全 文 ：林业科学研究　２０１２，２５（２）：２１２ ２１７
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
　　文章编号：１００１１４９８（２０１２）０２０２１２０６
阿什河上游小流域主要林分枯落物层的持水特性
韩春华，赵雨森，辛　颖，魏　琳，张　欣
（东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨　１５００４０）
收稿日期：２０１１０９３０
基金项目：国家自然科学基金（３１０７０６２９）
作者简介：韩春华（１９８２—），男，哈尔滨人，博士研究生，从事水土保持与荒漠化防治方面的研究．
通讯作者： Ｚｈａｏｙｓ１９５７＠１６３．ｃｏｍ
摘要：在阿什河上游的帽儿山实验林场境内，选取代表性的６种林分类型，测定了各林分枯落物层的蓄积量，采用室
内浸泡法对持水能力进行研究。结果表明：６种林分枯落物层厚度为２．８ ５．５ｃｍ；枯落物总蓄积量为９．２７ ３９．８１
ｔ·ｈｍ－２；最大持水量为２５．６５ １３６．８３ｔ·ｈｍ－２；最大拦蓄水量为２１．０２ ８７．５３ｔ·ｈｍ－２；总有效拦蓄水深为１．７２
６．７１ｍｍ。６种林分枯落物层的持水能力排序为：兴安落叶松林＞针阔混交林＞红松林＞蒙古栎林＞樟子松林＞
水曲柳林。对６种林分枯落物的持水量、吸水率随浸泡时间的变化进行了回归拟合，表明枯落物持水量与浸泡时间
存在对数关系，枯落物吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。
关键词：阿什河；小流域；枯落物；持水特性
中图分类号：Ｓ７１５．３ 文献标识码：Ａ
ＷａｔｅｒＨｏｌｄｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＬｉｔｔｅｒＬａｙｅｒｓｏｆＭａｉｎＦｏｒｅｓｔ
ＴｙｐｅｓｉｎｔｈｅＵｐｓｔｒｅａｍＳｍａｌＷａｔｅｒｓｈｅｄｏｆＡｓｈｉＲｉｖｅｒ
ＨＡＮＣｈｕｎｈｕａ，ＺＨＡＯＹｕｓｅｎ，ＸＩＮＹｉｎｇ，ＷＥＩＬｉｎ，ＺＨＡＮＧＸｉｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００４０，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｉｘｔｙｐｅｓｏｆｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｆｏｒｅｓｔｓｔａｎｄｓａｔｔｈｅＭａｏｅｒｓｈａｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＡｓｈｉＲｉｖｅｒ’ｓｕｐ
ｓｔｒｅａｍｗａｔｅｒｓｈｅｄｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｆｏｒｅｓｔｓｔｏｃｋｖｏｌｕｍｅａｎｄｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｌｉｔｅｒｌａｙｅｒｓ，ａｎｄ
ｔｈｅｄａｔａｏｂｔａｉｎｅｄｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｌｉｔｅｒｌａｙｅｒｗａｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅ
ｏｆ２．８ ５．５ｃｍ；ｔｈｅｔｏｔａｌｓｔｏｃｋｖｏｌｕｍｅｏｆｌｉｔｅｒｌａｙｅｒｗａｓｉｎ９．２７ ３９．８１ｔ·ｈｍ－２；ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇ
ｃａｐａｃｉｔｙｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ２５．６５ｔ·ｈｍ－２ｔｏ１３６．８３ｔ·ｈｍ－２；ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｅｔａｉｎｃａｐａｃｉｔｙｗａｓ２１．０２ ８７．５３ｔ·
ｈｍ－２；ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｅｆｅｃｔｉｖｅｒｅｔａｉｎｄｅｅｐｎｅｓｓｗａｓ１．７２ ６．７１ｍｍ．Ｔｈｅｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｘｔｙｐｅｓｏｆ
ｆｏｒｅｓｔｌｉｔｅｒｌａｙｅｒｓｗａｓｌｉｓｔｅｄｉｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｒｄｅｒａｓｆｏｌｏｗｓ：Ｌａｒｉｘｇｍｅｌｉｎｉｆｏｒｅｓｔ＞ｃｏｎｉｆｅｒｂｒｏａｄｌｅａｖｅｄｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔ＞
Ｐｉｎｕｓｋｏｒａｉｅｎｓｉｓｆｏｒｅｓｔ＞Ｑｕｅｒｃｕｓｍｏｎｇｏｌｉｃａｆｏｒｅｓｔ＞Ｐｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａｆｏｒｅｓｔ＞Ｆｒａｘｉｎｕｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａｆｏｒ
ｅｓｔ．Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｉｘｔｙｐｅｓｏｆｆｏｒｅｓｔｓｔａｎｄｌｉｔｅｒｓｓｈｏｗｅｄｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｗａｔｅｒｈｏｌｄ
ｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｌｉｔｅｒａｎｄｓｏｃｋｉｎｇｔｉｍｅ，ａｎｄｐｏｗｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｓｏａｋｉｎｇｔｉｍｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｓｈｉｒｉｖｅｒ；ｓｍａｌｒｉｖｅｒｂａｓｉｎ；ｌｉｔｅｒ；ｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
　　处于林分植物层与土壤层之间的枯枝落叶层
（又称枯落物层）主要是由凋落的叶、枝、皮、花、果、
种子等植物器官堆积而成的［１］，是森林生态系统与
大气和矿质土壤进行物质与能量交换的一个重要场
所［２］。枯落物层依靠其强大的表面积和疏松多孔的
性质，具有明显的截持降水、调节地表径流、减少土
壤流失及改善土壤理化性质的功能，成为森林生态
系统调节水分分配的第二作用层［３－５］，具有保持水
第２期 韩春华等：阿什河上游小流域主要林分枯落物层的持水特性
土和涵养水源的重要作用［６－８］。
阿什河发源于黑龙江省尚志市境内张广才岭余
脉帽儿山镇尖山砬子沟，流经黑龙江省阿城市，在
哈尔滨市境内汇入松花江。在阿什河中上游地区建
