全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 3 期摇 摇 2012 年 2 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
夏季可可西里雌性藏原羚行为时间分配及活动节律 连新明,李晓晓,颜培实,等 (663)………………………
热带印度洋黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层的关系 杨胜龙,张摇 禹,张摇 衡,等 (671)……………………
洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应 卢碧林,严平川,田小海,等 (680)…………………………………
广西西端海岸四种红树植物天然种群生境高程 刘摇 亮,范航清,李春干 (690)…………………………………
高浓度 CO2引起的海水酸化对小珊瑚藻光合作用和钙化作用的影响 徐智广,李美真,霍传林,等 (699)……
盖度与冠层水深对沉水植物水盾草光谱特性的影响 邹维娜,袁摇 琳,张利权,等 (706)………………………
基于 C鄄Plan规划软件的生物多样性就地保护优先区规划———以中国东北地区为例
栾晓峰,孙工棋,曲摇 艺,等 (715)
…………………………
………………………………………………………………………………
城市化对本土植物多样性的影响———以廊坊市为例 彭摇 羽,刘雪华,薛达元,等 (723)………………………
利用红外相机调查北京松山国家级自然保护区的野生动物物种 刘摇 芳,李迪强, 吴记贵 (730)……………
基于树木起源、立地分级和龄组的单木生物量模型 李海奎,宁金魁 (740)………………………………………
千岛湖社鼠种群遗传现状及与生境面积的关系 刘摇 军,鲍毅新,张摇 旭,等 (758)……………………………
气候变化对内蒙古草原典型植物物候的影响 顾润源,周伟灿,白美兰,等 (767)………………………………
中国西北典型冰川区大气氮素沉降量的估算———以天山乌鲁木齐河源 1 号冰川为例
王圣杰,张明军,王飞腾,等 (777)
…………………………
………………………………………………………………………………
植被类型对盐沼湿地空气生境节肢动物功能群的影响 童春富 (786)……………………………………………
黔西北铅锌矿区植物群落分布及其对重金属的迁移特征 邢摇 丹,刘鸿雁,于萍萍,等 (796)…………………
云南中南部季风常绿阔叶林恢复生态系统萌生特征 苏建荣,刘万德,张志钧,等 (805)………………………
筑坝扩容下高原湿地拉市海植物群落分布格局及其变化 肖德荣,袁摇 华,田摇 昆,等 (815)…………………
三峡库区马尾松根系生物量的空间分布 程瑞梅,王瑞丽,肖文发,等 (823)……………………………………
兴安落叶松林生物量、地表枯落物量及土壤有机碳储量随林分生长的变化差异
王洪岩,王文杰,邱摇 岭,等 (833)
………………………………
………………………………………………………………………………
内蒙古放牧草地土壤碳固持速率和潜力 何念鹏,韩兴国,于贵瑞 (844)…………………………………………
不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系 葛晓改,肖文发,曾立雄,等 (852)………………………
不同丛枝菌根真菌侵染对土壤结构的影响 彭思利,申摇 鸿,张宇亭,等 (863)…………………………………
不同初始含水率下粘质土壤的入渗过程 刘目兴,聂摇 艳,于摇 婧 (871)…………………………………………
不同耕作措施的温室气体排放日变化及最佳观测时间 田慎重,宁堂原,迟淑筠,等 (879)……………………
外源铅、铜胁迫对不同基因型谷子幼苗生理生态特性的影响 肖志华,张义贤,张喜文,等 (889)………………
温度和盐度对吉富品系尼罗罗非鱼幼鱼鳃 Na+ 鄄K+ 鄄ATPase活力的联合效应
王海贞,王摇 辉,强摇 俊,等 (898)
……………………………………
………………………………………………………………………………
基于元胞自动机的喀斯特石漠化格局模拟研究 王晓学,李叙勇,吴秀芹 (907)…………………………………
边缘细胞对荞麦根尖铝毒的防护效应和对细胞壁多糖的影响 蔡妙珍,王摇 宁,王志颖,等 (915)……………
川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应 龚固堂,黎燕琼,朱志芳,等 (923)……………………
基于 AHP与 Rough Set的农业节水技术综合评价 翟治芬,王兰英,孙敏章,等 (931)…………………………
基于 DMSP / OLS影像的我国主要城市群空间扩张特征分析 王翠平,王豪伟,李春明,等 (942)………………
生态旅游资源非使用价值评估———以达赉湖自然保护区为例 王朋薇,贾竞波 (955)…………………………
专论与综述
基于有害干扰的森林生态系统健康评价指标体系的构建 袁摇 菲,张星耀,梁摇 军 (964)………………………
硅对植物抗虫性的影响及其机制 韩永强,魏春光,侯茂林 (974)…………………………………………………
研究简报
光照条件、植株冠层结构和枝条寿命的关系———以桂花和水杉为例 占摇 峰,杨冬梅 (984)……………………
Bt玉米秸秆还田对小麦幼苗生长发育的影响 陈小文,祁摇 鑫,王海永,等 (993)………………………………
汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内非结构性碳水化合物的特性 陈摇 博,李志华,何摇 茜,等 (999)……
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*344*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄02
封面图说:难得的湿地乔木———池杉池杉为落叶乔木,高达 25 米,主干挺直,树冠尖塔。 树干基部膨大,常有屈 膝状吐吸根,池
