在北京西山森林健康试验示范区内，刺槐、侧柏、元宝枫、黄栌、油松、栓皮栎林下枯落物的持水特性进行研究。结果表明： 1） 6个不同树种林下枯落物总蓄积量分别为油松26.01 t·hm-2，元宝枫10.95 t·hm-2，栓皮栎10.82 t·hm-2，刺槐8.96 t·hm-2，黄栌8.90 t·hm-2，侧柏4.52 t·hm-2，其大小顺序为油松>元宝枫>栓皮栎>刺槐>黄栌>侧柏； 2） 不同树种林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的动态变化规律基本相似，未分解层枯落物持水量均大于半分解层枯落物持水量，枯落物持水量与浸水时间呈正相关关系，并且枯落物在水中浸泡8 h时，其持水量基本达到最大值； 枯落物未分解层和半分解层吸水速率在0～2 h最快，在4～6 h后逐渐减缓，6 h后明显减缓，未分解层和半分解层吸水速率基本趋向一致； 3） 不同树种林下枯落物最大持水率范围为75.44%～278.65%，针叶树种的最大持水率均低于阔叶树种，但由于油松林下枯落物的蓄积量明显大于其他阔叶树种，故研究区内不同树种林下枯落物最大持水量的大小顺序为： 油松>栓皮栎>元宝枫>刺槐>黄栌>侧柏； 4） 不同树种林下枯落物有效拦蓄深分别为栓皮栎2.33 mm，油松2.12 mm，元宝枫2.00 mm，刺槐1.19 mm，黄栌0.89 mm，侧柏0.23 mm。
This paper mainly studied water-holding characteristics of forest litter of six tree species (Robinia pseudoacacia, Platycladus orientalis, Acer truncatum, Cotinus coggygria, Pinus tabulaeformis, Quercus variabilis) in Beijing Xihan forest health demonstration areas. The results showed that: 1) The total litter storages in the 6 different forests were: 26.01 t·hm-2 for A. truncatum, 10.82 t·hm-2 for Q. variabilis, 8.96 t·hm-2 for C. coggygria and 4.52 t·hm-2 P. orientalis. The order was P.tabulaeformis＞A. truncatum＞Q. variabilis＞R. pseudoacacia＞C. coggygria＞P. orientalis. 2) The dynamic changes in water-holding capacity, water-absorbent rate and time of forest litters under different forests were basically similar. Water-holding capacity of the non-decomposed litter was greater than that of the half-decomposed litter. The water holding capacity of litter had a positive correlation with the duration of water immersion. Being immersed in water for 8 h, the forest litter usually reached its maximum water-holding capacity. That is to say, after 8 h, the water holding capacity had no longer significant changes with further increase in soaking time; in the initial 2 h, the water-absorbent rate of non-decomposed and half-decomposed litter was fastest; in 4-6 h afterimmersion, the rate rapidly decreased; 6 h later, the rate of decline slowed down significantly, and the water-absorbent rates of the two kinds of litters converged. 3) The largest water holding ratio ranged from 75.44 percent to 278.65 percent among different forest litters. The biggest water holding ratio of conifer species was smaller than that of the broad-leaved species except Pinus tabulaeformis forest litter which had significantly higher ratio than other broad-leaved species. The order of the greatest water-holding capacity in different forest litters was: P.tabulaeformis＞Q. variabilis＞A. truncatum＞R. pseudoacacia＞C. coggygria＞P. orientalis. 4) The effective retain of different f forest litters was: Q. variabilis 2.33 mm, P. tabulaeformis 2.12 mm, A. truncatum 2.00 mm, R. pseudoacacia 1.19 mm, C. coggygria 0.89 mm, P. orientalis 0.23 mm, and the order was: Q. variabilis＞P. tabulaeformis＞A. truncatum＞R. pseudoacacia＞C. coggygria＞P.orientalis.
全 文 ：第 !" 卷 第 #$ 期
% $ # $ 年 #$ 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01!"!*/1#$
2345!% $ # $
北京西山主要造林树种林下枯落物的持水特性!
张6峰#6彭祚登#6安永兴#6陈峻崎%6任云卯8
"#1北京林业大学省部共建森林培育与保护重点实验室6北京 #$$$@8&
%1北京市园林绿化局6北京 #$$$%7& 81北京市西山实验林场6北京 #$$$78#
摘6要!6在北京西山森林健康试验示范区内!刺槐(侧柏(元宝枫(黄栌(油松(栓皮栎林下枯落物的持水特性进行
研究$ 结果表明% ## " 个不同树种林下枯落物总蓄积量分别为油松 %"1$# 4’L;=% !元宝枫 #$17A 4’L;=% !栓皮栎
#$1@% 4’L;=% !刺槐 @17" 4’L;=% !黄栌 @17$ 4’L;=% !侧柏 !1A% 4’L;=% !其大小顺序为油松 k元宝枫 k栓皮栎 k刺槐
k黄栌 k侧柏& %# 不同树种林下枯落物持水量(吸水速率与浸水时间的动态变化规律基本相似!未分解层枯落物
持水量均大于半分解层枯落物持水量!枯落物持水量与浸水时间呈正相关关系!并且枯落物在水中浸泡 @ L 时!其
持水量基本达到最大值& 枯落物未分解层和半分解层吸水速率在 $ ‘% L 最快!在! ‘" L后逐渐减缓!" L 后明显减
缓!未分解层和半分解层吸水速率基本趋向一致& 8# 不同树种林下枯落物最大持水率范围为 ?A1!!_ ‘%?@1"A_!