有西泉眼水库，是哈尔滨市重要的水源地之一。因
而，对于阿什河上游小流域水源涵养林和水土保持
林的水文功能研究具有重要意义。本文依托东北林
业大学帽儿山实验林场，对阿什河上游小流域内６
种主要林分枯落物层的持水特性及作用机理进行研
究，旨在为阿什河上游小流域水源涵养林和水土保
持林的水文功能及森林生态评价提供依据。
１　研究区概况
研究区域位于帽儿山实验林场境内。地理坐标
为１２７°３６′ １２７°３９′Ｅ，４５°２３′ ４５°２６′Ｎ。该地区
属长白山系张广才岭西北坡小岭余脉，为松嫩平原
向张广才岭过渡的低山丘陵区。属中温带大陆性季
风气候，四季较为分明。冬季漫长、寒冷而干燥，多
西北风。夏季温热短促、降水集中。早春少雨多干
旱，秋季降温迅速，常有冻害发生。早霜９月中旬，
晚霜５月下旬。年平均气温 ２．８℃，年平均湿度
７０％，常年偏西南风，年降水量６００ ８００ｍｍ，年蒸
发量１０９３．９ｍｍ，年日照时数 ２４７１．３ｈ，无霜期
１２０ １４０ｄ，属于自然资源较富饶的半山区次生林
地带。本研究区地带性植被是以红松（Ｐｉｎｕｓｋｏ
ｒａｉｅｎｓｉｓＳｉｅｂ．ｅｔＺｕｃｃ．）为主的针阔混交林，但经２０
世纪初的过度采伐，原生植被已不复存在，后期人工
栽种了红松、兴安落叶松（Ｌａｒｉｘｇｍｅｌｉｎｉ（Ｒｕｐｒ．）Ｒｕ
ｐｒ．）、樟 子 松 （Ｐｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ． ｍｏｎｇｏｌｉｃａ
Ｌｉｔｖｉｎ．），非人工栽种区域被水曲柳（Ｆｒａｘｉｎｕｓｍａｎｄ
ｓｈｕｒｉｃａＲｕｐｒ．）、蒙古栎（ＱｕｅｒｃｕｓｍｏｎｇｏｌｉｃａＦｉｓｃｈ．）、
椴树（ＴｉｌｉａａｍｕｒｅｎｓｉｓＲｕｐｒ．）、色木槭（Ａｃｅｒｍｏｎｏ
Ｍａｘｉｍ．）为主的阔叶混交林取代。在不同海拔高度
和多种立地条件下均有林分分布。主要乔木有红
松、樟子松、兴安落叶松、水曲柳、蒙古栎、胡桃楸
（ＪｕｇｌａｎｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａＭａｘｉｍ．）、椴树、色木槭、榆树
（ＵｌｍｕｓｐｕｍｉｌａＬ．）、白桦（ＢｅｔｕｌａｐｌａｔｙｐｈｌａＳｕｋ．）、杨
树（ＰｏｐｕｌｕｓｄａｖｉｄｉａｎａＤｏｄｅ）等１０余种。
２　研究方法
２０１１年５—９月，通过对研究区不同林分的实
地调查，选定６种代表性的林分类型作为实验样地。
分别设置２０ｍ×２０ｍ的标准地（表１）。在标准地
内依对角线分别在四角及中心位置设２０ｃｍ×２０ｃｍ
的枯落物收集样方５个，测量并记录样方内枯落物
未分解层和半分解层厚度，并分别收集样方中的枯
落物、入袋封装。
表１　样地基本特征
林分类型 坡度／（°） 坡位 坡向 林龄等级 林冠郁闭度 平均树高／ｍ 平均胸径／ｃｍ
水曲柳 ５ 下　 东南 近 ０．６ ２１．０ ３０．０
兴安落叶松 １２ 中　 南　 中 ０．８ ２３．０ ２２．０
针阔混交 ８ 中上 东南 中 ０．８ ２０．０ ２０．０
蒙古栎 ２０ 上　 南　 近 ０．７ １９．０ ２２．０
樟子松 ７ 中　 南　 中 ０．７ １５．０ ２２．０
红松 １０ 中下 东南 近 ０．７ １５．０ １８．０
　　枯落物带回实验室后，称其自然状态质量，在
８０℃下烘至恒定质量，称其干质量。以干物质质量
推算不同林分枯落物蓄积量。采用室内浸泡法，将
烘干后的枯落物装入网袋，并浸入盛有清水的容器
中浸泡２４ｈ，称质量后计算最大持水量和最大持水
率。取未分解层、半分解层样品称质量后分别装入