杉为速生树,强阳性,耐寒性较强,耐干旱,更极耐水淹,多植于湖泊周围及河流两岸,是能在水里生长的极少数的大
乔木之一,故有湿地乔木之称 。 池杉原产美国弗吉尼亚沼泽地,中国于本世纪初引种到江苏等地,之后大量引种南
方各省,尤其是长江南北 水网地区作为重要造树和园林树种而大量栽种。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 3 期
2012 年 2 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 3
Feb. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:林业公益性行业科研专项资助(20100400208)
收稿日期:2011鄄07鄄03; 摇 摇 修订日期:2011鄄11鄄18
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: mucl2006@ yahoo. com. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201107030991
龚固堂,黎燕琼,朱志芳,陈俊华,慕长龙,吴雪仙,郑绍伟.川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应.生态学报,2012,32(3):923鄄930.
Gong G T, Li Y Q, Zhu Z F, Chen J H, Mu C L, Wu X X, Zheng S W. The suitable stand structure and hydrological effects of the cypress protection
forests in the central Sichuan hilly region. Acta Ecologica Sinica,2012,32(3):923鄄930.
川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分
结构及水文效应
龚固堂,黎燕琼,朱志芳,陈俊华,慕长龙*,吴雪仙,郑绍伟
(四川省林业科学研究院生态所, 成都摇 610081)
摘要:川中丘陵区是长江上游水土流失最严重地区之一,该区大面积柏木防护林林分结构不合理、天然更新不良、林分稳定性
差、产品产量和水土保持功能低,急需进行结构调整。 通过 48 个典型柏木纯林样地林分郁闭度与灌木、草本及枯落物盖度和生
物量分析,提出了该区人工柏木防护林适宜林分郁闭度为 0. 6—0. 7。 根据林分结构,将柏木纯林林分结构划分为 5 种类型。 对
比分析结果表明:(1)5 种林分类型枯落物最大持水量取决于林分枯落物存贮量,适宜结构型林分与其它 4 种林分类型枯落物
最大持水量存在显著差异,排序结果为适宜结构型(4. 038 依 0. 497) t / hm2 > 中低密度型(3. 583 依 0. 521) t / hm2 > 中高密度型
(3. 243 依 0. 455)t / hm2> 低密度型(2. 841 依 0. 656)t / hm2> 过密型(2. 272 依 0. 580) t / hm2。 (2)土壤饱和贮水量排序为适宜结
构型(180. 59依 14. 83)mm > 中低密度型 (173. 84 依 18. 06)mm > 中高密度型(169. 27 依 13. 20)mm > 低密度型(162. 57 依
8郾 79)mm > 过密型(150. 77 依 5. 08)mm,适宜结构型林分与其余 4 种林分之间均存在显著差异。 (3)6 次典型降雨产沙量排序
为适宜结构型(360. 07 kg / hm2) < 中低密度型(577. 08 kg / hm2) < 中高密度型(625. 98 kg / hm2 ) < 低密度型(878. 51 kg /
hm2) < 过密型(1026. 74 kg / hm2),5 种柏木林分类型产沙量之间均存在显著或极显著差异。
关键词:川中丘陵区;柏木防护林;适宜林分结构;水文效应
The suitable stand structure and hydrological effects of the cypress protection
forests in the central Sichuan hilly region
GONG Gutang, LI Yanqiong, ZHU Zhifang, CHEN Junhua, MU Changlong*, WU Xuexian, ZHENG Shaowei
Institute of Ecology, Sichuan Academy of Forestry, Chengdu 610081, China
Abstract: The study area is situated in the central Sichuan hilly region. Due to the long鄄term deforestation of natural ever鄄
green broad鄄leaf vegetation, this area had been suffered from soil erosion over time and was regarded as one of the most
serious eroded region in the upper reach of the Yangtze River. In order to mitigate soil erosion, a large area of cypress
(Cuppressus funebris)protection forests was established starting early 1970s. However, the current cypress forests were in a
quite poor state in terms of stand structure, natural regeneration, stand stability, product supply and ecological functions.
