全 文 ：林业科学研究　2007, 20 (1) : 15～20
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2007) 0120015206
宁夏六盘山南侧森林枯落物及土壤
的水文生态功能研究
张雷燕 1 , 刘常富 1 , 王彦辉 23 , 时忠杰 2 , 何常清 3 , 熊　伟 2 , 于澎涛 2
(1. 沈阳农业大学林学院 ,辽宁 沈阳　110161; 2. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 ,北京　100091;
3. 南京林业大学森林资源与环境学院 ,江苏 南京　210037)
摘要 :森林枯落物和土壤具有重要生态水文功能 ,对六盘山香水河小流域的辽东栎 —少脉椴、华北落叶松林的研究
表明 :辽东栎 —少脉椴林枯落物未分解层、半分解层的最大持水量分别为 5. 42、11. 28 t·hm - 2 ;华北落叶松林的对
应值分别为 5. 72、24. 51 t·hm - 2。两种林分枯落物的有效拦蓄量分别为 0. 56和 1. 63 mm,即华北落叶松林枯落物
的持水能力好于辽东栎 —少脉椴林。但辽东栎 —少脉椴林 1 m土层的非毛管持水深和毛管持水深 (108. 15、441. 02
mm)远大于华北落叶松林 (65. 80、420. 00 mm) ,且前者生长季 1 m土层有效持水能力 (267. 77～327. 42 mm)大于后
者 (133. 55～227. 23 mm)。从林地综合持水能力来看 ,辽东栎 —少脉椴林的水文生态功能优于华北落叶松林。此
外发现 ,虽然是两个不同的林分 ,但其 1 m土层的有效持水能力的非毛管比例都是 36. 6% ,毛管比例都是 6314% ,表
明在采用土壤有效持水能力、毛管贮水深、非毛管贮水深这 3个指标中的任何一个评价较厚土层的总持水能力时 ,
都将有很好的一致性。
关键词 :六盘山 ;森林枯落物 ;土壤 ;生态水文功能
中图分类号 : S715 文献标识码 : A
收稿日期 : 2006205220
基金项目 : 国家“973”项目课题“森林植被对坡面水文过程与水量转化的调节机理 (2002CB111501) ”、国家自然科学基金重点项目“干
旱半干旱地区森林与水资源的相互影响及合理调控机理 (30230290) ”、国家林业局引进国际先进技术项目 ( 200324243)、科技部社会公益研
究专项 (2004D IB3J102) 和国家林业局森林生态环境重点实验室资助
作者简介 : 张雷燕 (1982—) ,女 ,硕士 ,主要从事森林生态水文方向的研究 , zhangleiyan27@163. com.3 通讯作者 , Tel: 010 - 62889531; E2mail: wangyh@ caf. ac. cn
Study on Eco2hydrolog ica l Function of Forest2litter and So il in the South
S ide of L iupan M oun ta in s, N ingx ia Hu i Autonom ous Reg ion, Ch ina
ZHANG Lei2yan1 , L IU Chang2fu1 , WANG Yan2hui2 , SHI Zhong2jie2 , HE Chang2qing3 , X IONG W ei2 , YU Peng2tao2
(1. Forestry College, Shenyang Agriculture University, Shenyang　110161, L iaoning, China ; 2. Research Institute of Forestry Ecology, Environment
and Protection, CAF, Beijing　100091, China; 3. College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry
University, Nanjing　210037, J iangsu, China )