网袋，浸入清水后分别在０．２５、０．５、１、２、４、８、１２、２４
ｈ时测定质量变化，以计算吸水速度。
根据枯落物的最大持水率和平均自然含水率计
算最大拦蓄率，公式为：最大拦蓄率＝最大持水率－
平均自然含水率；最大拦蓄量 ＝最大拦蓄率 ×蓄积
量；有效拦蓄率＝０．８５×最大持水率 －平均自然含
水率。从而计算有效拦蓄量［９］，公式为：
Ｗ ＝（０．８５Ｒｍ －Ｒｏ）Ｍ
式中：Ｗ为有效拦蓄量（ｔ·ｈｍ－２）；Ｒｍ为最大持水率
（％）；Ｒｏ为平均自然含水率（％）；Ｍ为枯落物蓄积
量（ｔ·ｈｍ－２）。
３　结果与分析
３．１　不同林分枯落物蓄积量
从调查统计结果可以看出（表２），６种不同林分
的枯落物蓄积量有较大差别，变动范围在 ９．２７
３１２
林　业　科　学　研　究 第２５卷
３９．８１ｔ·ｈｍ－２，依次为兴安落叶松林 ＞针阔混交林
＞红松林＞樟子松林＞蒙古栎林＞水曲柳林。针叶
林和针阔混交林的枯落物蓄积量均高于阔叶林。分
析其差别的原因，主要受到树种组成、林内环境等因
素影响［１０］。阔叶树种枯落物与针叶树种相比更易
于分解，最终导致阔叶林枯落物的积累量较少。针
叶林和针阔混交林的枯落物分解速度较慢，因此相
对阔叶林枯落物蓄积量多，尤其是落叶松，其蓄积量
最大。其次，不同林分枯落物的各层蓄积量所占比
例不同，但均呈现出半分解层蓄积量所占比例高于
未分解层，均在６０％以上。红松林半分解层占比例
最大，为７８．１３％；其次为樟子松林、水曲柳林、蒙古
栎林、针阔混交林和兴安落叶松林。通常认为，枯落
物层蓄积量取决于其在林地上的积累量、分解速度、
积累年限等因子，而这些因子又与森林构成、林分发
育、林分结构、林分生产力等有关［１１］。因此，枯落物
储量状况反映了枯落物与所处环境的交互作用和富
集程度，枯落物的蓄积量越多，持水能力越强［１２］。
表２　枯落物蓄积量
林分类型
枯落物厚度／ｃｍ
未分解层 半分解层
总厚度
／ｃｍ
未分解层
蓄积量／（ｔ·ｈｍ－２） 比例／％
半分解层
蓄积量／（ｔ·ｈｍ－２） 比例／％
总蓄积量
／（ｔ·ｈｍ－２）
水曲柳 ０．８ ２．０ ２．８ ２．４４ ２６．３２ ６．８３ ７３．６８ ９．２７
兴安落叶松 ２．１ ３．４ ５．５ １４．６４ ３６．７７ ２５．１７ ６３．２３ ３９．８１
针阔混交 １．４ ２．４ ３．８ ７．５０ ３３．３６ １４．９８ ６６．６４ ２２．４８
蒙古栎 １．７ ２．３ ４．０ ２．５４ ２６．９９ ６．８７ ７３．０１ ９．４１
樟子松 １．５ ２．９ ４．４ ３．８５ ２５．００ １１．５５ ７５．００ １５．４０
红松 １．６ ３．６ ５．２ ４．１７ ２１．８７ １４．９０ ７８．１３ １９．０７
３．２　枯落物的持水性能
３．２．１　枯落物的持水能力　枯落物的持水能力一
般用干物质的最大持水率、最大持水量表示，文中也
采用枯落物浸水２４ｈ后的持水率为最大持水率［１３］。
６种林分枯落物的最大持水率（表 ３）变化范围为
１９２．５６％ ３４３．６７％，排序为兴安落叶松林 ＞蒙古
栎林＞针阔混交林 ＞水曲柳林 ＞红松林 ＞樟子松
林。从试验结果看，针叶与针叶、阔叶与阔叶、针叶
与阔叶树种之间枯落物最大持水率均有差异，可能
与其林分类型、林龄、枯落物分解状况、累积状况、前
期水分状况等多种因素有关［１４］。
表３　枯落物的总拦蓄能力
林分类型
自然含水率
／％
最大持水率
／％
最大持水量
／（ｔ·ｈｍ－２）
最大拦蓄率
／％
最大拦蓄量
／（ｔ·ｈｍ－２）
有效拦蓄率
／％
有效拦蓄量