针叶树种的最大持水率均低于阔叶树种!但由于油松林下枯落物的蓄积量明显大于其他阔叶树种!故研究区内不
同树种林下枯落物最大持水量的大小顺序为% 油松 k栓皮栎 k元宝枫 k刺槐 k黄栌 k侧柏& !# 不同树种林下枯
落物有效拦蓄深分别为栓皮栎 %188 ;;!油松 %1#% ;;!元宝枫 %1$$ ;;!刺槐 #1#7 ;;!黄栌 $1@7 ;;!侧柏
$1%8 ;;$
关键词%6北京西山& 枯落物& 持水特性
中图分类号! &?#@1A"666文献标识码!,666文章编号!#$$# =?!@@"%$#$##$ =$$$" =$7
收稿日期% %$$7 =$8 =#8& 修回日期% %$$7 =$@ =$@$
基金项目% 北京市科委重大科技项目)北京山区森林健康经营关键技术研究与示范* "D$?$"$$#$$$$7## $
!彭祚登为通讯作者$
7&’(5L:#*3-/9 I"&5&<’(5-$’-<$#4’"(8-’’(5+/3(5M&-/B5(()%(<-($!*&/’&’-#/$
-/N(-O-/9 P-$"&/M#+/’&-/#+$;5(&$
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:#",?-$&$&+$! J6$*0&6$?,#-%+")*$6+#! 2&"%*%,)&$*,9! 1-*+),#&-5505%+$! J+),#*$8,6$".-%9+#! L,"%&,#G$%+$8+6+## HN
FMHeHN
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’L;=% JM-%+")*$6+#M+LM/SUMSZ9PJM*$8,6$".-%9+#k2M*%,)&$*,9kLMG$%+$8+6+#k!M:#",?-$&$&+$ k1M&-5505%+$ k
JM-%+")*$6+#M%# +LMUVN9;H33L9N
UH>MSMN4>/SMP4PZMSMT9PH390VPH;H09S5i94MSYL/0UHN<39R93H4V/>4LMN/NYUM3/;R/PMU 0H4MSZ9P
L90>YUM3/;R/PMU 0H4MS5+LMZ94MSL/0UHN<39R93H4V/>0H4MSL9U 9R/PH4H[M3/SSM094H/N ZH4L 4LMUJS94H/N />Z94MSH;;MSPH/N5
FMHN
@ L! 4LMZ94MSL/0UHN<39R93H4VL9U N/0/N
4LMZ94MSY9TP/STMN4S94M/>N/NYUM3/;R/PMU 9NU L90>YUM3/;R/PMU 0H4MSZ9P>9P4MP4& HN ! =" L 9>4MSH;;MSPH/N! 4LMS94M
S9RHU0VUM3SM9PMU& " L 094MS! 4LMS94M/>UM30HNMP0/ZMU U/ZN PH
/>0H4MSP3/N[MS
0H4MSP5+LMTH<
*$8,6$".-%9+#>/SMP40H4MSZLH3L L9U PH
6第 #$ 期 张6峰等% 北京西山主要造林树种林下枯落物的持水特性
1M&-5505%+$ kJM-%+")*$6+#M! # +LMM>M34H[MSM49HN />UH>MSMN4>>/SMP40H4MSPZ9P% LMG$%+$8+6+#%188 ;;! JM
*$8,6$".-%9+#%1#% ;;! 2M*%,)&$*,9%1$$ ;;! !M:#",?-$&$&+$ #1#7 ;;! 1M&-5505%+$ $1@7 ;;! JM-%+")*$6+#$1%8
;;! 9NU 4LM/SUMSZ9P% LMG$%+$8+6+#kJM*$8,6$".-%9+#k2M*%,)&$*,9k!M:#",?-$&$&+$ k1M&-5505%+$ kJM-%+")*$6+#M
=(0 >#53$%6FMHeHN
的茎(叶(枝条(花(果实(树皮和枯死的植物残体所
形成的一层地面覆盖层"董治宝等!#77@#$ 枯落物
层作为森林生态系统中重要的结构层次!在截持降
水(防止土壤溅蚀(阻延地表径流(抑制土壤水分蒸
发(增强土壤抗冲刷性能等方面都具有非常重要的
意义!是实现森林水土保持和水源涵养功能的主要
作用层"吴钦孝等!#77@& +9;9H"*$6M!#77@#$ 目前!