The objective of the study was to identify optimum stand structure aiming to improve soil conservation functions of the
cypress monoculture. Through the survey of 48 sample plots and analysis of the relationship between canopy closure and the
coverage and biomass of shrubs, grasses and litter, the canopy closures of 0. 6—0. 7 was regarded as the most suitable one,
and 5 stand types of cypress monoculture was categorized, that is, low density type, medium鄄low density type, suitable
density type, medium鄄high density type and over鄄dense type. The following results were found through a comparative study
of the hydrological effects of the 5 stand types. (1) The maximal water鄄holding capacity of the litter in the 5 stand types
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depended on the total litter storage, and it ranked from higher to lower as: suitable density type (4. 038 依 0. 497) t / hm2>
medium鄄low density type (3. 583 依 0. 521) t / hm2> medium鄄high density type (3. 243 依 0. 455) t / hm2> low density type
(2. 841 依 0. 656) t / hm2> over鄄dense type (2. 272 依 0. 580) t / hm2 . (2) The maximal water鄄holding capacity of soil was
in the order of suitable density type (180. 59 依 14. 83) mm > medium鄄low density type (173. 84 依 18. 06) mm > medium鄄
high density type(169. 27 依 13. 20) mm > low density type (162. 57 依 8. 79) mm > over鄄dense type (150. 77 依 5. 08)
mm; and the suitable density type had significant difference with other four types. (3) The data from runoff plot observation
for six times of rainfall has indicated that the sediment yield of the 5 stand types ranked from lower to higher as suitable type
(360. 07 kg / hm2) < medium鄄low density type (577. 08 kg / hm2) < medium鄄high density type (625. 98 kg / hm2) < low
density type (878. 51 kg / hm2) < over鄄dense type (1026. 74 kg / hm2), and significant difference existed among the 5
stand types.
Key Words: Central Sichuan hilly region; cypress protection forests; suitable stand structure; hydrological effects
林分结构通过影响林内环境与生物因子,决定森林生态系统服务功能发挥。 林分树种组成、灌草盖度、枯
落物盖度与林分水源涵养和水土保持功能密切相关[1鄄2]。 不同结构类型的林分通过改良土壤结构,将大量的
地表径流快速转化为慢速流, 能有效减少产沙量,降低水土流失程度[3鄄4]。 研究表明,单纯以乔木树种或灌木
树种组成的林分水土流失严重,以乔灌草配置的多层次林分结构保持水土较好[5]。 长期以来,对林分结构与
功能的研究着重在乔木层树种组成或经营密度方面[6鄄9],而对灌木和草本层的研究相对较少。 通过调整林分
郁闭度可增强人工针叶林与天然林之间的相似性,是实现人工针叶纯林向天然林恢复的有效手段之一[10鄄12]。
近年来,一些学者注意到了林下植被在改善林地土壤、维护生态系统多样性和稳定性方面的作用;并把林下植
被作为林分结构调整的重要因子之一[13鄄16]。 本文从川中丘陵区大面积柏木防护林急需进行结构调整的实际
需要出发,对不同柏木纯林林分类型的水文特征进行了比较研究,期望为开展柏木防护林科学经营提供参考
依据。
1摇 研究地点与研究方法
1. 1摇 研究区概况
研究区位于四川盆地中部,为浅状丘陵地貌,海拔 350—700 m。 该区属中亚热带润湿季风气候,年均温
度 13. 7—16. 1益,年均降雨量 800—1200 mm,主要集中在 5—8 月。 出露地层主要为侏罗系、白垩系的砂岩、
页岩和泥岩,土壤以紫色土为主。 该区为典型的农林复合生态系统,农地和林地呈镶嵌分布;现存植被主要是
20 世纪 70—80 年代长江防护林建设工程营建的人工柏木纯林。 目前,大多柏木纯林林分密度过大,林下灌
草盖度低,天然更新不良,水土保持能力弱[17]。
1. 2摇 研究方法
1. 2. 1摇 样地设置
选择 25—35 a柏木纯林,分别不同郁闭度、不同灌木盖度和草本盖度的典型地段设置样地。 郁闭度测量
方法采用对角线样线法[18鄄19],郁闭度=树冠冠幅总长度 /样线长度。 该研究共调查柏木纯林样地 48 个,根据
样地郁闭度、灌木盖度、草本盖度及枯落物盖度,将 48 个柏木纯林样地划分为 5 种林分结构类型(表 1)。
1. 2. 2摇 灌草和枯落物盖度及生物量
在上述 48 个样地的四角和中心设置 5 个 2 m ´2 m样方调查灌木种类、盖度和高度;在灌木样方右下角
设置 1 m ´1 m小样方,记录草本植物种类、盖度和高度,以及枯落物盖度和厚度。 灌木分叶、茎、根,草本植物
