全 文 ：泰山坡面水土保持经济林水文效应研究
张光灿　刘　霞
(山东农业大学水土保持系　泰安　27100)
江廷水
(泰安市郊区水利局水保办)
收稿日期:1999-11-23
摘要　采用烘干法 、环刀法 、渗透筒
法和机械筛分法对泰山 4种坡面经
济林的土壤水分物理性质及持水 、
透水能力进行了研究。结果表明 , 4
种经济林的土壤孔隙度为 43.3%～
56.6%之间;饱和持水量为 86.60 ～
112.40 mm 之间;毛管最大持水量
为66.60 ～ 90.20 mm 之间;有效涵
蓄水量为 36.28 ～ 58.12 mm 之间;
渗透系数为 3.99 ～ 8.84。均明显高
于对照(草坡),其中以板栗林和苹
果园土壤持蓄水和渗透能力最强 ,
可作为石质山地发展坡面水土保持
经济林的首要树种。
关键词　水土保持经济林　水文效
应　泰山
山地坡面经济林作为水土保持
林体系建设的重要组成部分 , 常被
称为水土保持经济林 ,其水文生态
功能日益受到重视 。基于实测资料
的研究虽有报道[ 1] ,但涉及泰山地
域的内容甚少 。对干旱坡面经济林
的土壤水文功能进行实测和分析 ,
可为北方石质山地坡面水土保持经
济林的树种选择提供参考 。
1　研究材料 、内容及方法
1.1　林地概况
石屋志小流域属暖温带大陆性
湿润半湿润气候 ,四季分明 ,年均温
13℃,年降水量 755 mm ,多集中在 7
～ 9月 ,空气相对湿度为 63%。母
岩以花岗岩和变质片麻岩为主。所
调查的经济林均分布在山坡中上部
(海拔 300 ～ 350 m),无灌溉条件。
树种有板栗(35 年生 , 阳坡自然坡
面)、小国光苹果(30年生 ,阳坡水平
梯田)、山楂(20 年生 , 阳坡水平梯
田)、核桃(35年生 ,阳坡自然坡面)。
测定时间为 1996年 5 月下旬 ,选自
然草坡作为对照。
1.2　测定内容及方法
在每一林分内 ,选择有代表性
的 3个样点 ,挖取土壤剖面 ,分二层
取样(每层 20 cm),用烘干法测定土
壤含水量 , 环刀法测定土壤容重及
孔隙度 ,机械筛分法(YS -Z 型摇摆
式筛析机)测定土壤粒径分布 ,渗透
筒(单环定量加水)法测定土壤渗透
系数 。
2　结果分析
2.1　土壤水分物理特征及持水透
水能力(测定结果见表 1)
土壤层是林分水文生态效应中
最主要的作用层。土壤水文效应的
主要特征为较强的持蓄水和透水能
力。这一特征主要与土壤容重 、孔
隙度及土层厚度有关 。由表 1可以
看出:(1)每一林分的土壤含水量均
高于草地 , 其中板栗林和核桃林最
高。这主要是由于地表有较多的枯
枝落叶覆盖 , 减少了土壤蒸发所
至[ 2] 。(2)各林地土壤容重明显低
于对照 ,土壤孔隙度 、持水量及涵蓄
水量也明显高于草地 。(3)土壤渗
透系数具有孔隙度同样的变化规
律。土壤渗透速度与容重成反比 ,
与孔隙度成正比[ 3] ,孔隙度的增加
意味着质地疏松 ,土壤结构良好 ,不
仅加速了土壤水分的纵向渗透 ,也
有利于土壤横向渗透 ,从而缩短了
渗透时间 ,提高了渗透系数 ,使降雨
较快的渗入土壤储存于毛管孔中或
通过非毛管孔渗入地下 ,减少地表
径流和土壤侵蚀 , 提高涵养水源能
力。(4)上述土壤水文特征值以板
栗林和苹果园最高 ,而这两个树种
同时具有较高的经济效益 , 因此应
是营建坡面水土保持经济林的首要
树种 。
2.2　土壤粒径分布(测定结果见表
2)
粒径分布是影响孔性的最基本
的土壤基模特征之一 ,按苏制土壤
粒径划分方案[ 4] , 表 2中的粒径级
(Ⅰ)为石砾 ,太多会对土壤理化性
质产生不良影响;粒径级(Ⅱ)属粗
砂范围 , 有利于土壤形成很好的通
气性和透水性。粒径级(Ⅲ)属细
砂 ,所形成的土壤毛管作用强 ,具有
较强的持水能力和释水性 。粒径级
(Ⅳ)属粉砂级 ,粘着性强 ,使土壤水
分运动缓慢 ,透水性和释水性差。
因此 ,粒径级(Ⅱ)和(Ⅲ)所占比例
大 ,意味着土壤具有较好的孔隙状
况及涵蓄水能力。分析结果表明:
各经济林土壤 2 ～ 0.075 mm 粒径所
占的比例在 56.68%～ 71.87%之
间 ,明显高于对照(45.49%), 且以
板栗林和苹果园的最高。这与 2.1
中的分析结果是一致的 。
3　结论
所研究的 4 种坡面经济林土壤
都具有较高孔隙度 、涵蓄水及透水
能力 。土壤容重在 1.43 ～ 1.18 g/
cm3 之间;总孔隙度在 43.30%～
Brief Report　科技简报
24　
　　林业科技通讯　FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY 2000·3　　
DOI :10.13456/j.cnki.lykt.2000.03.010
表 1　土壤水分物理特征参数及土壤水文参数
树种 土层(cm)
容重
(g/cm3)
含　水　量
(%) (t/hm2) (mm)
孔隙度(%)
总 毛管 非毛管
饱和含水量
(%) (t/ hm2) (mm)
板栗
苹果
山楂
核桃
对照
0 ～ 20
20 ～ 40
0 ～ 20
20 ～ 40
0 ～ 20
20 ～ 40
0 ～ 20
20 ～ 40
0 ～ 20
20 ～ 40
1.21
1.26
1.18
1.21
1.33
1.34
1.40
1.43
1.66
1.45
16.18
11.54