国内外许多学者在不同区域对多种森林类型下的枯
落物特性做了大量研究!在枯落物的凋落量(凋落动
态(分解速率(截持降水(影响地表径流和土壤侵蚀
机制等方面都取得了一定成果$ -MM等 "#7@"#认
为!地被物对降雨的截留量大小取决于地被物的蓄
水容量$ D9TNMV"#77@#认为林分的树种组成(林木
的生长状况(季节的变化等因素都将影响森林内枯
落物的凋落$ E9Z99UH9P等"%$$##认为枯落物对降
水的截留能力受林分组成(林龄(枯落物种类的影
响$ 陈奇伯等 "#77!#认为森林枯落物的凋落量和
凋落动态是影响地表径流的主导因子$ 程金花等
"%$$%#通过研究发现在同为中龄林条件下!针阔混
交林林下枯落物持水能力大于阔叶树纯林或针叶树
纯林林下枯落物持水能力$ 高志勤等 "%$$A#通过
对毛竹"J’06-#*$&’0#"?,6+##纯林(竹阔混交林(阔叶
林枯落物水文特性的比较发现!竹阔混交林的水文
生态效应优于毛竹纯林而次于常绿阔叶林$ 耿玉清
等"%$$$#认为在严重缺水的北京以及华北地区!保
护林下活地被物和枯枝落叶层!对减小地表径流(避
免腐殖质和细土流失具有不可忽视的重要意义$ 逯
军峰等 " %$$? # 研究发现随着林龄的增加!油松
"J+),#*$8,6$".-%9+##人工林枯枝落叶层的自然含水
率与饱和含水率均呈递增趋势!且具有较好的拟合
关系$ 张振明等 "%$$A#通过研究发现枯落物减沙
减流的效果随坡度增加而增加$ 但目前对北京西山
地区主要造林树种林下枯落物持水特性的研究较
少!为 此! 对 北 京 西 山 地 区 的 刺 槐 " !-8+)+$
:#",?-$&$&+$#(侧柏 "J6$*0&6$?,#-%+")*$6+##(元宝枫
"2&"%*%,)&$*,9#(黄栌"1-*+),#&-5505%+$#(油松和
栓皮栎"L,"%&,#G$%+$8+6+##" 种主要造林树种林下枯
落物层的持水特性进行了研究!这对研究该区域主
要人工林类型的森林生态系统水文作用具有重要意
义!并可为该区域的森林健康经营技术方案的制定
提供理论基础$
#6研究区概况
研究区位于北京市西山实验林场森林健康经营
试验示范区$ 该示范区位于北京市西郊小西山卧佛
寺分场!##"n%@o)!87nA!o*!地形属低山丘陵!平均
海拔 8$$ ‘!$$ ;!平均坡度 #A ‘8An$ 气候属暖温
带大陆性季风气候!年均温 ##5" d!年均降水量
"8$ ;;!?$_以上雨水集中在 "!?!@ 月$ 土壤类型
为含石砾较多的山地褐土$ 选择该区的刺槐(侧柏(
元宝枫(黄栌(油松(栓皮栎 " 种主要人工林植被类
型作为研究对象$
%6研究方法
D@?A林下枯落物的采集与蓄积量的测定
根据该区的地形(植被(土壤(土地利用等特性!
分别在 " 种不同的林分类型内设置 %$ ;p%$ ;的
标准地!并对不同树种林分进行详细的环境因子调
查"表 ##$ 之后在各林分标准地内依对角线分别在
四角及中心区域设置 %$ 3;p%$ 3;的枯落物收集
样方!将未分解层和半分解层分别保持原状装入密
封袋中!并在收集过程中分别记录枯落物层总厚度
及未分解层(半分解层厚度!用于枯落物蓄积量(持
水量和吸水速率等指标的测定$ 将收集的枯落物带
回实验室后!分层称其自然状态质量及烘干质量
"@$ d下烘至恒重#!以自然状态质量推算枯落物自
然状态储量!以干物质质量推算不同树种枯落物蓄
积量$
D@DA枯落物持水动态的测定
用室内浸泡法测定林下枯落物的持水量及吸水
速率$ 将烘干后的枯落物原状放入土壤筛!再将装
有枯落物的土壤筛置于盛有清水的容器中!水面高
于土壤筛的上沿$ 分别测定其在 $5A!#!%!!!"!@!
#$ 和 %! L 的质量变化!并通过换算按烘干质量来研
究其不同浸水时间的持水量和吸水速率$
?
林 业 科 学 !" 卷6
表 ?A林地环境因子
B&,C?AN&$-<<#/3-’-#/$#4’"($’&/3$
样地号
&49NU */5
坡度
&0/RMh
"n#
坡向
,PRM34
树种
&RM3HMP
林龄
,
&49NU UMNPH4Vh
"4SMM’L;=% #
海拔
)0M[94H/Nh
;
土壤质地
&/H04MQ4JSM
土层厚度
&/H04LH3^NMPPh
3;
郁闭度
’9N/RV
UMNPH4V
# 8$ )
刺槐
!M:#",?-$&$&+$
%A @$$ 8#$
沙壤
&9NUVP/H0
A$ $17$
% %$ &
侧柏
JM-%+")*$6+#
!A ??A !$$
沙壤
&9NUVP/H0
!% $1?A
8 #A &
元宝枫
2M*%,)&$*,9
!$ "8@ 8$$
沙壤
&9NUVP/H0
!$ $1@@
! %A &
黄栌
1M&-5505%+$
!A ?"7 8$$
沙壤
&9NUVP/H0
8! $1"A
A #@ )&
油松
JM*$8,6$".-%9+#
!A 7$$ 8"$
沙壤
&9NUVP/H0
8% $1@#
" %A i&
栓皮栎
LMG$%+$8+6+#
8A ?@$ %"$
沙壤
&9NUVP/H0
%A $1@$
表 DA不同林分类型枯落物蓄积量
B&,CDA8-’’(5&6#+/’-/3-44(5(/’4#5($’$’&/3$
林分
类型
&49NU 4VRM
总厚度
+/490
4LH3^NMPPh
;;
枯落物厚度
-H4MS4LH3^NMPPh;;
未分解层
bNUM3/;R/PMU
0H4MS
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU
0H4MS
总蓄积量
+/490
P4/S9
"4’L;=% #
枯落物蓄积量 -H4MSP4/S9
bNUM3/;R/PMU 0H4MS
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
蓄积量
&4/S9
百分比
:MS3MN49
蓄积量
&4/S9
百分比
:MS3MN49
刺槐
!M:#",?-$&$&+$
%@ #@ #$ @57" %1?@ 8#1$8 "1#@ "@17?