Abstract: To study the eco2hydrological function of litter and soil, a natural m ixed forest of oak (Q uercus liaotun2
gensis) and linden ( Tilia paucicosta ta) and a p lantation of larch (L a rix principis2rupprech tii) in the small watershed
of Xiangshuihe in south side of L iupan Mountains of N ingxia Hui Autonomous Region were selected as research
stands. The results showed that: the un2decomposed (O l ) and sem i2decomposed litter(Of ) had a water holding ca2
pacity of 5. 42 and 11. 28 t·hm - 2 for the m ixed stand, 5. 72 and 24. 51 t·hm - 2 for the larch forest. The effective
water holding dep th of litter layer of these two stands were 0. 56 and 1. 63 mm respectively. It meaned that the lit2
ter’s capability of water holding for larch p lantation was better than that of the m ixed stand. The water holding ca2
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
pacities of non2cap illary pores and cap illary pores of 1 m soil layer were 108. 15 and 441. 02 mm for the m ixed
stand, obviously higher than those for the larch forest ( 65. 80 and 420. 00 mm ). Moreover, the effective water
holding capacity of 1 m soil layer for growing season varied between 267. 77～327. 42 mm for the m ixed stand, also
higher than those for larch forest(133. 55～227. 23 mm). A s a whole, the eco2hydrological function of forest soil of
m ixed stand was better than that of the larch forest. In addition, it was found that the non2cap illary ratio and cap il2
lary ratio in the effective water holding capacity of 1 m soil layer were 36. 6% and 63. 5% for both stands. This
meaned that the effective soil water holding capacity, non2cap illary water holding capacity, cap illary water holding
capacity had the equal power as indicator in evaluating the water holding capacity of a thicker soil layer.
Key words:L iupan Mountains; forest litter; soil; eco2hydrological function