分地上部分和地下部分,枯落物分未分解层和半分解层,分别采集称取鲜重;将样品带回实验室,在 80 益烘箱
中烘至恒量后再次称重,推算灌木、草本和枯落物单位面积干质量[20鄄21]。 枯落物烘干称重后将其置清水中浸
泡 24 h 后再称重,计算枯落物持水能力[22]。 枯落物最大持水量(t / hm2)= 枯落物存储量 ( t / hm2) 伊 枯落物
最大持水率 (% )。
429 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 1摇 柏木纯林林分结构类型与特征
Table 1摇 Structural characteristics of different cypress stand types
类型 Stand type 结构特征 Structural characteristics 样地数 No. of plots
玉 低密度型 郁闭度 < 0. 4,灌木盖度 > 50% ,草本盖度 < 45% ,枯落物盖度 > 60% 5
域 中低密度型 郁闭度 0. 4—0. 6,灌木盖度 > 50% ,草本盖度 > 45% ,枯落物盖度 > 60% 9
芋 适宜结构型 郁闭度 0. 6—0. 7,灌木盖度 35%—50% ,草本盖度 > 45% ,枯落物盖度 > 60% 11
郁 中高密度型 郁闭度 0. 7—0. 8,灌木盖度 20%—35% ,草本盖度 > 45% ,枯落物盖度 50%—60% 15
吁 过密型 郁闭度 >0. 8,灌木盖度 < 20% ,草本盖度 < 45% ,枯落物盖度 < 50% 8
摇 摇 玉: low density type, 域: medium鄄low density type, 芋: suitable density type, 郁: medium鄄high density type, 吁: over鄄dense type
1. 2. 3摇 土壤物理性质和贮水量
每个样地选取 3 个剖面,采用环刀分 0—20 cm 和 20—40 cm 两个层次取样,测定土壤容重和土壤孔隙
度。 土壤贮水方式可分为毛管孔隙的吸持贮存和非毛管孔隙的滞留贮存 2 种,二者持水量之和即为土壤饱和
贮水量[23鄄24]。 为便于比较,各样地统一以 40 cm 土层厚度计算贮水量。
Wc = 1000PcH ; Wn = 1000PnH ; Wt = Wc + Wn
式中,Wc、Wn和 Wt分别为土壤水分吸持贮水量(mm) 、滞留贮水量(mm) 和饱和贮水量(mm) ;Pc、Pn分别为
毛管孔隙度(% ) 、非毛管孔隙度(% ); H 为土层深度(m) 。
1. 2. 4摇 径流与产沙
在 5 种林分类型中,用 PVC设置临时径流小区[25],小区面积 2 m 伊 4 m,测定相同降雨条件下,不同林分
类型的径流量和产沙量。 径流小区除林分结构有差异外,其余因子条件基本一致。
2摇 结果与分析
2. 1摇 郁闭度与灌草生物量和盖度
48 个样地郁闭度与灌草生物量的拟合结果显示:灌木生物量随林分郁闭度增大而减小,草本生物量与郁
闭度呈抛物线关系(图 1)。
Y = - 3. 5159X + 4. 0629 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 R2 = 0. 8623 (n=48) (1)
Y = - 6. 7882X2 + 8. 0228X - 1. 0464摇 摇 R2 = 0. 7338 (n=48) (2)
式中,X为林分郁闭度,Y分别为灌木和草本生物量。
对式(2)方程求导得: Y忆 = - 13. 5764X + 8. 0228
令 Y忆 = 0,则 X = 0. 59。 即林分郁闭度为 0. 59 时,草本生物量最大。 当林分郁闭度超过 0. 7 以后,草本生
物量快速下降。
48 个样地灌木和草本盖度与郁闭度的拟合表明:灌木盖度与郁闭度呈明显的直线负相关,而草本盖度与
郁闭度呈抛物线关系(图 2)。
Y = - 90. 288X + 94. 128 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 R2 = 0. 8657(n =48) (3)
Y = - 415. 19X2 + 496. 13X - 82. 552摇 摇 R2 = 0. 7549 (n =48) (4)
式中,X为林分郁闭度,Y分别为灌木和草本盖度。
对式(4)方程求导得到: Y忆 = - 830. 38X + 496. 13
令 Y忆 = 0,则 X = 0. 60。 即林分郁闭度为 0. 60 时,草本盖度最大,与式 2 计算结果一致。
研究表明[26],水源涵养林和水土保持林灌木盖度不宜小于 30% ,将其代入式(3),得到相应的郁闭度为
0. 71。
2. 2摇 郁闭度与枯落物盖度和生物量
48个样地郁闭度与枯落物盖度和生物量的拟合表明:枯落物盖度和生物量与郁闭度呈抛物线关系(图 3)。
529摇 3 期 摇 摇 摇 龚固堂摇 等:川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应 摇
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图 1摇 林分郁闭度与灌木和草本生物量
摇 Fig. 1摇 The relationships between canopy closure and shrub and
grass biomass
图 2摇 林分郁闭度与灌木和草本生盖度
摇 Fig. 2摇 The relationships between canopy closure and shrub and
grass coverage
图 3摇 林分郁闭度与枯落物盖度和生物量
Fig. 3摇 The relationships between canopy closure and litter忆s coverage and biomass
Y = - 357. 22X2 + 414. 2X - 48. 159 摇 摇 R2 = 0. 7858 (n =48) (5)
Y = - 7. 7225X2 + 9. 5972X - 1. 0453摇 摇 R2 = 0. 5387 (n =48) (6)
式中,X为林分郁闭度,Y分别为枯落物盖度和生物量。
对式(5)方程求导得到: Y忆 = - 717. 44X + 414. 2
令 Y忆 = 0,则 X = 0. 58。
对式(6)方程求导得到: Y忆 = - 15. 445X + 9. 5972
令 Y忆 = 0,则 X = 0. 62。 因此,林分郁闭度在 0. 6 左右时,枯落物盖度和生物量最大。
综合郁闭度与灌木盖度和生物量、郁闭度与草本盖度和生物量及郁闭度与枯落物盖度和生物量关系来
看,人工柏木防护林适宜郁闭度在 0. 6—0. 7 之间为宜。
2. 3摇 不同林分结构类型的水文效应
2. 3. 1摇 枯落物生物量和持水量
5 种林分结构类型的灌木和草本盖度差异较大,枯落物生物量也表现出明显差异。 适宜结构型林分生物
量为 2. 317 t / hm2,过密型林分枯落物生物量只有 1. 304 t / hm2,适宜结构型林分与其它 4 种林分类型枯落物