侧柏
JM-%+")*$6+#
#A ## ! !1A% %1A8 A"1$# #177 !8177
元宝枫
2M*%,)&$*,9
8$ #@ #% #$17A A1%! !?1@" A1?# A%1#!
黄栌
1M&-5505%+$
%A #A #$ @17$ !1!8 !71?? !1!? A$1%8
油松
JM*$8,6$".-%9+#
A$ 8$ %$ %"1$# #A1#% A@1#A #$1@7 !#1@A
栓皮栎
LMG$%+$8+6+#
%7 #@ ## #$1@% A1$% !"187 A1@$ A81"#
D@EA枯落物持水能力的测定
一般认为枯落物浸水 %! L 的持水量和持水率
为最大持水量和最大持水率 "程金花等!%$$%#!而
且通常采用有效拦蓄量来估算枯落物对降雨的实际
拦蓄量"F94MP"*$65!%$$?#$ 通过测定饱和吸水后枯
落物的质量!结合之前测定的枯落物自然状态质量
及烘干质量等指标!可推算出枯落物的自然含水量(
自然含水率(最大持水量(最大持水率(最大拦蓄率(
有效拦蓄量等指标$ 主要计算公式如下%
N$ OH$ PHU!
!/ O
H/PHU
HU
Q#$$R!
NL ;9Q OH%! PHU!
!L ;9Q O
H%! PHU
HU
Q#$$R!
!P;9Q O!L ;9QP!/!
NP[ O"$1@A!L ;9QP!/# QHU$
式中%N$ 为枯落物自然含水量!NL ;9Q为枯落物最大
持水量!NP[为枯落物有效拦蓄量!4’L;
=%& H$ 为枯
落物自然状态下的单位储量!HU 为枯落物单位面积
蓄积量!H%!为枯落物吸水饱和单位质量!4’L;
=%!
!$!!L ;9Q!!P;9Q分别为枯落物自然含水率(最大持水
率(最大拦蓄率!R& $1@A 为有效拦蓄系数$
86结果与分析
E@?A不同树种林下枯落物蓄积量的比较
不同树种林下枯落物蓄积量的研究结果"表 %#
表明!" 种林分的枯落物厚度大小为油松 k元宝枫
k栓皮栎 k刺槐 k黄栌 k侧柏$ " 种林分中油松的
@
6第 #$ 期 张6峰等% 北京西山主要造林树种林下枯落物的持水特性
总蓄积量最大!为 %"1$# 4’L;=%!而侧柏的总蓄积量
最小!为 !1A% 4’L;=%!其他树种枯落物蓄积量分别
为元宝枫 #$17A 4’L;=%!栓皮栎 #$1@% 4’L;=%!刺槐
@17" 4’L;=%!黄栌 @17$ 4’L;=%!从这一结果可以看
出!该区各造林树种林下枯落物总蓄积量 HU 的大
小与其总厚度 ? 之间存在简单的正相关关系!其关
系式为% HU f$1"88 7? =?1$$" #!该式的 !
% 达到
$17"# @!表现出良好的相关性$
分析发现!不同林分枯落物未分解层(半分解层
蓄积量所占比例有所不同$ 油松未分解层占其总蓄
积量的百分比最大!为 A@1#A_!刺槐所占比例最
小!为 8#1$8_!其间由大到小分别为侧柏 A"1$#_!
黄栌 !71??_!元宝枫 !?1@"_和栓皮栎 !"187_!在
这 " 种林分中!刺槐的未分解层蓄积量所占比例明
显低于半分解层!这可能与该区刺槐的大面积林分
退化引起的林分健康状况不佳有关$
E@DA枯落物持水动态
81%1#6不同树种林下枯落物持水动态差异分析6
依据枯落物持水量及吸水速率测定方法!将采集回
室内并进行烘干称量后的枯落物浸泡在清水中!分
时段称其质量!经持水量深度换算后得到 " 种不同
树种林下分层枯落物持水量"表 8#$
表 EA不同林下枯落物持水量
B&,CEA7&’(5<&%&<-’0 #4’"(*-’’(5-/3-44(5(/’4#5($’$’&/3$ ;;
林分类型
&49NU 4VRM
枯落物层
-H4MS
浸水时间 (;;MSPH/N 4H;MhL
$1A # % ! " @ #$ %!
总持水量 +/490
Z94MS39R93H4V
刺槐
!M:#",?-$&$&+$
未分解层
bNUM3/;R/PMU 0H4MS
$1?# $1@A #1$# #1#A #1%# #1%! #1%A #1%"
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
$1?$ $1@@ #1$# #1#8 #1#? #1#@ #1#7 #1#7
%1!A
侧柏
JM-%+")*$6+#
未分解层
bNUM3/;R/PMU 0H4MS
$18$ $18A $1!# $1!? $1A$ $1A# $1A# $1A#
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
$1#" $1%$ $1%8 $1%" $1%@ $1%@ $1%@ $1%@
$1?7
元宝枫
2M*%,)&$*,9
未分解层
bNUM3/;R/PMU 0H4MS
#1#% #18@ #1A7 #17$ %1$# %1$A %1$" %1$"
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
$17% #1#? #18" #1A% #1A@ #1"$ #1"$ #1"$
81""
黄栌
1M&-5505%+$
未分解层
bNUM3/;R/PMU 0H4MS
$1"7 $1@! #1$$ #1#7 #1%? #18$ #18# #18%
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
$1!? $1"$ $1?$ $1?7 $1@% $1@! $1@! $1@A
%1#?