宁夏六盘山位于我国半湿润地区向半干旱区的
过渡带上 ,生态环境脆弱 ,是我国生态植被恢复的关
键地带。森林生态系统的生态水文功能是森林植被
与土壤及气候条件综合作用的结果 [ 1 ]。由于长期以
来对森林植被的破坏 ,该区水土流失严重 ,水资源缺
乏 ,恢复森林植被对保持水土、涵养水源、改善生态
环境等具有重要意义。森林枯落物具有截持降水、
减少侵蚀、阻延地表径流、抑制土壤蒸发等重要水文
功能 [ 2, 3 ] ,这些功能主要取决于森林枯落物的数量、
持水特性及其在林地的分布状况 [ 4 ]。另一方面 ,土
壤是森林生态系统水分循环的最重要的场所 ,直接
影响系统的水文过程 ,林地土壤的水文特征是森林
生态系统水分循环中林分结构与功能的综合体
现 [ 5 ]。土壤层的持水蓄水能力主要与土壤密度、孔
隙度等物理性质及土层厚度有关 ,而且土壤水分也
是水文循环的一个重要部分 [ 6, 7 ]。本文试图通过研
究位于半湿润区的六盘山南坡的主要森林类型的枯
落物和土壤层的涵养水源功能 ,为六盘山区的水源
涵养林建设与植被恢复提供一定的科学依据。
1　研究区概况
本研究在宁夏回族自治区六盘山自然保护区南
侧的香水河小流域进行 ,其地理位置是 35°15′～35°
41′N , 106°09′～106°30′E,海拔 2 040～2 931 m,流
域面积约 40 km2 ,当地气候主要受太平洋东南季风
的影响 ,年均温度 5. 0 ℃,年均降水量 770. 7 mm,全
年蒸发量 1 214～1 426 mm。
该小流域内土壤多为灰褐土 ,主要植被有辽东
栎 ( Q uercus liaotungensis Koidz. )、少 脉 椴 ( Tilia
paucicosta ta Maxim. )、白 桦 ( B etu la pla typhylla
Suk. )、山杨 ( Populus david iana Dode)、华山松 ( P inus
arm andi Fanch. )等天然林以及华北落叶松 (L arix
principis2rupprech tii Mayr. )、油松 ( P inus tabu laeform is
Carr. )等人工林 ,此外还有各种类型的灌丛。
辽东栎 —少脉椴混交林是该地区一种重要的天
然次生林 ,华北落叶松则是该地区面积最大的人工
林。辽东栎 —少脉椴林下的主要灌木有 :灰栒子
(Cotoneaster acu tifolius Turcz. )、三裂绣线菊 (Spiraea
triloba ta L inn. )、忍冬属 ( L onicera L. )植物、甘肃山
楂 ( C rataegus kansuensis W ils. )、峨嵋蔷薇 ( R osa
om eiensis Rolfe)、毛榛子 ( Cory lus m andshu rica Max2
im. )等 , 草本层发育不好 , 主要有南方山荷叶
(D iphy lleia sinensis L i)、华西箭竹 ( Fargesia n itida
Keng f. ex Yi)等。华北落叶松林下灌木很少 ,主要
为草本层 ,主要有苔草 (Carex spp. )、东方草莓 ( F ra2
ga ria orien ta lis Lozinsk. )等。选择这两类最典型的
林分类型 ,设立了 20 m ×20 m的标准地 ,进行每木
检尺 ,结果见表 1。
表 1　样地基本情况
林分类型 坡向 坡度 坡位 土壤类型 密度 / (株·hm - 2 ) 郁闭度 胸径 / cm 树高 /m 枝下高 /m
辽东栎—少脉椴 北坡 31° 下 灰褐土 1 850 0. 80 18. 4 12. 2 5. 1
华北落叶松 东南坡 30° 中 灰褐土 1 275 0. 85 12. 1 13. 7 2. 6
2　研究方法
2. 1　枯落物现存量及持水过程
于 2005年 6月对样地枯落物进行测定 ,在每个
标准地内 ,沿对角线选出 3个代表性的 60 cm ×60
cm的样方 ,用钢尺量测枯落物层总厚度、未分解及
半分解层的厚度 ,之后分层取出并分别装袋带回 ,称
质量后于 85 ℃条件下烘干后再称质量 ,然后浸入水