生物量存在显著差异(图 4)。 研究表明,5 种林分结构类型枯落物最大持水量取决于林分枯落物存贮量,适
宜结构型林分与其它 4 种林分类型枯落物最大持水量存在显著差异,排序结果为:适宜结构型(4. 038 依
0郾 497)t / hm2> 中低密度型(3. 583 依 0. 521)t / hm2 > 中高密度型(3. 243 依 0. 455) t / hm2 > 低密度型(2. 841 依
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0郾 656)t / hm2> 过密型(2. 272 依 0. 580)t / hm2。
图 4摇 不同林分类型枯落物生物量和持水量
Fig. 4摇 The biomass and water-holding capacity of litter in different stand types
2. 3. 2摇 土壤物理性质和贮水量
不同结构类型的柏木林分,通过乔木层、灌草层和枯落物层的物质循环,对林地土壤产生不同的影响。 表
2 表明 5 种林分结构类型土壤 0—40 cm 非毛管孔隙度均存在显著差异,大小排序为适宜结构型(6. 84% ) >
中低密度型(6. 10% )> 低密度型(5. 26% )> 中高密度型(4. 70% )> 过密型(3. 82% )。 5 种林分结构类型的
最大滞留贮水量之间也存在显著差异,而以适宜结构型最大。 饱和贮水量排序为适宜结构型(180. 59 mm)>
中低密度型(173. 84 mm)> 中高密度型(169. 27 mm)> 低密度型(162. 57 mm)> 过密型(150. 77 mm)。 适宜
结构型林分与其余 4 种林分之间均存在显著差异,但中高密度型和中低密度型林分之间差异不显著。
表 2摇 不同柏木林分类型土壤物理性质和贮水量
Table 2摇 Soil physical features and water鄄holding capacity of different cypress stand types
类型
Stand type
非毛管孔隙度
Non鄄cap porosity
/ %
毛管孔隙度
Capillary porosity
/ %
总孔隙度
Total porosity
/ %
滞留贮水量淤
/ mm
吸持贮水量于
/ mm
饱和贮水量盂
/ mm
玉 低密度型 5. 26依0. 69 a 35. 39依1. 59 ab 40. 64依2. 20 bc 21. 02依2. 77 a 141. 54依6. 35 ab 162. 57依8. 79 bc
域 中低密度型 6. 10依0. 67 b 37. 36依4. 36 a 43. 46依4. 52 b 24. 42依2. 69 b 149. 42依17. 42 a 173. 84依18. 06 b
芋 适宜结构型 6. 84依0. 51 c 38. 31依3. 42 a 45. 15依3. 71 a 27. 37依2. 06 c 153. 22依13. 68 a 180. 59依14. 83 a
郁 中高密度型 4. 70依0. 59 d 37. 62依3. 17 a 42. 32依3. 30 b 18. 79依2. 35 d 150. 48依12. 68 a 169. 27依13. 20 b
吁 过密型 3. 82依0. 55 e 33. 88依1. 33 b 37. 69依1. 27 c 15. 27依2. 22 e 135. 50依5. 31 b 150. 77依5. 08 c
摇 摇 淤 non鄄capillary water鄄holding capacity; 于 capillary water鄄holding capacity; 盂 maximal water鄄holding capacity
2. 3. 3摇 径流深与产沙量
选择 5 种林分结构类型的典型坡面地段,设置 2 m 伊 4 m临时径流观测小区,对 6 次典型降雨的观测结果
如表 3 所示。 5 种林分类型产流量和产沙量具有一致的趋势,其中,产沙量排序为适宜结构型(360. 07 kg /
hm2)< 中低密度型(577. 08 kg / hm2)<中高密度型(625. 98 kg / hm2)< 低密度型(878. 51 kg / hm2)< 过密型
(1026. 74 kg / hm2)。
成对样本 t检验分析表明:5 种林分结构类型中除低密度型与中高密度型径流深无差别外,其余类型之间
存在显著或极显著差异;而 5 种林分结构类型产沙量均存在显著或极显著差异(表 4)。
本研究综合分析表明:郁闭度 0. 6—0. 7、灌木盖度 35%—50% 、草本盖度> 45%的适宜结构型林分水土
保持功能最好;而郁闭度>0. 8、灌木盖度< 20% 、草本盖度< 45%的过密型林分最差。
729摇 3 期 摇 摇 摇 龚固堂摇 等:川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应 摇
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表 3摇 不同柏木林分类型地表径流和产沙量
Table 3摇 Surface runoff and sediment yield of different cypress stand types
降雨量
Rainfall
/ mm
雨强
Rainfall
intensity
/ (mm/ min)
玉低密度型 LD
径流深
Runoff
depth
/ mm
侵蚀量
Sediment
Yield
/ (kg / hm2)
域中低密度型 ML
径流深
Runoff
depth
/ mm
侵蚀量
Sediment
Yield
/ (kg / hm2)
芋适宜结构型 SD
径流深
Runoff
depth
/ mm
侵蚀量
Sediment
Yield
/ (kg / hm2)
郁中高密度型 MH
径流深
Runoff
depth
/ mm
侵蚀量
Sediment
Yield
/ (kg / hm2)
吁过密型 OD
径流深
Runoff
depth
/ mm
侵蚀量
Sediment
Yield
/ (kg / hm2)
20. 7 0. 04 9. 8 94. 08 7. 50 61. 50 7. 40 36. 26 8. 10 76. 95 10. 30 103. 00
32. 4 0. 18 14. 9 168. 37 13. 50 117. 45 12. 70 68. 58 14. 10 129. 72 15. 30 180. 54
38. 5 0. 25 13. 5 156. 60 12. 60 107. 10 11. 20 63. 84 14. 40 105. 12 16. 30 202. 12
42. 9 0. 07 11. 2 108. 64 10. 40 79. 04 9. 60 50. 88 11. 10 91. 02 12. 60 134. 82
56. 3 0. 03 13. 5 140. 40 11. 40 85. 50 10. 10 63. 63 12. 80 88. 32 14. 30 167. 31