油松
JM*$8,6$".-%9+#
未分解层
bNUM3/;R/PMU 0H4MS
#1"? #17? %18! %1"A %1@8 %17# %178 %17!
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
#1A% #17A %1%? %1"$ %1@$ %1@@ %17# %178
A1@?
栓皮栎
LMG$%+$8+6+#
未分解层
bNUM3/;R/PMU 0H4MS
$1@7 #1#A #1!! #1?? #177 %1$# %1$# %1$%
半分解层
\90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
$1@% #1$@ #188 #1A" #1?% #1@! #1@A #1@A
81@?
66比较表 8 中不同树种林下枯落物未分解层最大
持水量可看出!油松林下枯落物未分解层持水量最
大!为 %17! ;;& 侧柏林下枯落物未分解层持水量
最小!为 $1A# ;;& 其间由大到小依次为元宝枫
%1$" ;;!栓皮栎 %1$% ;;!黄栌 #18% ;;!刺槐
#1%" ;;$ 对不同森林类型林下枯落物半分解层持
水量进行比较!油松林下枯落物半分解层持水量最
大!为 %178 ;;& 侧柏林下枯落物半分解层的持水
量最小!为 $1%@ ;;& 其间由大到小依次为栓皮栎
#1@A ;;!元宝枫 #1"$ ;;!刺槐 #1#7 ;;!黄栌
$1@A ;;$ 同时从表 8 中可以看出!" 种不同树种林
下枯落物未分解层持水量与半分解层持水量相比!
均是未分解层枯落物持水量大于半分解层枯落物的
持水量$ 各树种林下枯落物层合计饱和持水量的大
小顺序为油松 k栓皮栎 k元宝枫 k刺槐 k黄栌 k侧
柏$ 油松林达到 A1@? ;;!明显大于其他阔叶树种!
这与油松林下枯落物蓄积量在 " 个研究树种中名列
前茅有直接的关系!! 种阔叶树林下枯落物合计饱
和持水量差别相对较小!依次为栓皮栎81@? ;;!元
宝枫 81"" ;;!刺槐 %1!A ;;!黄栌 %1#? ;;!而侧
7
林 业 科 学 !" 卷6
柏最小 $1?7 ;;!这与侧柏林下枯落物蓄积量相对
较少有关$
81%1%6枯落物持水量与浸泡时间关系分析6对所
测定的 " 个不同树种的林下枯落物持水量与浸泡时
间的数据进行回归分析拟合发现!枯落物持水量与
浸泡时间之间存在如下关系%
NL OB0N*S:!
式中%NL 为枯落物持水量!;;& *为枯落物吸水时
间!L& B为方程回归系数& :为方程常数项$
由分析拟合得到不同树种林下枯落物未分解层
及半分解层持水量"NL#与浸泡时间"*#的回归方程
"表 !#$
表 FA林下枯落物持水量与浸泡时间关系
B&,CFAQR+&’-#/,(’>((/’"(>&’(5<&%&<-’0 #4*-’’(5&/3’"(-66(5$-#/’-6(
林分类型
&49NU 4VRM
枯落物层
-H4MS
关系式 )]J94H/N !%
刺槐
!M:#",?-$&$&+$
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
NL f$1#AA %0N*C$1@?" !
NL f$1#8% @0N*C$1@?" %
$17#A 8
$1@"? 8
侧柏
JM-%+")*$6+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
NL f$1$"# 80N*C$18"8 $
NL f$1$88 A0N*C$1%$8 $
$17$? #
$1@@! @
元宝枫
2M*%,)&$*,9
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
NL f$1%?# 70N*C#1!$A @
NL f$1#@8 ?0N*C#1#?% 8
$17$" %
$1@@" $
黄栌
1M&-5505%+$
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
NL f$1#@% @0N*C$1@"@ #
NL f$1#8$ !0N*C$1A7@ 7
$17%# $
$1@@7 !
油松
JM*$8,6$".-%9+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
NL f$18"@ #0N*C%1$8" %
NL f$1878 ?0N*C#17A! $
$17%$ @
$17%% @
栓皮栎
LMG$%+$8+6+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS
NL f$188% !0N*C#1%#8 @
NL f$1%7" "0N*C#1#$7 ?
$17$" %
$1788 8
图 #6林下枯落物未分解层持水量与其浸泡时间关系
aH<5#6+LMSM094H/NPLHR TM4ZMMN 4LMZ94MS39R93H4V/>JNUM3/;R/PMU 0H4MS9NU 4LMH;;MSPH/N 4H;M
66由表 8!! 可得到不同树种林下枯落物未分解
层(半分解层持水量实测值及根据方程计算所得值
与浸泡时间之间的关系"图 #!%#$
从不同树种林下枯落物未分解层(半分解层持
水量实测值和计算所得值与浸水时间之间的关系可
以看出!不同林分枯落物未分解层(半分解层持水量
与浸水时间之间表现出较好的相关性$ 同时由图
#!% 可以看出!当枯落物在水中浸泡 @ L 时!其持水
量基本上达到最大值!即 @ L 之后!增加浸泡时间!