61
第 1期 张雷燕等 :宁夏六盘山南侧森林枯落物及土壤的水文生态功能研究
中 ,分别测定其在第 5、15、30、50、80、130、200、290、
410、560、740 m in时的质量 ,计算持水量、持水率及
变化过程 ,将浸水 24 h后的枯落物含水率视为最大
持水率。由于完全分解的枯落物层很薄 ,没有专门
调查。
2. 2　枯落物有效拦蓄量的测定
需计算枯落物的有效拦蓄量 ,以便更接近实际
的拦蓄降水量 [ 8 ] ,即 W = ( 0. 85 ×Rm 2R o) ×M ,式中
W ———有效拦蓄量 ( t·hm - 2 ) , Rm ———最大持水率
( % ) , R o———平均自然含水率 ( % ) , M ———枯落物
蓄积量 ( t·hm - 2 )。
2. 3　土壤水文物理性质测定
在各标准地周围选择代表性地点挖掘土壤剖
面 ,记录土壤剖面发生层次 ,之后机械划分土层 ,用
200 cm3环刀在 0～10、10～20、20～40、40～60、60～
80、80～100 cm深度取土 ,每层 3个重复。利用环刀
法测定土壤密度、总孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔
隙度等物理性质 [ 9 ]。
土壤持水能力是评价土壤涵养水源及水文调节
功能的重要指标 ,它与土壤孔隙相对应 ,包括毛管持
水能力和非毛管持水能力 [ 10 ] ,其中毛管持水能力更
多地对应土壤的实际持水能力 ,非毛管持水能力更
多地对应于土壤的渗透能力。非毛管持水能力计算
公式为 : S = 10 000 ×h ×p ×r,式中 : S—土壤非毛管
持水能力 ( t·hm - 2 ) , h———土壤厚度 (m ) , p———非
毛管孔隙度 ( % ) , r———水的密度 ( t·m - 3 )。套用
此公式 ,同样可以计算出土壤的毛管持水能力。
2. 4　土壤含水量和有效持水能力动态的测定
2005年 6—10月在样地内用土钻法测定土壤
含水量 ,每月测定 3次 ,取土分层为 0～10、10～20、
20～40、40～60、60～80、80～100 cm,每层 3个重
复 ,称得湿质量后在 105℃条件下烘干 ,称质量 ,计
算含水率。以每个月的实测最低含水量作为基础含
水量 ,分土层计算它们与饱和含水量的差 ,得到各土
层有效持水能力在生长季内的动态变化。
3　结果与分析
3. 1　枯落物最大持水量及持水过程
枯落物层的形态和现存量与林分树种组成密切
相关。由表 2可知 ,华北落叶松林的枯落物层厚度
小于辽东栎 —少脉椴林 ,但其现存量大于辽东栎 —
少脉椴林 ,这是因为针叶枯落物比阔叶枯落物较密
实 ,而且分解缓慢。
表 2　林分枯落物现存量
林分类型
枯落物层厚度 / cm
总厚度 未分解层 半分解层
枯落物现存量
总现存量 /
( t·hm - 2 )
未分解层 /
( t·hm - 2 )
占总现存
量 /%
半分解层 /
( t·hm - 2 )
占总现存
量 /%
辽东栎—少脉椴 4. 9 2. 4 2. 5 7. 77 2. 23 28. 70 5. 54 71. 30
华北落叶松 3. 2 1. 0 2. 2 16. 00 2. 72 17. 00 13. 28 83. 00
　　图 1、图 2分别为辽东栎 —少脉椴、华北落叶松
林分枯落物的持水过程。可以看出 ,两种林分的未
分解层、半分解层枯落物的持水量都随时间延长而
增加。在浸水 24 h后 ,辽东栎 —少脉椴林枯落物的
未分解层最大持水量为 5. 42 t·hm - 2 ,半分解层为
11. 28 t·hm - 2 ;华北落叶松林分对应值分别为 5. 72
和 24151 t·hm - 2。两种林分的半分解层最大持水
量均大于未分解层。华北落叶松林分的枯落物总持
水量为 30. 23 t·hm - 2 ,远大于辽东栎 —少脉椴林分
的 16. 7 t·hm - 2 ,这主要是因为针叶枯落物分解速
率较阔叶树慢 ,从而积累了较高的枯落物数量。比
较两个林分枯落物的最大持水率 ,发现辽东栎 —少
脉椴林分的未分解层和半分解层枯落物的最大持水
率 (243118%和 203. 57% )均大于华北落叶松林分
