全 文 ：第２８卷第１期
２０１４年２月
水土保持学报
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．，２０１４
　
　　收稿日期：２０１３－０９－０６
　　基金项目：甘肃省科技支撑计划项目（０９０ＮＫＣＫ１１９）
　　作者简介：陈国鹏（１９８６－），男，硕士，助理工程师，主要从事生态系统监测和水土保持研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｇｐ１９８６＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ
　　通讯作者：郭星（１９７３－），男，本科，高级工程师，主要从事植被恢复研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｓｌｎｗｄｄｊ＠１６３．ｃｏｍ
白龙江干旱河谷岩生植物持水性能
陈国鹏，曹秀文，王会儒，郭 星，王 飞，黄旭东
（甘肃省白龙江林业管理局林业科学研究所，甘肃 武都７４６０１０）
摘要：以白龙江干旱河谷３类典型岩生植物为对象，采用野外实地观测和室内浸水法，研究其持水性能。
结果表明：岩生植物吸水速率（ＷＡ）随浸泡时间（ｔ）增加按方程ＷＡ＝ａｔｂ 的趋势下降，持水率（ＷＲ）随浸泡时
间（ｔ）延长而极显著地先快速增加后增加不明显（ＷＲ＝ａｌｎ　ｔ＋ｂ），在相同浸泡时间后，苔藓（Ｂｒｙｏｐｈｙｔａ
ｓｐｐ．）的吸水速率和持水率均大于卷柏（Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ　ｔａｍａｒｉｓｃｉｎａ）和瓦松（Ｏｒｏｓｔａｃｈｙｓ　ｆｉｍｂｒｉａｔｕｓ）。岩生植
物种类对其储量、最大持水率、有效拦截量有极显著影响，瓦松储量最高（达０．９１ｔ／ｈｍ２），卷柏次之（０．７２
ｔ／ｈｍ２），苔藓储量最低（仅０．２８ｔ／ｈｍ２）；从吸水性能来看，最大持水率的顺序是苔藓（４７５．７５％）＞卷柏
（２４２．１３％）＞瓦松（１２６．５７％）；卷柏的有效拦截量最高，可达０．７２ｔ／ｈｍ２，苔藓和瓦松分别为０．６０和０．１３
ｔ／ｈｍ２。就增加白龙江干旱河谷水源涵养能力而言，卷柏优于瓦松和苔藓。
关键词：白龙江；干旱河谷；岩生植物；持水能力
中图分类号：Ｓ７１５．３　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００９－２２４２（２０１４）０１－０１０２－０４
Ｗａｔｅｒ　Ｈｏｌｄｉｎｇ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｐｌａｎｔ　Ｓｐｅｃｉｅｓ　ｉｎ　Ｄｒｙ　Ｖａｌｅｙ　ａｔ
ｔｈｅ　Ｂａｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｒｉｖｅｒ　ｏｆ　Ｇａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
ＣＨＥＮ　Ｇｕｏ－ｐｅｎｇ，ＣＡＯ　Ｘｉｕ－ｗｅｎ，ＷＡＮＧ　Ｈｕｉ－ｒｕ，ＧＵＯ　Ｘｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｆｅｉ，ＨＵＡＮＧ　Ｘｕ－ｄｏｎｇ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂａｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｗｕｄｕ，Ｇａｎｓｕ７４６０１０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ｆｉｅｌｄ　ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ，ｗａｔｅｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｐｌａｎｔ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｒｙ　ｖａｌｅｙ