其持水量基本不再发生大的变化$
81%186枯落物吸水速率与浸泡时间关系分析6对
所测定的 " 个不同树种的林下枯落物吸水速率与浸
泡时间的数据进行回归分析拟合发现!枯落物吸水
速率与浸泡时间之间存在如下关系%
$#
6第 #$ 期 张6峰等% 北京西山主要造林树种林下枯落物的持水特性
TOB*)!
式中% T为枯落物吸水速率!;;’L =#& *为枯落物吸
水时间!L& B为方程回归系数& ) 为指数$
将不同层次林下枯落物不同浸泡时间的持水量
除以浸泡时间!即为不同树种林下枯落物的吸水速
率测定值"表 A#$
由分析拟合得到不同树种林下枯落物未分解层
及半分解层吸水速率"T#与浸泡时间"*#的回归方
程"表 "#$
图 %6林下枯落物半分解层持水量与浸泡时间关系
aH<5%6+LMSM094H/NPLHR TM4ZMMN 4LMZ94MS39R93H4V/>L90>YUM3/;R/PMU 0H4MS9NU 4LMH;;MSPH/N 4H;M
表 GA不同林下枯落物吸水速率
B&,CGAM(&$+5(6(/’K&*+(#4’"(>&’(5&,$#5%’-#/5&’(#4’"(*-’’(5-/3-44(5(/’4#5($’$’&/3$ ;;$L =#
林分类型
&49NU 4VRM
枯落物层
-H4MS
浸水时间 (;;MSPH/N 4H;MhL
$1A # % ! " @ #$ %!
刺槐
!M:#",?-$&$&+$
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS #5!%% $5@A$ $5A$? $5%@? $5%$% $5#AA $5#%A $5$A%
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS #587$ $5@?@ $5A$A $5%@8 $5#7A $5#!@ $5##7 $5$!7
侧柏
JM-%+")*$6+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS $5"$! $58A$ $5%$A $5##" $5$@! $5$"! $5$A# $5$%#
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS $58%% $5%$% $5##" $5$"" $5$!" $5$8A $5$%@ $5$#%
元宝枫
2M*%,)&$*,9
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS %5%8? #58?? $5?7A $5!?" $588A $5%A" $5%$" $5$@"
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS #5@!# #5#?A $5"@$ $58@# $5%"8 $5%$$ $5#"$ $5$"?
黄栌
1M&-5505%+$
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS #58?% $5@87 $5A$# $5%7? $5%## $5#"% $5#8# $5$AA
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS $578? $5A7" $58!@ $5#7@ $5#8? $5#$A $5$@! $5$8A
油松
JM*$8,6$".-%9+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS 8588A #57"@ #5#"7 $5""8 $5!?% $58"! $5%78 $5#%8
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS 85$8" #57A# #5#8! $5"A$ $5!"? $58"$ $5%7# $5#%%
栓皮栎
LMG$%+$8+6+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS #5?@7 #5#!? $5?%$ $5!!8 $588# $5%A# $5%$# $5$@!
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS #5"A$ #5$@8 $5""A $58@7 $5%@? $5%8$ $5#@A $5$??
表 SA林下枯落物吸水速率与浸泡时间关系
B&,CSAQR+&’-#/,(’>((/’"(>&’(5&,$#5%’-#/5&’(#4*-’’(5&/3’"(-66(5$-#/’-6(
林分类型
&49NU 4VRM
枯落物层 -H4MS 关系式 )]J94H/N !%
刺槐
!M:#",?-$&$&+$
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS Tf$1@"8 $*=$1@!8 8 $177A @
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS Tf$1@"# @*=$1@"# # $177! 7
侧柏
JM-%+")*$6+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS Tf$18A@ %*=$1@A$ ! $177" 8
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS Tf$1#77 "*=$1@A# # $177! 7
元宝枫
2M*%,)&$*,9
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS Tf#18@$ !*=$1@8$ A $177! ?
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS Tf#1#A# A*=$1@A" " $177! !
黄栌
1M&-5505%+$
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS Tf$1@A# 8*=$1@#@ # $177! A
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS Tf$1A@? @*=$1@!! A $177! !
油松
JM*$8,6$".-%9+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS Tf%1$$" ?*=$1@!# % $177" #
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS Tf#17#" 8*=$1@%! # $177! A
栓皮栎
LMG$%+$8+6+#
未分解层 bNUM3/;R/PMU 0H4MS Tf#1#?! ?*=$1??$ 7 $17@@ @
半分解层 \90>YUM3/;R/PMU 0H4MS Tf#1$?7 ?*=$1??? " $177# ?
66由表 A!" 可得到不同树种林下枯落物未分解
层(半分解层吸水速率实测值及根据方程计算所得
值与浸泡时间之间的关系"图 8!!#$
从不同树种林下枯落物未分解层(半分解层吸
##
林 业 科 学 !" 卷6
水速率实测值和计算所得值与浸水时间之间的关系
可以看出!不同林分枯落物未分解层(半分解层吸水
速率与浸水时间之间表现出较好的相关性$ 同时由
图 8!! 可以看出!枯落物未分解层和半分解层吸水
速率在 $ ‘% L 最快!在 ! ‘" L 后逐渐减缓!" L 后明
显减缓!" 种枯落物未分解层和半分解层吸水速率
基本趋向一致$ 这主要是由于随着浸水时间的增
加!枯落物的吸水量基本达到饱和的缘故$
图 86林下枯落物未分解层吸水速率与其浸泡时间关系
aH<586+LMSM094H/NPLHR TM4ZMMN 4LMZ94MS9TP/SR4H/N S94M/>JNUM3/;R/PMU 0H4MS9NU 4LMH;;MSPH/N 4H;M
图 !6林下枯落物半分解层吸水速率与其浸泡时间关系
aH<5!6+LMSM094HRNPLHR TM4ZMMN 4LMZ94MS9TP/SR4H/N 9S4M/>L90>YUM3/;R/PMU 0H4MS9NU 4LMH;;MSPH/N 4H;M
E@EA枯落物持水能力
研究区 " 种不同树种林下枯落物持水能力各项
指标的测定结果!见表 ?$
由表 ? 可以看出!不同树种林下枯落物最大持
水率的大小顺序为% 栓皮栎 k元宝枫 k刺槐 k黄
栌 k油松 k侧柏& 而不同树种林下枯落物最大持水
量的大小顺序为% 油松 k栓皮栎 k元宝枫 k刺槐 k
黄栌 k侧柏$ 最大持水量除了与持水率密切相关
外!还与枯落物蓄积量有直接关系!油松林下枯落物
的最大持水率虽然较低!但由于枯落物蓄积量较大!