／（ｔ·ｈｍ－２）
总有效拦蓄深
／ｍｍ
水曲柳 ５０．０３ ２７６．７８ ２５．６５ ２２６．７５ ２１．０２ １８５．２３ １７．１７ １．７２
兴安落叶松 １２３．８１ ３４３．６７ １３６．８３ ２１９．８６ ８７．５３ １６８．３１ ６７．００ ６．７１
针阔混交 ６７．７０ ３３４．４６ ７５．１９ ２６６．７６ ５９．９７ ２１６．５９ ４８．６９ ４．８７
蒙古栎 ５８．２４ ３４１．８９ ３２．１７ ２８３．６５ ２６．６９ ２３２．３７ ２１．８７ ２．１８
樟子松 ３５．３７ １９２．５６ ２９．６５ １５７．１９ ２４．２１ １２８．３１ １９．７６ １．９８
红松 ３０．８６ ２２２．２２ ４２．３８ １９１．３６ ３６．４９ １５８．０３ ３０．１４ ３．０２
　　枯落物最大持水量是由其最大持水率和蓄积量
决定的，反映了林分的持水能力。不同林分的最大
持水量依次为：兴安落叶松林 ＞针阔混交林 ＞红松
林＞蒙古栎林＞樟子松林＞水曲柳林。各林分半分
解枯落物最大持水量远大于未分解枯落物最大持水
量，为其１．７ ４．６倍。从排序看是枯落物的持水
能力、蓄积量、分解状况、本身厚度等共同作用的结
果［１５］。兴安落叶松林的枯落物最大持水率和最大
持水量均最高，这是因为兴安落叶松凋落物蓬松柔
软，常形成海绵状的吸水层，因而具有较大的持水
率，同时枯落物蓄积量也最大。根据实际调查，蒙古
栎林林下草本层枯死物含量较多，因此可有效保持
枯落物层不受破坏，为提高整个林分的涵养水源、保
持水土功能起到很大作用。虽然蒙古栎林枯落物的
最大持水率也较高，但其蓄积量比较低，所以最大持
水量排序居后。樟子松林持水能力较小，主要是由
于樟子松枯落物质地较硬，表面光滑且含有松脂，水
分不易吸附在枯落物表面，虽然其最大持水率低于
水曲柳林枯落物，但其蓄积量较高，所以最大持水量
仍高于水曲柳林。水曲柳林样地位置位于坡下，水
４１２
第２期 韩春华等：阿什河上游小流域主要林分枯落物层的持水特性
热条件较好，且枯落物易于分解，因此枯落物蓄积量
最小。虽然水曲柳林枯落物的最大持水率高于樟子
松林和红松林，但受蓄积量小的影响，最大持水量在
６种林分中最差。
３．２．２　枯落物的拦蓄能力　研究结果表明（表３）：
６种林分的最大拦蓄率范围为 １５７．１９％
２８３．６５％；受枯落物自然含水率影响，最大拦蓄率与
最大持水率排序发生了较大变化，为：蒙古栎林＞针
阔混交林＞水曲柳林＞兴安落叶松林＞红松林＞樟
子松林。６种林分的最大拦蓄量范围为 ２１．０２
８７．５３ｔ·ｈｍ－２，不同林分的排序与最大持水量一
致，为：兴安落叶松林＞针阔混交林＞红松林＞蒙古
栎林＞樟子松林＞水曲柳林。
实际上，山地森林坡面一般不会出现长时间浸
水，６种林分的样地均有一定的坡度，落到枯落物层
上的雨水除被拦蓄外会很快入渗。因此，枯落物层
对降水的拦蓄能力用最大持水率和最大持水量来表
示，其值高于实际的降水拦蓄效果。所以，在实际中
多用有效拦蓄量（率）来估算自然条件下枯落物对
降水的实际拦蓄效果，以比较不同林分类型枯落物
的持水性能［５］。试验表明：各林分的有效拦蓄率变
化范围为１２８．３１％ ２３２．３７％，排序为：蒙古栎林
＞针阔混交林＞水曲柳林＞兴安落叶松林＞红松林
＞樟子松林；有效拦蓄量变化范围为１７．１７ ６７．００
ｔ·ｈｍ－２，排序为：兴安落叶松林 ＞针阔混交林 ＞红
松林＞蒙古栎林＞樟子松林＞水曲柳林，可以看出，
枯落物对降水的截留能力受林分类型等因子的影
响［１６］；总有效拦蓄深变化范围为１．７２ ６．７１ｍｍ，