74. 1 0. 05 16. 7 210. 42 13. 90 126. 49 12. 40 76. 88 15. 50 134. 85 17. 70 238. 95
合计 Total 79. 6 878. 51 69. 30 577. 08 63. 40 360. 07 76. 00 625. 98 86. 50 1026. 74
表 4摇 不同柏木林分类型地表径流和产沙量成对 t检验的 p值
Table 4摇 P values of paired t鄄test on surface runoff and sediment yield of different cypress stand types
林分类型 Stand type 玉低密度型 域中低密度型 芋适宜结构型 郁中高密度型 吁过密型
玉低密度型 0. 0067** 0. 0023** 0. 1784 0. 0181*
域中低密度型 0. 0018** 0. 0008** 0. 0036** 0. 0010**
芋适宜结构型 0. 0009** 0. 0012** 0. 0018** 0. 0009**
郁中高密度型 0. 0038** 0. 0361* 0. 0012** 0. 0003**
吁过密型 0. 0031** 0. 0007** 0. 0005** 0. 0034**
摇 摇 对角线右上部表示径流深 t检验 P值;左下部表示产沙量 t检验 P值;* 表示 P<0. 05,差异显著;** 表示 P<0. 01,差异极显著
3摇 讨论
3. 1摇 郁闭度与灌草层变化
本文从林分郁闭度与灌木、草本生物量和盖度关系出发,研究表明川中丘陵区人工柏木纯林适宜郁闭度
为 0. 6—0. 7;在此郁闭度范围内,柏木林分灌木和草本层物种组成最丰富、盖度适宜,与广西大青山马尾松和
岷江上游油松林分密度对林下灌草的影响规律一致[27鄄28]。 对四川盆地柏木低效林改造研究也表明:实施抚
育间伐后林下物种多样性增加,林分生长量明显提高[29]。 研究同时表明,中龄阶段的人工柏木林分,低郁闭
度时林分中灌木和草本种类以阳性植物为主;随着郁闭度的增大,灌木和草本种类转为中性,最终以耐荫植物
为主。
3. 2摇 林分结构与功能
对亚高山不同植被类型土壤贮水及入渗性能的研究表明:原始冷云杉林土壤入渗性能与林分密度具有显
著负相关性[30]。 太行山石质山地植被优化研究也表明:郁闭度在 0. 6—0. 7 时,可形成良好的灌草层,林地产
沙量最小[31]。 北京山区油松林和刺槐林的产沙量与郁闭度关系十分紧密;当郁闭度从 0. 3 增加到 0. 7 时,油
松林和刺槐林地的产沙量一直减少;当郁闭度超过 0. 7 时,反而呈上升趋势[32]。 本文通过 5 种人工柏木林分
结构类型枯落物持水、土壤贮水能力和地面径流产沙对比研究,也表明郁闭度在 0. 6—0. 7 时,人工柏木防护
林水土保持功能最优,从而进一步证明了有什么样的林分结构就会产生什么样的生态功能。
3. 3摇 人工柏木防护林经营
适宜郁闭度是形成合理林分结构及发挥高效生态功能的基础, 林分郁闭度也是最为直观和易于调控的
因子。 鉴于川中丘陵区人工柏木防护林大多为纯林,林分密度过大,林下灌草盖度低,天然更新不良,稳定性
差的问题,该区防护林经营应从调整林分密度出发,通过生态疏伐改善林下营养空间和光照条件,增加灌木、
草本种类和盖度。 对密度过大,疏伐后灌木也难以在短时间内形成的林分,可通过带状或块状改造、抽针补阔
等方式,引入栎类、香椿、黄荆、马桑等阔叶物种,逐步将柏木纯林改造为复层、异林结构的针阔混交林,提高现
829 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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有林分的稳定性和水土保持能力。
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039 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 3 February,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Behavioural time budgets and diurnal rhythms of the female Tibetan gazelles in the Kekexili National Nature Reserve
LIAN Xinming, LI Xiaoxiao, YAN Peishi, et al (663)
………………
……………………………………………………………………………
The relationship between the temporal鄄spatial distribution of fishing ground of yellowfin tuna (Thunnus albacares) and themocline
characteristics in the tropic Indian Ocean YANG Shenglong, ZHANG Yu, ZHANG Heng, et al (671)…………………………
Characteristics of algous facies of planktonic algae in lake honghu and its response to habitat
LU Bilin, YAN Pingchuan, TIAN Xiaohai, et al (680)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Tide elevations for four mangrove species along western coast of Guangxi, China LIU Liang, FAN Hangqing, LI Chungan (690)……
Effects of CO2 鄄induced seawater acidification on photosynthesis and calcification in the coralline alga Corallina pilulifera
XU Zhiguang, LI Meizhen, HUO Chuanlin,et al (699)
……………
……………………………………………………………………………
Impacts of coverage and canopy water depth on the spectral characteristics for a submerged plant Cabomba caroliniana
ZOU Weina, YUAN Lin, ZHANG Liquan, et al (706)
………………
……………………………………………………………………………