故仍能维持较高的蓄水功能$
根据枯落物的最大持水率及平均自然含水率!
可计算其最大拦蓄率!结合单位面积蓄积量!可推算
出其最大拦蓄量$ 由表 ? 可以看出!不同树种林下
枯落物最大拦蓄率与最大持水率变化规律一致!但
由于不同树种枯落物自身吸水能力(单位面积枯落
物蓄积量及平均自然含水率等特性的差异性!使其
最大拦蓄量的变化规律与最大持水率和最大持水量
的变化规律表现出一定的差异!不同树种林下枯落
物最大拦蓄量的大小顺序为% 栓皮栎 k油松 k元宝
枫 k刺槐 k黄栌 k侧柏$
由于山区森林多位于山坡!基本不具备较长时
间的浸水条件!落到枯落物层上的雨水!只有一部分
被其拦蓄!另一部分则透过孔隙很快入渗到林地土
壤中$ 所以用最大持水率来估算枯落物层对降雨的
拦蓄能力!其结果会较实际值偏高!不能正确反映其
%#
6第 #$ 期 张6峰等% 北京西山主要造林树种林下枯落物的持水特性
表 TA不同林分类型枯落物持水能力指标
B&,CTA2/3(U #4>&’(5L"#*3-/9 <&%&<-’0 #4’"(*-’’(5-/3-44(5(/’4#5($’$’&/3$
林分类型
&49NU
4VRM
蓄积量
&4/S9
"4’L;=% #
自然含
水量
*94JS90
Z94MS
39R93H4Vh
"4’L;=% #
平均自然
含水率
,[MS9
Z94MS
3/N4MN4
S94Mh
_
最大持
水量
X9QH;J;
Z94MS
39R93H4Vh
"4’L;=% #
最大持
水率
X9QH;J;
Z94MS
3/N4MN4
S94Mh
_
最大拦
蓄量
X9QH;J;
SM49HN
39R93H4Vh
"4’L;=% #
最大拦
蓄率
X9QH;J;
SM49HN
S94Mh
_
有效拦
蓄量
)>M34H[M
SM49HN
39R93H4Vh
"4’L;=% #
有效拦
蓄率
)>M34H[M
SM49HN
S94Mh
_
有效拦
蓄深
)>M34H[M
SM49HN
UMMRNMPPh
;;
刺槐
!M:#",?-$&$&+$
@17" #1%@ #!1%7 #A1!7 #?%1@@ #!1%# #A@1A7 ##1@7 #8%1"" #1#7
侧柏
JM-%+")*$6+#
!1A% $1"$ #81%? 81!# ?A1!! %1@# "%1#? %18$ A$1@A $1%8
元宝枫
2M*%,)&$*,9
#$17A #1@A #"1@7 %A1?# %8!1?7 %81@" %#?17$ %$1$$ #@%1"@ %1$$
黄栌
1M&-5505%+$
@17$ #17? %%1#8 #%1?? #!81!@ #$1@ #%#18A @1@@ 771@8 $1@7
油松
JM*$8,6$".-%9+#
%"1$# "1"# %A1!# 8%1?% #%A1@$ %"1## #$$18@ %#1%$ @#1A# %1#%
栓皮栎
LMG$%+$8+6+#
#$1@% %1%@ %#1$? 8$1#A %?@1"A %?1@? %A?1A@ %818A %#A1?@ %188
对降雨的实际拦蓄效果$ 因此在实际应用中多以有
效拦蓄量来估算枯落物对降雨的实际拦蓄效果和能
力$ 从表 ? 可以看出% 不同树种林下枯落物有效拦
蓄率同其相应的最大持水率(最大拦蓄率变化规律
一致!有效拦蓄率变化范围为 A$1@A_ ‘%#A1?@_!
其中栓皮栎有效拦蓄率最大!为 %#A1?@_!侧柏有
效拦蓄率最小!为 A$1@A_!其间由大到小依次为元
宝枫 #@%1"@_!刺槐 #8%1""_!黄栌 771@8_!油松
@#1A#_$ 由数据可以看出阔叶树种的有效拦蓄率
均大于针叶树种$ 不同树种林下枯落物有效拦蓄量
"深#与最大拦蓄量变化规律一致!有效拦蓄深变化
范围为 $1%8 ‘%188 ;;!其中栓皮栎有效拦蓄深最
大!为 %188 ;;!侧柏有效拦蓄深最小!为 $1%8 ;;!