其中兴安落叶松林最大（６．７１ｍｍ），说明兴安落叶
松林枯落物的降水拦蓄性能最高。
３．３　枯落物持水过程
３．３．１　枯落物持水量与浸泡时间的关系　不同林
分的枯落物未分解层、半分解层的持水量随浸水时
间的动态变化（表４）表明，在浸泡时间０ ２ｈ内，
持水量迅速增大；之后持水量增幅逐渐降低；当浸泡
４ ８ｈ时，持水量基本达到最大值；继续增加浸泡
时间，持水量增加幅度很小。此时虽然枯落物的吸
水没有达到动态平衡状态，但因枯落物中的空隙已
被静水占据，持水量基本不再发生大的变化，基本达
到枯落物的最大饱和持水量。从试验结果看，樟子
松、红松的持水量相对其它树种低，与含油脂树种的
枯落物吸水速度慢于不含油脂树种的枯落物［１７］的
结论相符。对６种林分枯落物持水量与浸泡时间的
数据进行回归分析（表５），二者之间存在对数关系：
ｙ＝ａｌｎｔ＋ｂ（式中：ｙ为枯落物持水量（ｇ·ｋｇ－１）；ｔ为
枯落物吸水时间（ｈ）；ａ为方程回归系数；ｂ为方程
常数项）。
表４　６种林分枯落物持水量 ｇ·ｋｇ－１
林分类型 枯落物层
浸水时间／ｈ
０．２５ ０．５ １ ２ ４ ６ ８ １２ ２４
水曲柳 未分解层 １２９７．５７ １８５４．２７ ２２１７．０５ ２３７９．６１ ２５５６．６６ ２５９２．３７ ２６２６．０２ ２７９３．９５ ２９４６．０２
半分解层 １５０５．７４ １８７０．２８ ２１５８．２１ ２３２７．１８ ２４２０．８４ ２４９３．１４ ２５４２．６４ ２６３９．３９ ２７１６．７７
兴安落叶松 未分解层 １４７８．０７ １９８５．０８ ２４０４．９９ ２７６７．７１ ２８２３．２３ ２９２２．３７ ３０４５．６８ ３１６９．５２ ３３１４．４６
半分解层 ２１５０．４６ ２６４３．６２ ２８３６．１６ ３０２３．２７ ３１９９．９１ ３２３６．６０ ３２８８．６９ ３３７２．２２ ３４４８．８４
针阔混交 未分解层 １３８３．００ １８９７．５６ ２３９３．６７ ２６７５．４１ ２８８２．４０ ２９１９．５１ ２９７０．２３ ３０５０．２６ ３２１７．９２
半分解层 ２１０２．９３ ２３８１．２９ ２６９１．８８ ２８７９．６８ ２９８９．７４ ３０２３．４１ ３１００．５５ ３１３３．９２ ３３１１．３３
蒙古栎 未分解层 １１０５．５６ １４３３．１２ １７３２．１３ １８０８．３３ １８５７．５０ １９３７．３５ ２０２７．２５ ２１０１．９４ ２２７４．４６
半分解层 ２１８６．６３ ２７３５．３５ ３０６２．０５ ３１８１．９２ ３３２５．８５ ３３７８．１２ ３４３６．７３ ３５９６．６０ ３７４３．３０
樟子松 未分解层 １０００．８７ １２１０．４４ １４２５．５８ １５００．０７ １５７８．２４ １６６６．１４ １７０７．２６ １７５５．７３ １８７５．４１
半分解层 １１１４．９１ １３８７．６７ １５０９．２０ １５５６．０８ １６３２．２６ １７１５．３３ １７３８．８８ １８４８．１０ １９０７．９６
红松 未分解层 ８７１．７３ １１３５．５３ １３６４．５３ １４４０．６５ １４８３．５４ １５４１．１４ １５９６．８８ １６８３．７９ １８３９．２８
半分解层 １３３６．３１ １６７２．６７ １８５４．１３ １９４３．４７ ２０７３．２５ ２１５７．２５ ２２２３．１６ ２２７５．３６ ２３３４．６５
３．３．２　枯落物吸水速率与浸泡时间的关系　用６
种林分不同层次的枯落物在不同浸泡时间间隔内的
持水量除以浸泡时间间隔，可得到枯落物吸水速率