ｏｆ　Ｂａｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ：（１）Ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｐｌａｎｔ
ｓｐｅｃｉｅｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃａｌｙ（ＷＡ＝ａｔｂ）ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ｉｍｍｅｒｓｅｄ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｔｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ
ｗｅｒｅ　ｓｉｍｉｌａｒ，ｈｏｗｅｖｅｒ　ｌｏｗｅｒ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　Ｂｒｙｏｐｈｙｔａ　ｓｐｐ．；ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｔｅｓ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ
ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ＷＲ＝ａｌｎ　ｔ＋ｂ　ｗｉｔｈ　ｉｍｍｅｒｓｅｄ　ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ
Ｂｒｙｏｐｈｙｔａｓｐｐ．ｗｅｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ　ｔａｍａｒｉｓｃｉｎａ　ａｎｄ　Ｏｒｏｓｔａｃｈｙｓ　ｆｉｍｂｒｉａｔｕｓ．（２）Ｔｈｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｏｆ
Ｂｒｙｏｐｈｙｔａ　ｓｐｐ．ｗａｓ　０．２８ｔ／ｈｍ２，ｔｈｅ　ｍａｘｉｍａｌ　ｗａｔｅｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｗａｓ　４４７．７５％，ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗａｔｅｒ
ｒｅｔａｉｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｗａｓ　０．６０ｔ／ｈｍ２，ｆｏｒ　Ｏｒｏｓｔａｃｈｙｓ　ｆｉｍｂｒｉａｔｕｓ，ｉｔ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｓｔｏｒａｇｅ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　０．９１
ｔ／ｈｍ２，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｓｔ　ｍａｘｉｍａｌ　ｗａｔｅｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｗａｓ　１２６．５７％，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｔａｉｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ
ｗａｓ　０．１３ｔ／ｈｍ２，ｆｏｒ　Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ　ｔａｍａｒｉｓｃｉｎａ，ｉｔ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｔａｉｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ
０．７２ｔ／ｈｍ２，ａｎｄ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｉｎ　ｄｒｙ　ｖａｌｅｙ　ｏｆ　Ｂａｉｌｏｎｇｊｉｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｆｏｒ　ｗａｔｅｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｂａｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　ｒｉｖｅｒ；ｄｒｙ　ｖａｌｅｙ；ｒｏｃｋ　ｐｌａｎｔ　ｓｐｅｃｉｅｓ；ｗａｔｅｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ
地处青藏高原东北边缘、长江支流嘉陵江上游的白龙江流域是秦巴山地重要的水源涵养区，在长江上游水
土保持及水源涵养等方面发挥着不可替代的作用，是长江流域生态屏障的关键区之一［１］；受特殊地形地貌的影
响，白龙江流域也是我国四大滑坡、泥石流活跃区之一［２］，生态地位十分显著。在白龙江中下游地段的高山峡
谷区，由于坡陡谷深、降水量偏少、峡谷地貌对太阳辐射的反复折射和地面强烈辐射造成的增温作用及焚风效
应，外加樵采、垦殖等人为干扰的影响，形成了植被稀疏残败、土地石漠化及岩漠化的干旱河谷景象［３］。白龙江
干旱河谷是长江水系北部的生态脆弱区和敏感区，也是白龙江流域泥石流和滑坡等地质灾害的高发区，水土流
失严重，２０１０年舟曲特大山洪泥石流造成了巨大的生命财产损失［２］，当前却鲜见白龙江干旱河谷水源涵养、水
土保持的研究报道。了解在地质灾害多发、人类干扰频繁双重压力下，白龙江干旱河谷区域植被水源涵养功能
现状、潜力及探索提高水源涵养、水土保持能力的技术途径已是当务之急，也是指导“两江一水”综合治理深入
DOI:10.13870/j.cnki.stbcxb.2014.01.047
开展的现实所需。
苔藓植物的持水性能已被许多研究证实，并成为当前森林水文研究的重要部分［４－６］，在植被稀疏的干旱河
谷，岩石缝隙间及岩石上，或覆于岩石表面的薄层土壤上生长着苔藓等岩生植物［７］，具有促进成土、减缓地表径
流、涵养水源、保持水土和防止土壤冲刷等作用［８］，研究岩生植物的持水性能已成为全面了解和恢复极端恶劣
环境中（干旱河谷、石质荒漠等）生态系统功能不可或缺的基础工作。因此，本文通过白龙江干旱河谷典型岩生
植物的持水性能研究，旨在为掌握区域水源涵养能力、揭示干旱河谷生态恢复过程的动态规律、探索提高涵养
功能途径和促进绿色“ＧＤＰ”核算积累基础数据。
１　试验地概况
试验区位于甘肃省甘南州舟曲县，地处白龙江河谷中游，介于东经１０３°５１′３０″－１０４°４５′３０″，北纬３３°１３′－
３４°１′，海拔１　１７３～４　５０４ｍ。大地构造上属南秦岭复合褶皱带，地势险峻，地形复杂，沟壑纵横，坡度一般大于
３５°，局部７５°以上，是典型的高山峡谷区，气候垂直变化十分显著，土壤类型以山地褐土为主。该区属温暖带气
候，光热资源丰富，年平均气温１３．１℃，≥１０℃年平均积温３　８４６．１℃，多年平均日照时间１　７６６．３ｈ，多年平
均湿度５０％，日照率３６％，年均无霜期２２３ｄ，年太阳总辐射量７　３８３Ｊ／ｃｍ２。干旱河谷气候明显，气候炎热少
雨且干燥度极大，多年平均降水量为４３５．８ｍｍ，多年平均蒸发量１　９７２．５ｍｍ，为年均降水量的４．５倍，旱季雨
季两极化，６－９月份降水量占全年降水量的７５．８％。
２　研究方法
２０１３年７月，在白龙江支流拱坝河河谷地段布设样地开展植被群落调查，调查过程中采集着生于岩石表
面的苔藓（Ｂｒｙｏｐｈｙｔａｓｐｐ．）、瓦松（Ｏｒｏｓｔａｃｈｙｓ　ｆｉｍｂｒｉａｔｕｓ（Ｔｕｒｃｚ．）Ｂｅｒｇｅｒ）和卷柏（Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ　ｔａｍａｒｉｓｃｉｎａ
