合, 拟合结果见表2 (y代表林冠截留量, x代表林外降雨量) , 可以得出林冠截留量与林外降雨量之间呈较好的对数关系, 但是拟合程度与林内降雨量和林外降雨量的拟合程度相比较要差一些。由表2中各林分的林冠截留率可以看出, 9个林分截留能力从大到小的顺序是:五角枫、麻栎×黑松、15 a麻栎、刺槐、50 a麻栎、黄连木、黄连木×刺槐、侧柏、黑松。在林冠截留量的方程拟合方面, 针叶林的拟合程度不如阔叶林。从各林分的最大贮水量从大到小依次是:五角枫、麻栎、黑松、15 a麻栎、刺槐、黄连木、侧柏、黄连木×刺槐、50 a麻栎、黑松。树干径流作用不仅能够减少雨滴对地面的击溅侵蚀, 而且能够将树干上的大量养分淋洗下来, 被树干基部的根系吸收, 对林木的生长有较大的影响。由于树干径流量较小, 因此将多次树干径流数据相加进行各个林分之间的比较。由图1可以看出各个林分树干径流量从大到小依次是:15 a麻栎、50