(210134%和 184. 54% ) (见表 3) ,即表明阔叶林枯 落物的持水率高于针叶林枯落物。图 1　辽乐栎—少脉椴枯落物持水过程
71
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
图 2　华北落叶松枯落物持水过程
3. 2　枯落物层的有效拦蓄量
枯落物层的最大持水量只反映其潜在持水能力 ,
用它评价枯落物层拦蓄降水实际能力时常偏高 ,因
此 ,使用有效拦蓄量来表示对降水的拦蓄能力则能更
靠近实际 [ 11 ]。
如表 3所示 ,两种林分枯落物层的有效拦蓄量有
很大 差 别 , 辽 东 栎 —少 脉 椴 的 有 效 拦 蓄 量 为
5. 57 t·hm - 2 ,相当于可拦蓄 0. 56 mm的降水深 ;而
华北落叶松的有效拦蓄量为 16. 27 t·hm - 2 ,相当于
可拦蓄 1. 63 mm的降水深 ,是辽东栎 —少脉椴的 2. 9
倍 ,这主要是因为华北落叶松林的枯落物现存量
较大。
表 3　不同林分的枯落物层有效拦蓄量
林分类型 枯落物层 蓄积量 /( t·hm - 2 )
自然含水
率 / %
最大持水
率 /%
最大拦蓄
量 / ( t·hm - 2 )
有效持水
率 / %
有效拦蓄
量 / ( t·hm - 2 )
有效拦蓄
深 /mm
总有效拦
蓄深 /mm
辽东栎—少脉椴 未分解层 2. 23 77. 32 243. 18 5. 42 129. 38 2. 89 0. 29 0. 56
半分解层 5. 54 124. 60 203. 57 11. 28 48. 43 2. 68 0. 27
华北落叶松 未分解层 2. 72 46. 60 210. 34 5. 72 132. 19 3. 60 0. 36 1. 63
半分解层 13. 28 61. 44 184. 54 24. 51 95. 42 12. 67 1. 27
3. 3　林地土壤的生态水文功能
3. 3. 1　土壤的孔隙度和持水特征 　森林土壤层在
涵养水源方面具有最重要的作用 ,表 4是辽东栎 —
少脉椴和华北落叶松林地土壤层的物理性质及贮水
能力的比较。从表中可以看出 ,随着土层越深 ,土壤
密度增大 ,总孔隙度变小。两种林分土壤的物理性
质和持水性能有较大差异 ,与华北落叶松林分相比 ,
辽东栎 —少脉椴林分的土壤密度较小 ,孔隙度较大 ,
其 100 cm 土层加权平均的土壤密度为 1. 18 g·
cm
3
,总 孔 隙 度 为 54. 92% , 非 毛 管 孔 隙 度 为
10181% ;而华北落叶松林分 100 cm土层的平均土 壤密度为 1. 22 g·cm - 3 ,总孔隙度为 48. 58% ,非毛管孔隙度为 6158%。从土壤持水特征来看 ,辽东栎 —少脉椴林分 100 cm土层的毛管贮水深为 441.02 mm,非毛管贮水深为 108. 15 mm;而华北落叶松林土壤分别为 420. 00 mm和 65. 80 mm。这些数据的明显差别说明 ,辽东栎 —少脉椴林分的土壤持水能力高于华北落叶松林分 ,尤其是非毛管持水能力 ,前者是后者的 1. 6倍。有研究表明 ,非毛管孔隙度与土壤渗透性能呈正相关 [ 12 ] ,提高林地非毛管孔隙度对于增强土壤入渗和减少地面径流是非常重要的 ,营造阔叶林和混交林是可行的实用措施。
表 4　土壤物理性质及持水特征
样地类型
土层 /
cm
土壤密度 /
( g·cm - 3 )
最大持水
率 /%
毛管持水
率 /%
总孔隙
度 /%
毛管孔隙
度 /%
非毛管孔
隙度 /%
非毛管贮
水深 /mm
毛管贮水
深 /mm
0～10 0. 80 85. 13 58. 35 68. 10 45. 94 22. 16 22. 16 45. 94
10～20 1. 00 58. 93 53. 64 58. 85 53. 02 5. 83 5. 83 53. 02
20～40 1. 27 43. 67 31. 03 55. 46 39. 61 15. 85 31. 70 79. 22
辽东栎—少脉椴 40～60 1. 11 49. 97 40. 20 55. 62 44. 96 10. 66 21. 32 89. 92
60～80 1. 26 41. 90 33. 92 52. 68 42. 68 10. 00 20. 01 85. 36