的动态变化（表 ６）。可以看出，不同林分的枯落物
吸水速率随时间的变化趋势是一致的，半分解层枯
落物的吸水速率大于未分解层枯落物；两个层次的
枯落物吸水速率在浸水初期都很高，这是因枯枝落
叶从风干状态刚浸入水时其死细胞或枝叶表面水势
低［１５］；吸水速率在０～２ｈ内下降最快，之后逐渐减
缓，在８ １２ｈ时因枯落物基本持水饱和，其吸水速
５１２
林　业　科　学　研　究 第２５卷
率趋向于０。对 ６种林分的枯落物吸水速率与浸泡
时间的数据进行回归分析（表６），两者之间存在幂
函数关系：ｙ＝ａｔｂ（ｙ为枯落物吸水速率（ｇ·ｋｇ－１·
ｈ－１）；ｔ为枯落物吸水时间（ｈ）；ａ为方程回归系数；ｂ
为指数）。根据拟合结果，可得到６种林分的枯落物
未分解层及半分解层吸水速率（ｙ）与浸泡时间（ｔ）
的回归方程，见表５。
表５　枯落物持水量、枯落物吸水速率与浸泡时间的关系
林分类型 枯落物层
持水量与浸泡时间关系
关系式 Ｒ２
吸水速率与浸泡时间关系
关系式 Ｒ２
水曲柳 未分解层 ｙ＝３４５．２ｌｎ（ｔ）＋２０４１ ０．９３２ ｙ＝１９７０ｔ－０．８３ ０．９９４
半分解层 ｙ＝２５０．１ｌｎ（ｔ）＋２０３２ ０．９３７ ｙ＝１９９６ｔ－０．８８ ０．９９７
兴安落叶松 未分解层 ｙ＝３８１．１ｌｎ（ｔ）＋２２５３ ０．９３９ ｙ＝２１７９ｔ－０．８３ ０．９９５
半分解层 ｙ＝２６３．７ｌｎ（ｔ）＋２７４２ ０．９２５ ｙ＝２７１２ｔ－０．９０ ０．９９８
针阔混交 未分解层 ｙ＝３８０．９ｌｎ（ｔ）＋２１９５ ０．９１８ ｙ＝２１１１ｔ－０．８３ ０．９９３
半分解层 ｙ＝２４９．３ｌｎ（ｔ）＋２５８２ ０．９５１ ｙ＝２５５７ｔ－０．９０ ０．９９９
蒙古栎 未分解层 ｙ＝２２６．７ｌｎ（ｔ）＋１５６８ ０．９４１ ｙ＝１５３３ｔ－０．８６ ０．９９７
半分解层 ｙ＝３０１．１ｌｎ（ｔ）＋２８６４ ０．９２４ ｙ＝２８２６ｔ－０．８９ ０．９９８
樟子松 未分解层 ｙ＝１７９．６ｌｎ（ｔ）＋１３３４ ０．９６９ ｙ＝１３１１ｔ－０．８７ ０．９９８
半分解层 ｙ＝１５７．３ｌｎ（ｔ）＋１４３４ ０．９５４ ｙ＝１４１７ｔ－０．８９ ０．９９８
红松 未分解层 ｙ＝１８６．０ｌｎ（ｔ）＋１２４２ ０．９４６ ｙ＝１２１４ｔ－０．８５ ０．９９７
半分解层 ｙ＝２０７．４ｌｎ（ｔ）＋１７６５ ０．９５０ ｙ＝１７３９ｔ－０．８８ ０．９９８
表６　不同林分枯落物吸水速率 ｇ·ｋｇ－１·ｈ－１
林分类型 枯落物层
浸水时间／ｈ
０．２５ ０．５ １ ２ ４ ６ ８ １２ ２４
水曲柳 未分解层 ５１９０．２６ ３７０８．５５ ２２１７．０５ １１８９．８１ ６３９．１７ ４３２．０６ ３２８．２５ ２３２．８３ １２２．７５
半分解层 ６０２２．９６ ３７４０．５６ ２１５８．２１ １１６３．５９ ６０５．２１ ４１５．５２ ３１７．８３ ２１９．９５ １１３．２０
兴安落叶松 未分解层 ５９１２．２７ ３９７０．１７ ２４０４．９９ １３８３．８６ ７０５．８１ ４８７．０６ ３８０．７１ ２６４．１３ １３８．１０
半分解层 ８６０１．８２ ５２８７．２５ ２８３６．１６ １５１１．６３ ７９９．９８ ５３９．４３ ４１１．０９ ２８１．０２ １４３．７０
针阔混交 未分解层 ５５３２．０１ ３７９５．１３ ２３９３．６７ １３３７．７１ ７２０．６０ ４８６．５９ ３７１．２８ ２５４．１９ １３４．０８