Prioritizing biodiversity in conservation planning based on C鄄Plan:a case study from northeast China
LUAN Xiaofeng,SUN Gongqi,QU Yi,et al (715)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
Effects of urbanization on indigenous plant diversity: a case study of Langfang City, China
PENG Yu, LIU Xuehua, XUE Dayuan, et al (723)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Using infra鄄red cameras to survey wildlife in Beijing Songshan National Nature Reserve LIU Fang, LI Diqiang, WU Jigui (730)……
Individual tree biomass model by tree origin, site classes and age groups LI Haikui, NING Jinkui (740)……………………………
Population genetics of Niviventer confucianus and its relationships with habitat area in Thousand Island Lake region
LIU Jun, BAO Yixin, ZHANG Xu, et al (758)
…………………
……………………………………………………………………………………
Impacts of climate change on phenological phase of herb in the main grassland in Inner Mongolia
GU RunYuan,ZHOU Weican, BAI Meilan, et al (767)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Atmospheric nitrogen deposition in the glacier regions of Northwest China: a case study of Glacier No. 1 at the headwaters of Urumqi
River, Tianshan Mountains WANG Shengjie, ZHANG Mingjun, WANG Feiteng, et al (777)……………………………………
Effects of vegetation type on arthropod functional groups in the aerial habitat of salt marsh TONG Chunfu (786)……………………
The plant community distribution and migration characteristics of heavy metals in tolerance dominant species in lead / zinc mine
areas in Northwestern Guizhou Province XING Dan,LIU Hongyan,YU Pingping,et al (796)……………………………………
Sprouting characteristic in restoration ecosystems of monsoon evergreen broad鄄leaved forest in south鄄central of Yunnan Province
SU Jianrong,LIU Wande,ZHANG Zhijun,et al (805)
……
………………………………………………………………………………
Distribution patterns and changes of aquatic communities in Lashihai Plateau Wetland after impoundment by damming
XIAO Derong, YUAN Hua, TIAN Kun, et al (815)
………………
………………………………………………………………………………
Spatial distribution of root biomass of Pinus massoniana plantation in Three Gorges Reservoir area, China
CHENG Ruimei, WANG Ruili, XIAO Wenfa, et al (823)
……………………………
…………………………………………………………………………
Differences in biomass, litter layer mass and SOC storage changing with tree growth in Larix gmelinii plantations in Northeast
China WANG Hongyan, WANG Wenjie, QIU Ling, et al (833)…………………………………………………………………
Soil carbon sequestration rates and potential in the grazing grasslands of Inner Mongolia
HE Nianpeng, HAN Xingguo, YU Guirui (844)
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Relationships between litter substrate quality and soil nutrients in different鄄aged Pinus massoniana stands
GE Xiaogai, XIAO Wenfa, ZENG Lixiong, et al (852)
……………………………
……………………………………………………………………………
Compare different effect of arbuscular mycorrhizal colonization on soil structure
PENG Sili, SHEN Hong, ZHANG Yuting, et al (863)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The infiltration process of clay soil under different initial soil water contents LIU Muxing, NIE Yan, YU Jing (871)…………………