80～100 1. 36 34. 89 32. 29 47. 34 43. 79 3. 56 7. 12 87. 57
0～100 1. 18 48. 49 38. 69 54. 92 44. 10 10. 81 108. 15 441. 02
0～10 0. 94 60. 29 43. 09 56. 87 40. 67 16. 21 16. 21 40. 67
10～20 1. 12 46. 62 41. 96 52. 34 47. 00 5. 34 5. 34 47. 00
20～40 1. 02 54. 04 43. 36 55. 12 44. 00 11. 12 22. 24 88. 00
华北落叶松 40～60 1. 21 40. 43 37. 29 49. 05 45. 17 3. 88 7. 77 90. 33
60～80 1. 33 33. 37 29. 20 44. 33 38. 50 5. 83 11. 65 77. 00
80～100 1. 52 26. 19 25. 37 39. 80 38. 50 1. 30 2. 60 77. 00
0～100 1. 22 41. 49 35. 55 48. 58 42. 00 6. 58 65. 80 420. 00
81
第 1期 张雷燕等 :宁夏六盘山南侧森林枯落物及土壤的水文生态功能研究
相对于深层土壤的水文物理性质可能更多受到
地形、母质堆积、石砾含量等非生物因素的影响而
言 ,表层土壤则更多地受到林木及森林土壤生物的
直接影响。因此 ,通过比较表 4中 0～10、10～20 cm
等表层土壤的物理性质 ,更能体现出辽东栎 —少脉
椴混交林的土壤改良性能优于华北落叶松人工林。
3. 3. 2　土壤有效持水能力生长季内的动态变化
　因为土壤含水量一直处在变化过程中 ,所以土
壤的有效持水能力也一直在变化。利用各月实
测最低含水量与饱和含水量的差得到不同土层
有效持水能力在生长季内的月份变化 (表 5 ) 。可
以看出 ,在整个生长季内 ,除了 20～40 cm 土层
以外 ,其他各土层均是辽东栎 —少脉椴林的土壤
有效持水能力大于华北落叶松林。在 20～40 cm
层的土壤有效持水能力的比较关系与其他土层
不同 ,可能与该土层的石砾含量、根系分布等多
个因素有关 ,有待继续深入研究。但从林地 1 m
土层的整体来看 ,辽东栎 —少脉椴林的有效持水
能力在生长季内变化在 267. 77～327. 42 mm ,而
华北落叶松林仅为 133. 55～227. 23 mm ,差别非
常显著。从生长季各月的变化来看 ,两个林分 1
m土层的有效持水能力均以 6月份最大 , 8月份
最小。这与 6月份及其以前各月降水较少、土壤
较干有关 ;随着雨季降水量的不断积累 ,在 8月
份的土壤含水量达到最高点 ,导致土壤有效持水
能力出现低点。
在假设各土层的有效持水能力首先由非毛管贮
水组成 ,其余部分由毛管贮水组成的前提下 ,分析发
现 (表 6) ,不管是辽东栎 —少脉椴林 ,还是华北落叶
松林 ,虽然它们各自的土壤物理性质和有效持水能
力都差别很大 ,但它们 1 m土层的有效持水能力都
是 36. 6%属于非毛管范围 , 63. 5%属于毛管范围 ,
尽管这个比例在各土层间波动较大。这说明 ,在评
价一个较厚土层的总的持水能力时 ,不论使用土壤
有效持水能力、毛管贮水深、非毛管贮水深 ,它们的
相对大小关系的一致性非常好 ,可以用来等价地评
价土壤持水能力差别。但这种关系是否具有普遍
性 ,还有待于在更多地点进行更多森林类型和样地
的调查。
从各 10 cm土层的毛管有效持水、毛管有效持
水与毛管贮水能力比值随土壤深度的变化 (表 6)来
看 ,除 20～40 cm土层以外 ,辽东栎 —少脉椴林的毛
管范围的土壤有效持水能力的深度分布是很均匀
的 ,平均有 43%的毛管贮水能力转化为土壤有效持
水 ;相比而言 ,华北落叶松林的毛管范围的土壤有效
持水能力随土层加深而递减 ,平均仅有 27%的毛管
贮水能力转化为土壤有效持水 ,这可能与华北落叶
松属于浅根性树种 [ 13 ]有关。
表 5　土壤有效持水能力的生长季内月变化
样地类型 土层 / cm
土壤有效持水能力 /mm