12.66
11.86
11.90
10.20
13.40
10.60
10.80
10.60
391.56
290.81
298.78
287.01
316.54
273.36
375.20
303.16
358.56
307.40
39.16
29.08
29.88
28.70
31.65
27.34
37.52
30.32
35.86
30.74
56.6
53.2
51.8
51.0
46.8
43.7
46.6
43.3
39.0
37.0
11.5
9.6
10.5
10.0
7.7
5.5
11.0
10.3
3.8
4.1
45.1
43.6
41.3
41.0
39.1
38.2
35.6
33.3
35.2
32.9
46.78
42.22
43.90
42.15
35.19
32.61
33.29
30.28
23.49
25.52
1 124.0
1 064.0
1 036.0
1 020.0
936.0
874.0
932.0
866.0
780.0
740.0
112.4
106.4
103.6
102.0
93.6
87.4
93.2
86.6
78.0
74.0
树种 土层(cm)
毛管最大持水量
(%) (t/ hm2) (mm)
有效涵蓄水量
(t/ hm2) (mm)
渗透系数(mm/ min)
(t/hm2) (mm)
板栗
苹果
山楂
核桃
对照
0～ 20
20 ～ 40
0～ 20
20 ～ 40
0～ 20
20 ～ 40
0～ 20
20 ～ 40
0～ 20
20 ～ 40
37.27
34.60
35.00
33.88
29.40
28.51
25.43
23.29
21.21
22.69
902.0
872.0
826.0
820.0
782.0
764.0
712.0
666.0
704.0
658.0
90.2
87.2
82.6
82.0
78.2
76.4
71.2
66.6
70.4
65.8
732.44
773.19
737.22
732.99
619.46
600.64
556.80
562.84
421.44
432.60
73.24
77.32
73.72
73.30
61.95
60.06
55.68
56.28
42.14
43.26
510.44
581.19
527.22
532.99
465.46
490.64
336.80
362.84
345.44
350.60
51.04
58.12
52.72
53.30
46.55
49.06
33.68
36.28
34.54
35.60
9.64
8.97
8.31
8.11
5.74
6.02
4.62
4.39
2.71
3.28
8.84
8.23
7.52
7.34
5.22
5.48
4.24
3.99
2.42
2.98
　注:(1)测定时间为 1996 年 5 月　(2)涵蓄水量=饱和含水量-含水量;有效涵蓄水量=毛管最大持水量-含水量
表 2　土壤粒径级分配(重量%)
树种 粒径级(Ⅰ)>10 mm 10～ 5 mm 5 ～ 2 mm
粒径级(Ⅱ)
2～ 1 mm
粒径级(Ⅲ)
1～ 0.5 mm 0.5 ～ 0.1 mm 0.1～ 0.075 mm
粒径级(Ⅳ)
<0.075 mm(Ⅱ)+(Ⅲ)
板栗
苹果
山楂
核桃
对照
1.28
1.90
1.80
2.70
13.36
4.59
3.40
4.90
10.20
21.06
18.46
16.00
15.40
19.60
16.55
21.96
20.60
17.30
15.30
12.07
16.87
15.37
14.20
11.87
10.81
26.10
25.10
26.80
20.67
17.67
6.13
10.80
11.50
8.86
4.94
4.61
6.83
8.10
10.80
3.52
71.06
71.87
69.80
56.68
45.49
　注:取样深度 0 ～ 40 cm。
56.60%之间;饱和储水量在 86.60
～ 112.40 mm 之间;毛管最大持水
量在 66.60 ～ 90.20 mm 之间;涵蓄
水量和有效涵蓄水量分别在 42.12
～ 77.32 mm 和 36.28 ～ 58.92 mm
之间;渗透系数在 3.99 ～ 8.84 之
间;0.07 ～ 2粒径级配在 56.68%～
71.87%之间。其中以板栗林和苹
果园土壤孔隙状况及涵蓄水 、透水
性能最好 , 这两个树种在所研究的
小流域内经济效益也最高 ,可作为
石质山地营建水土保持经济林的首
要树种。
参考文献
1　王礼先 ,解明曙.山地防护林水
土保持水文生态效益及其信息
系统 .北京:中国林业出版社 ,
1997.
2　张光灿等.泰山几种林分枯落
物层及土壤层水文效应研究 .
林业科技通讯 , 1998 ,(2).
3　刘创民等.北京九龙山主要植
被类型水文作用研究.林业科
技通讯 ,1995 ,(2).
4　王坚主编.土壤物理学.北京:
北京农业大学出版社 ,1993.
☆
Brief Report　科技简报
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　　林业科技通讯　FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY 2000·3