Diurnal variations of the greenhouse gases emission and their optimal observation duration under different tillage systems
TIAN Shenzhong, NING Tangyuan, CHI Shuyun, et al (879)
……………
………………………………………………………………………
Effects of exogenous pb and cu stress on eco鄄physiological characteristics on foxtail millet seedlings of different genotypes
XIAO Zhihua,ZHANG Yixian,ZHANG Xiwen,et al (889)
…………
…………………………………………………………………………
Combined effect of temperature and salinity on the Na+ 鄄K+ 鄄ATPase activity from the gill of GIFT tilapia juveniles (Oreochromis
niloticus) WANG Haizhen, WANG Hui, QIANG Jun, et al (898)………………………………………………………………
Pattern simulation of karst rocky desertification based on cellular automata WANG Xiaoxue, LI Xuyong, WU Xiuqin (907)…………
The role of root border cells in protecting buckwheat root apices from aluminum toxicity and their effect on polysaccharide contents
of root tip cell walls CAI Miaozhen, WANG Ning, WANG Zhiying, et al (915)…………………………………………………
The suitable stand structure and hydrological effects of the cypress protection forests in the central Sichuan hilly region
GONG Gutang, LI Yanqiong, ZHU Zhifang, et al (923)
………………
……………………………………………………………………………
Comprehensive evaluation of agricultural water鄄saving technology based on AHP and Rough Set method
ZHAI Zhifen,WANG Lanying, SUN Minzhang, et al (931)
………………………………
………………………………………………………………………
Analysis of the spatial expansion characteristics of major urban agglomerations in China using DMSP / OLS images
WANG Cuiping, WANG Haowei, LI Chunming, et al (942)
……………………
………………………………………………………………………
Evaluation of non鄄use value of ecotourism resources: a case study in Dalai Lake protected area of China
WANG Pengwei, JIA Jingbo (955)
……………………………
…………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Assessment indicators system of forest ecosystem health based on the harmful disturbance
YUAN Fei, ZHANG Xinyao, LIANG Jun (964)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Role of silicon in regulating plant resistance to insect herbivores HAN Yongqiang, WEI Chunguang, HOU Maolin (974)……………
Scientific Note
Relationships among light conditions, crown structure and branch longevity: a case study in Osmanthus fragrans and Metasequoia
glyptostroboides ZHAN Feng,YANG Dongmei (984)………………………………………………………………………………
Effects of maize straw with Bt gene return to field on growth of wheat seedlings
CHEN Xiaowen, QI Xin, WANG Haiyong, et al (993)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Studies of non鄄structural carbohydrates of Cupressus funebris in cifferent landslides after Wenchuan Earthquake
CHEN Bo, LI Zhihua, HE Qian,et al (999)
………………………
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《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
国内邮发代号:82鄄7摇 国外邮发代号:M670摇 标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 CN 11鄄2031 / Q
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摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 3 期摇 (2012 年 2 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 32摇 No郾 3摇 2012
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