6月 7月 8月 9月 10月 6—10月平均
0～10 46. 33 41. 66 38. 81 42. 83 43. 47 42. 62
10～20 32. 20 29. 41 25. 90 32. 10 28. 91 29. 70
20～40 55. 12 46. 18 27. 41 55. 60 31. 28 43. 12
辽东栎—少脉椴 40～60 73. 82 61. 58 72. 25 77. 48 61. 76 69. 38
60～80 70. 99 63. 03 63. 93 63. 93 64. 96 65. 37
80～100 48. 96 45. 15 39. 47 38. 16 57. 40 45. 83
0～100 327. 42 287. 01 267. 77 310. 10 287. 78 296. 02
0～10 31. 68 32. 50 22. 67 34. 81 20. 59 28. 45
10～20 28. 47 22. 91 15. 32 23. 90 13. 75 20. 87
20～40 69. 31 55. 01 43. 53 54. 59 45. 97 53. 68
华北落叶松 40～60 34. 26 34. 98 24. 49 36. 32 29. 16 31. 84
60～80 31. 90 21. 94 18. 88 22. 84 33. 25 25. 76
80～100 31. 61 14. 67 8. 66 15. 80 24. 87 19. 12
0～100 227. 23 182. 01 133. 55 188. 26 167. 59 179. 73
91
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
表 6　生长季 (6—10月 )的土壤有效持水能力及其组成
样地类型 土层 /
cm
总计 /
mm
非毛管有效持水能力
mm %
毛管有效持水能力
mm %
10 cm土层毛管有效
持水能力 /mm
毛管有效持水与
毛管贮水能力比
0～10 42. 62 22. 16 51. 99 20. 46 48. 01 20. 46 0. 45
10～20 29. 70 5. 83 19. 63 23. 87 80. 37 23. 87 0. 45
20～40 43. 12 31. 70 73. 52 11. 42 26. 48 5. 71 0. 14
辽东栎—少脉椴 40～60 69. 38 21. 32 30. 73 48. 06 69. 27 24. 03 0. 53
60～80 65. 37 20. 01 30. 61 45. 36 69. 39 22. 68 0. 53
80～100 45. 83 7. 12 15. 54 38. 71 84. 46 19. 36 0. 44
0～100 296. 02 108. 15 36. 54 187. 87 63. 46 18. 79 0. 43
0～10 28. 45 16. 21 56. 98 12. 24 43. 02 12. 24 0. 30
10～20 20. 87 5. 34 25. 59 15. 53 74. 41 15. 53 0. 33
20～40 53. 68 22. 24 41. 43 31. 44 58. 57 15. 72 0. 36
华北落叶松 40～60 31. 84 7. 77 24. 40 24. 07 75. 60 12. 04 0. 27
60～80 25. 76 11. 65 45. 22 14. 11 54. 78 7. 06 0. 18
80～100 19. 12 2. 60 13. 60 16. 52 86. 40 8. 26 0. 21
0～100 179. 73 65. 80 36. 61 113. 93 63. 39 11. 39 0. 27
4　结论与讨论
森林的枯落物层和土壤层都在涵养水源方面具
有重要作用 ,但森林土壤的持水能力远大于枯落物
层 ,是涵养水源的主体。
辽东栎—少脉椴林和华北落叶松林枯落物的未
分解 层 最 大 持 水 量 分 别 是 5. 42 t · hm - 2 和
5. 72 t·hm - 2 ,半分解层最大持水量分别为 11. 28 t·