（Ｐ．Ｂｅａｕｖ．））三类典型岩生植物，现场称量鲜重后带回实验室，同步记录样地状况等相关信息。将样品置于烘
箱内（８０℃）烘干至恒重，称重后装入尼龙袋网浸入清水中，按０．５，１．０，１．５，２．０，３．０，４．０，６．０，８．０，１０．０，
１２．０，２４．０ｈ的时间间隔测定样品持水后的质量，３次重复。
通过测定饱和吸水后岩生植物的质量，结合之前测定的岩生植物自然状态质量及烘干质量等指标，可推算
出岩生植物的自然含水量、自然含水率、最大持水量、最大持水率、最大拦截率、最大拦截量、有效拦截率、有效
拦截量等指标。主要计算公式［９－１０］分别为：
Ｗ０＝Ｍ０－Ｍｄ；　Ｒ０＝（Ｍ０－Ｍｄ）／Ｍｄ×１００％；　Ｗｈ　ｍａｘ＝Ｍ２４－Ｍｄ；　Ｒｈ　ｍａｘ＝（Ｍ２４－Ｍｄ）／Ｍｄ×１００％；
Ｒｓ　ｍａｘ＝Ｒｈ　ｍａｘ－Ｒ０；　Ｗｓｖ＝（０．８５Ｒｈ　ｍａｘ－Ｒ０）Ｍｄ
式中：Ｗ０ 为岩生植物自然含水量；Ｗｈ　ｍａｘ为岩生植物最大持水量；Ｗｓｖ为岩生植物有效拦截量（ｔ／ｈｍ２）；Ｍ０ 为岩
生植物自然状态下的储量（鲜储量）；Ｍｄ 为岩生植物单位面积储量（干储量）；Ｍ２４为岩生植物吸水饱和单位质
量（ｔ／ｈｍ２）；Ｒ０，Ｒｈ　ｍａｘ，Ｒｓ　ｍａｘ分别为岩生植物自然含水率、最大持水率和最大拦截率（％）；０．８５为有效拦截
系数。
使用Ｅｘｃｅｌ　２００７软件整理试验原始数据、做图并进行持水率和吸水速率与浸水时间的回归方程拟合。
表１　岩生植物储量及自然含水量
岩生
植物
鲜储量／
（ｔ·ｈｍ－２）
干储量／
（ｔ·ｈｍ－２）
自然含水量／
（ｔ·ｈｍ－２）
自然含
水率／％
苔藓 ０．７５±０．１５　０．２８±０．０６　０．４７±０．０９　１６５．０３±３．９８
卷柏 １．５１±０．４１　０．７２±０．１８　０．７９±０．２３　１０８．７７±６．１８
瓦松 １．７６±０．２９　０．９１±０．１４　０．８５±０．１７　９２．３３±１１．７２
图１　岩生植物吸水速率随浸水时间的变化
３　结果与分析
３．１　岩生植物的储量与自然含水量
从调查统计结果（表１）来看，三类岩生植物的储量
和自然含水量有较大差别。瓦松的鲜储量最高，达
１．７６ｔ／ｈｍ２；卷柏次之（１．５１ｔ／ｈｍ２）；苔藓最小，仅为
０．７５ｔ／ｈｍ２，不及卷柏鲜储量的１／２。岩生植物干储量
和自然含水量也呈现相似顺序，苔藓干储量仅是卷柏
的３９％，瓦松的 ３１％。从自然含水率来看，苔藓
（１６５．０３％）＞卷柏（１０８．７７％）＞瓦松（９２．３３％）。
３．２　岩生植物的持水动态
３．２．１　岩生植物吸水速率动态　三类岩生植物吸水
速率随时间变化趋势一致，随浸泡时间的增加吸水速
率降低（图１），在各浸泡时间段苔藓的吸水速率大于卷
柏和瓦松。在浸泡初期（０．５ｈ）吸水速率都较高，苔藓
３０１第１期 　　　 　　陈国鹏等：白龙江干旱河谷岩生植物持水性能
表２　岩生植物持水率、吸水速率与时间的关系
项目 岩生植物 拟合方程 Ｒ２
苔藓 ＷＡ＝３８７４ｔ－０．８９８４　 ０．９９９４
吸水速率 卷柏 ＷＡ＝２１３８ｔ－０．９０３３　 ０．９９９５
瓦松 ＷＡ＝１１１４ｔ－０．８９０２　 ０．９９８７
苔藓 ＷＲ＝２１．５６ｌｎ　ｔ＋３９５０　 ０．８６６６
持水率 卷柏 ＷＲ＝１０．２９ｌｎ　ｔ＋２１８．４　０．７９９０
瓦松 ＷＲ＝５．３０５ｌｎ　ｔ＋１１４．１　０．７５２５
图２　岩生植物持水率随浸水时间的变化
的吸水速率可达到７　１６９．３５ｇ／（ｋｇ·ｈ），瓦松最小，为
２　０４３．３１ｇ／（ｋｇ·ｈ）；吸水速率在０～２ｈ内下降最快，之
后逐渐减缓，在６～１２ｈ时因岩生植物基本持水饱和，其
吸水速率变化甚微，并趋向于０。
对三类岩生植物吸水速率（ＷＡ）与浸泡时间（ｔ）进行
回归分析（表２），发现两者之间存在幂函数关系：ＷＡ＝
ａｔ－ｂ，决定系数（Ｒ２）接近于１。
３．２．２　岩生植物持水率动态　岩生植物的持水率也是
反映吸水能力的一项指标，岩生植物吸收的水分与干重
的比值越大，岩生植物的吸水能力就越强。在不等时间
段浸泡后，苔藓的持水率明显大于卷柏和瓦松（图２）。