半分解层 ８４１１．７０ ４７６２．５７ ２６９１．８８ １４３９．８４ ７４７．４３ ５０３．９０ ３８７．５７ ２６１．１６ １３７．９７
蒙古栎 未分解层 ４４２２．２３ ２８６６．２４ １７３２．１３ ９０４．１７ ４６４．３７ ３２２．８９ ２５３．４１ １７５．１６ ９４．７７
半分解层 ８７４６．５３ ５４７０．７１ ３０６２．０５ １５９０．９６ ８３１．４６ ５６３．０２ ４２９．５９ ２９９．７２ １５５．９７
樟子松 未分解层 ４００３．４８ ２４２０．８８ １４２５．５８ ７５０．０３ ３９４．５６ ２７７．６９ ２１３．４１ １４６．３１ ７８．１４
半分解层 ４４５９．６４ ２７７５．３５ １５０９．２０ ７７８．０４ ４０８．０６ ２８５．８９ ２１７．３６ １５４．０１ ７９．５０
红松 未分解层 ３４８６．９２ ２２７１．０６ １３６４．５３ ７２０．３２ ３７０．８９ ２５６．８６ １９９．６１ １４０．３２ ７６．６４
半分解层 ５３４５．２５ ３３４５．３４ １８５４．１３ ９７１．７４ ５１８．３５ ３５９．５４ ２７７．９０ １８９．６１ ９７．２８
４　结论与讨论
（１）阿什河上游小流域６种林分的枯落物层厚
度变化范围在２．８ ５．５ｃｍ。大小顺序为：兴安落
叶松林＞红松林＞樟子松林＞蒙古栎林＞针阔混交
林＞水曲柳林。枯落物总蓄积量变动范围在９．２７
３９．８１ｔ·ｈｍ－２，大小依次为：兴安落叶松林 ＞针阔
混交林 ＞红松林 ＞樟子松林 ＞蒙古栎林 ＞水曲柳
林。枯落物各层蓄积量所占比例不同［１８］，未分解层
占总蓄积量的比例为兴安落叶松最大（３６．７７％），
红松最小（２１．８７％）；总体表现为半分解层所占比
例高，未分解层比例低。
（２）不同林分的枯落物最大持水率为１９２．５６％
３４３．６７％，大小顺序为：兴安落叶松林＞蒙古栎林 ＞
针阔混交林＞水曲柳林＞红松林＞樟子松林。最大
持水量变化范围为２５．６５ １３６．８３ｔ·ｈｍ－２，各林
分枯落物半分解层最大持水量为未分解层最大持水
量的１．７ ４．６倍。兴安落叶松林枯落物最大持水
量最高，为 １３６．８３ｔ·ｈｍ－２，水曲柳林分最小，为
２５．６５ｔ·ｈｍ－２。总有效拦蓄深依次为：兴安落叶松
林（６．７１ｍｍ）＞针阔混交林（４．８７ｍｍ）＞红松林
（３．０２ｍｍ）＞樟子松林（１．９８ｍｍ）＞蒙古栎林
６１２
第２期 韩春华等：阿什河上游小流域主要林分枯落物层的持水特性
（２．１８ｍｍ）＞水曲柳林（１．７２ｍｍ）。不同林分枯落
物的最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量大小排
序趋于一致［１９］，表现为：兴安落叶松林 ＞针阔混交
林＞红松林＞蒙古栎林＞樟子松林＞水曲柳林。
（３）枯落物持水量与浸泡时间之间存在对数关
系（ｙ＝ａｌｎｔ＋ｂ），其变化规律为：在０ ２ｈ内枯落
物持水量迅速增大，浸泡４ ８ｈ时后持水量基本上
达到最大值；浸泡８ １２ｈ后持水量增加辐度很小，
１２ｈ后逐渐减少并趋近于０。枯落物吸水速率与浸
泡时间之间存在幂函数关系（ｙ＝ａｔｂ），枯落物吸水
速率在浸泡０ ２ｈ内降低最快，之后降幅逐渐减
缓，６ ８ｈ后明显减缓，８ １２ｈ时基本持水饱和，
吸水速率趋向于０。枯落物持水量、持水速率与浸
泡时间具有较好相关性，这一结果与张振明等［２０］的
研究趋同，只是不同树种枯落物的持水量达到最大
值的时间略有差异，这与各树种枯落物的结构有关。
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