hm - 2和 24. 51 t·hm - 2。辽东栎—少脉椴林和华北落
叶松林枯落物层的有效拦蓄量分别为 0. 56 mm和
1163 mm。
辽东栎 —少脉椴林 1 m土层的非毛管贮水深是
108. 15 mm,毛管贮水深是 441. 02 mm;华北落叶松
林的对应数值分别为 65. 80 mm和 420. 00 mm。辽
东栎 —少脉椴林 1 m土层的生长季 (6—10月 )有效
持水能力变化在 267. 77 ～ 327. 42 mm, 平均为
296. 02 mm;华北落叶松林的对应值为 133. 55 ～
227. 23 mm和 179. 73 mm。辽东栎 —少脉椴林的有
效土壤毛管持水能力的深度分布均匀 ,平均有 43%
的毛管贮水能力转化为土壤有效持水能力 ;而浅根
性的华北落叶松林的有效土壤毛管持水能力随土层
加深而递减 ,平均仅有 27%的毛管贮水能力转化为
土壤有效持水能力。
两种不同林分 1 m土层的有效持水能力都是
36. 6%属于非毛管范围 , 63. 4%属于毛管范围 ,表明
分别采用土壤有效持水能力、毛管贮水深、非毛管贮
水深作为指标评价一个较厚土层的总持水能力时具
有很好的一致性。
对两种林分的比较说明 ,辽东栎 —少脉椴林枯
落物的持水能力小于华北落叶松林 ;但辽东栎 —少
脉椴林地 1 m土层的毛管贮水深、非毛管贮水深、有
效持水能力都大于华北落叶松林 ,说明前者的土壤
水文功能优于后者。再考虑到华北落叶松枯落物的
分解容易造成土壤酸化 ,所以说阔叶林的改良土壤
和涵养水源能力都优于针叶林 ;在现有的华北落叶
松人工林中 ,要有意识地引入阔叶树种 ,逐步改造为
针阔混交林 ,不断提高其林分质量和水源涵养功能。
参考文献 :
[ 1 ] 时忠杰 ,王彦辉 ,于澎涛 ,等. 宁夏六盘山林区几种主要森林植被
生态水文功能研究 [ J ]. 水土保持学报 , 2005, 19 (3) : 134～138
[ 2 ] 吴钦孝 ,赵鸿雁 ,刘向东 ,等. 森林枯枝落叶层涵养水源保持水土
的作用评价 [ J ]. 水土保持学报 , 1998, 4 (2) : 23～28
[ 3 ] Leer. Forest Hydrology [ M ]. New York: Columbia University
Press, 1980
[ 4 ] 杨洪学 ,蒙宽宏 ,孟祥楠 ,等. 阿什河流域不同林分类型枯落物持
水能力研究 [ J ]. 防护林科技 , 2005 (5) : 14～17
[ 5 ] 党宏忠 ,周泽福 ,赵雨森 ,等. 祁连山水源涵养林土壤水文特征研
究 [ J ]. 林业科学研究 , 2006, 19 (1) : 39～44
[ 6 ] 张光灿 ,刘　霞. 泰山几种林分枯落物和土壤水文效应研究 [ J ].
林业科技通讯 , 1999 (2) : 28～29
[ 7 ] 王　力 ,邵明安 ,王全九. 林地土壤水分运动研究述评 [ J ]. 林业
科学 , 2005, 41 (2) : 147～153
[ 7 ] 张振明 ,余新晓 ,牛健植 ,等. 不同林分枯落物层的水文生态功能
[ J ]. 水土保持学报 , 2005, 19 (3) : 139～143
[ 9 ] 林业部科技司. 森林生态系统定位研究方法 [M ]. 北京 :中国科
学技术出版社 , 1994: 98～100
[ 10 ] 余新晓 ,张建军 ,朱金兆. 黄土地区防护林生态系统土壤水分条
件的分析与评价 [ J ]. 林业科学 , 1996, 32 (4) : 289～296
[ 11 ] 朱丽晖 ,李　冬 ,邢宝振. 辽东山区天然次生林桔落物层的水文
生态功能 [ J ]. 辽宁林业科技 , 2001 (1) : 35～37
[ 12 ] 李德生 ,张 　萍 ,张水龙 ,等. 黄前库区森林土壤蓄水能力研究
[ J ]. 南京林业大学学报 (自然科学版 ) , 2004, 28 (1) : 25～28
[ 13 ] 韩有志 ,梁胜发 ,华北落叶松人工林根系分布及根系生物量研
究 [ J ]. 山西林业科技 , 1997 (3) : 36～41
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