浸泡时间在０．５～６ｈ之间时，岩生植物持水率随浸泡时
间增加明显上升，浸泡 ０．５ｈ 后，苔藓的持水率是
３５８．４７％，４ｈ后可达４３１．３９％，接近最大持水率；卷柏
浸泡 ０．５ｈ 后持水率是 １９８．６８％，４ｈ 后增加至
２３５．３８％；瓦松浸泡２ｈ后持水率升至１２２．１１％，其后变
化不再明显。
对三类岩生植物持水率与浸泡时间进行回归分析，发现持水率（ＷＲ）与浸泡时间（ｔ）的关系按照自然对数
方程（ＷＲ＝ａｌｎ　ｔ＋ｂ）变化，拟合方程及参数见表２，苔藓的持水率与浸水时间的Ｒ２ 最高。
３．２．３　岩生植物持水量动态　在不同浸泡时间后，岩生植物的持水量均呈卷柏＞苔藓＞瓦松。随着浸泡时间
的增加，岩生植物的持水量迅速增加，浸泡４ｈ后，岩生植物持水量开始增长缓慢，浸泡６～１２ｈ时，岩生植物
的持水量达到饱和，即６～１２ｈ再增加浸泡时间，岩生植物持水量的变化甚微（表３）。达到持水饱和时，卷柏的
最大持水量在３种岩生植物中居首，达１．７７ｔ／ｈｍ２，苔藓和卷柏比较接近，分别为１．２５，１．１４ｔ／ｈｍ２。
表３　岩生植物持水量动态 ｔ／ｈｍ２
岩生植物
浸水时间／ｈ
０．５　 １　 ２　 ４　 ６　 ８　 １２　 ２４
苔藓 １．００　 １．１１　 １．１７　 １．２１　 １．２３　 １．２３　 １．２５　 １．２５
卷柏 １．４３　 １．５９　 １．７０　 １．７２　 １．７６　 １．７７　 １．７７　 １．７７
瓦松 ０．９３　 １．０５　 １．１０　 １．１１　 １．１２　 １．１３　 １．１５　 １．１４
３．３　岩生植物的持水能力
本研究以岩生植物浸水２４ｈ后的持水率为最大持水率。由表４可知，苔藓的最大持水率最高，为
４４７．７５％，大于卷柏（２４２．１３％）和瓦松（１２６．５７％）。最大持水量除了与最大持水率密切相关外，还与岩生植物
的储量有直接关系，瓦松的储量虽然最高，但其最大持水率较小，最大持水量也较小；卷柏储量和最大持水率都
居中，但其最大持水量却最高；虽然苔藓最大持水率很高，但储量较低，其最大持水量小于卷柏。若从最大持水
量来评价白龙江干旱河谷岩生植物的持水能力，卷柏最强，且优于苔藓和瓦松。
表４　岩生植物的持水能力指标
岩生
植物
最大持水量／
（ｔ·ｈｍ－２）
最大持
水率／％
最大拦截量／
（ｔ·ｈｍ－２）
最大拦
截率／％
有效拦截量／
（ｔ·ｈｍ－２）
有效拦
截率／％
苔藓 １．２５　 ４４７．７５　 ０．７９　 ２８２．７１　 ０．６０　 ２１５．５５
卷柏 １．７７　 ２４２．１３　 ０．９９　 １３３．３７　 ０．７２　 ９７．０５
瓦松 １．１４　 １２６．５７　 ０．３０　 ３４．２４　 ０．１３　 １５．２５
根据岩生植物的最大持水率及自然
含水率，可以计算其最大拦截率，结合单
位面积储量，可推算出最大拦截量。由表
４可知，三类岩生植物最大拦截率与最大
持水率大小顺序一致，最大拦截量与最大
持水量顺序一致。着生于裸岩表面的岩
生植物基本上不具备较长的浸水条件，降落到岩生植物上的雨水，仅有一部分被其拦截，其余可能会形成径流。
因此，在实际应用中常用有效拦截量来估算岩生植物对降雨的拦截效果和能力。岩生植物的有效拦截率顺序
与其最大持水率和最大拦截率一致，苔藓有效拦截率最高，为２１５．５５％，但不及最大持水率１的／２；岩生植物
有效拦截量的顺序与最大持水量和最大拦截量一致，卷柏的有效拦截量最高，可达０．７２ｔ／ｈｍ２，是瓦松有效拦
截量的５．６２倍。
４０１ 水土保持学报　　　 　　 第２８卷
４　结论与讨论
白龙江干旱河谷三类典型岩生植物的储量与石质荒漠中苔藓储量（０．２９～１．６４ｔ／ｈｍ２）相当［８］，但远不及
周边亚高山森林苔藓储量（２．１３～８．８１ｔ／ｈｍ２）［４－６，１１］，岩生植物是极端恶劣环境的开拓者，生存环境完全依赖
大气降水或空气水湿，属于干燥群落类型［８］。苔藓植物具有其他陆生植物所没有的变水特性，能根据环境湿度
和水分状况迅速改变自身水分含量，稳定立地水文［５］。干旱河谷岩生植物多生长在干燥的石质基础上，河谷空
气干燥，水分补给不足，石质山地土壤养分亏缺，岩生植物个体生长和种群扩殖受限，因而其储量低于水分充沛
的森林苔藓。
在岩生植物浸泡２ｈ内持水率迅速增加，特别是在浸泡０．５ｈ内，吸水增加最为显著，与鲜骏仁等对亚高
山森林地被物（苔藓和凋落物）的研究结果［４］类似。其后随着浸泡时间的增加，持水率增加开始变缓，浸泡６ｈ
后变化微小，结果与许多森林苔藓的研究相似［５－６，８］。但在实际中，岩生植物的岩面具有一定坡度，且下层土壤
稀薄，水分下渗困难，降落到岩生植物表面的降水一部分被拦截，一部分形成地表径流［１２］，岩生植物不具备长
期浸水条件，所以其最大持水量不足以反映真实持水情况。
干旱河谷三类岩生植物中，因苔藓疏松多孔、表面强大、具有海绵性状的弹性力学特性，使其有较强的吸水
能力［８］，最大持水率可达到４４８％，是卷柏和瓦松最大持水率的１．８５倍和３．５３倍，苔藓储量仅是卷柏和瓦松
的５０％和４３％，有效拦截量居中。瓦松植株表面光滑，解剖发现瓦松皮层薄壁细胞腔排列紧密，表皮结构不利
于吸附水分［１３］，尽管储量最高，但吸水能力较弱，有效拦截率较低。许多研究采用由储量、自然含水率、最大持
水率等计算的有效拦截量来评价枯落物或苔藓持水能力［１０－１１］。就白龙江干旱河谷的岩生植物而言，卷柏有效
持水量最高，苔藓居中，瓦松最低，故卷柏的水源涵养效果要优于苔藓和瓦松。
白龙江干旱河谷，山高坡陡、降水偏少、蒸发大，河谷和浅山区植被稀疏，流石裸岩遍地，着生于岩石表面的
苔藓等具有拦截降雨、改善岩面持水性、加速岩面溶蚀的作用［８］。虽然三类岩生植物持水能力较低，有效拦截
量等均不及森林苔藓或森林枯落物的有效拦截量，甚至不足亚高山暗针叶林苔藓有效拦截量的１／１０［４－６，１１］，但
在人口城镇密集、地质灾害频发的干旱河谷，岩生植物拦截降雨、减轻洪涝泥石流灾害风险的功能不容忽视。
参考文献：
［１］　郭正刚，刘慧霞，孙学刚，等．白龙江上游地区森林植物群落多样性的研究［Ｊ］．植物生态学报，２００３，２７（３）：３８８－３９５．
［２］　邱祖青，杨永宏，曹秀文，等．白龙江干旱河谷木本植物多样性及其区系地理特征［Ｊ］．甘肃农业大学学报，２００７，４２（５）：１１９－
１２５．
［３］　胡凯衡，葛永刚，崔鹏，等．对甘肃舟曲特大泥石流灾害的初步认识［Ｊ］．山地学报，２０１０，２８（５）：６２８－６３４．
［４］　鲜骏仁，张远彬，胡庭兴，等．四川王朗自然保护区地被物水源涵养能力评价［Ｊ］．水土保持学报，２００８，２２（３）：４７－５１．
［５］　徐振峰，胡庭兴，张远彬，等．川西亚高山几种天然林下苔藓层的持水特性［Ｊ］．长江流域资源与环境，２００８，１７（Ｚ１）：１１２－
１１６．
［６］　郭伟，文维全，黄玉梅，等．川西亚高山针阔混交林与针叶纯林苔藓凋落物层持水性能研究［Ｊ］．水土保持学报，２００９，２３（６）：
２４０－２４３．
［７］　王晶，包维楷．岷江干旱河谷中心地段植被微尺度空间格局特征［Ｊ］．山地学报，２０１１，２９（６）：６６８－６７６．
［８］　张显强，曾建军，谌金吾，等．石漠化干旱环境中石生藓类水分吸收特征及其结构适应性［Ｊ］．生态学报，２０１２，３２（１２）：３９０２－
３９１１．
［９］　薛立，何跃君，屈明，等．华南典型人工林凋落物的持水特性［Ｊ］．植物生态学报，２００５，２９（３）：４１５－４２１．
［１０］　张峰，彭祚登，安永兴，等．北京西山主要造林树种林下枯落物的持水特性［Ｊ］．林业科学，２０１０，４６（１０）：６－１４．
［１１］　刘洋，张健，杨万勤，等．自然恢复过程中川西亚高山林草交错带地被物储量及持水性能研究［Ｊ］．水土保持学报，２００９，２３
（３）：１７３－１７６．
［１２］　秦纪洪，赵利坤，孙辉，等．岷江上游干旱河谷旱地土壤斥水特性初步研究［Ｊ］．水土保持学报，２０１２，２６（１）：２５９－２６３．
［１３］　郑艳，巩劼，陈士超，等．瓦松（Ｏｒｏｓｔａｃｈｙｓ　ｆｉｍｂｒｉａｔｕｓ）的形态解剖学研究［Ｊ］．植物研究，２００３，２３（２）：１６４－１６９．
５０１第１期 　　　 　　陈国鹏等：白龙江干旱河谷岩生植物持水性能