其间由大到小依次为油松 %1#% ;;!元宝枫 %1$$
;;!刺槐 #1#7 ;;!黄栌 $1@7 ;;$ " 个树种中栓皮
栎的有效拦蓄深优于其他树种$
!6结论与建议
研究区内 " 个不同人工造林树种林下枯落物层
厚度大小顺序为油松 k元宝枫 k栓皮栎 k刺槐 k黄
栌 k侧柏$ 各树种林下枯落物总蓄积量分别为油松
%"1$# 4’L;=%! 元 宝 枫 #$17A 4’L;=%! 栓 皮 栎
#$1@% 4’L;=%!刺槐 @17" 4’L;=%!@17$ 4’L;=%!侧柏
!1A% 4’L;=%!其大小顺序为油松 k元宝枫 k栓皮
栎 k刺槐 k黄栌 k侧柏$ 从这一结果可以看出!该
区各树种枯落物蓄积量的大小与其厚度间存在简单
的正相关关系$
不同树种林下枯落物持水量(吸水速率与浸水
时间的动态变化规律存在相似性$ 枯落物持水量随
浸水时间的变化规律为% 未分解层枯落物持水量均
大于半分解层枯落物的持水量!枯落物持水量与浸
水时间呈正相关关系!并且枯落物在水中浸泡 @ L
时!其持水量基本上达到最大值!即 @ L 之后!增加
浸泡时间!其持水量基本不再发生大的变化& 枯落
物吸水速率随浸水时间的变化规律为% 枯落物未分
解层和半分解层吸水速率在 $ ‘% L 最快!在 ! ‘" L
后逐渐减缓!" L 后明显减缓!未分解层和半分解层
吸水速率基本趋向一致$
不同树种林下枯落物最大持水率的大小顺序
为% 栓皮栎 k元宝枫 k刺槐 k黄栌 k油松 k侧柏&
尽管针叶树种的最大持水率均低于阔叶树种!但由
于油松林下枯落物的蓄积量明显大于阔叶树种!故
不同树种林下枯落物最大持水量的大小顺序为% 油
松 k栓皮栎 k元宝枫 k刺槐 k黄栌 k侧柏$
不同树种林下枯落物有效拦蓄深分别为栓皮栎
%188 ;;!油松 %1#% ;;!元宝枫 %1$$ ;;!刺槐
#1#7 ;;!黄栌 $1@7 ;;!侧柏 $1%8 ;;$ " 个树种
中栓皮栎的有效拦蓄深优于其他树种!今后可在以
水土保持和水源涵养为经营目标的山区森林健康经
营中!作为优良树种加以应用$
枯落物层是保障山区森林充分发挥水土保持和
水源涵养功能的一个极其重要的水文层次!具有明
显的蓄水(保水作用$ 枯落物层的持水性能!因树种
构成及其蓄积量大小的不同而变化!而林分的树种
构成及其蓄积量!可以通过人为的健康经营措施加
以改善$ 因此!在山区森林健康经营管理过程中!应
8#
林 业 科 学 !" 卷6
该注重对林下枯落物的合理健康经营!既要通过一
定的保护措施维持枯落物层的积累!又要依据不同
树种对林分结构进行健康调节!使山区森林枯落物
层更好地发挥其水土保持和水源涵养的功能$
参 考 文 献
陈奇伯!解明曙!张洪江5#77!5森林枯落物影响地表径流和土壤侵蚀
研究动态5北京林业大学学报!#""增# % @@ =7?5
程金花!张洪江!张东升!等5%$$%5贡嘎山冷杉纯林地被物及土壤持
水特性5北京林业大学学报!%!"8# % !A =!75
董治宝!李振山5#77@5风成沙粒度特征对其风蚀可蚀性的影响5水土
保持学报!!"!# % # =A5
高志勤!傅懋毅5%$$A5毛竹林等不同森林类型枯落物水文特性的研
究5林业科学研究!#@"8# % %?! =%?75
耿玉清!沈6慧5%$$$5森林地表枯枝落叶层涵养水源作用的研究5北
京林业大学学报!%%"A# % !7 =A%5
逯军峰!王6辉!曹6靖!等5%$$?5不同林龄油松人工林枯枝落叶层
持水性及养分含量5浙江林学院学报!%!"8# % 8#7 =8%A5
吴钦孝!赵鸿雁!刘向东!等5#77@5森林枯枝落叶层涵养水源保持水
土的作用评价5土壤侵蚀与水土保持学报!!"%# % %8 =%@5
张振明!余新晓!牛健植!等5%$$A5不同林分枯落物层的水文生态功
能5水土保持学报!#7"8# % #87 =#!85
F94MPGD!&[Me39S+&!XH0MSIa5%$$?5-H4MSUM3/;R/PH4H/N HN 3J49NU
JN3J4ZMP4MSN eJNHRMSZ//U09NUP5G/JSN909NU ,SHU )N[HS/N;MN4P!
?$"%# % %%% =%8"5
D9TNMV& X5#77@5’/[MS3S/R H;R934P/N Z94MSPLMU LVUS/0/
&/H09NU i94MS’/NPMS[94H/N!A8"8# % %$@ =%#85
E9Z99UH9P. ,!,0H>S9
933J;J094H/N 9NU 0H4MSUM3/;R/PH4H/N S94MPHN >/JS>/SMP4M3/PVP4M;P
HN N/S4LMSN WSMM3M5a/SMP4)3/0/
-MMI!张建列5#7@"5森林水文学5哈尔滨% 东北林学院出版社5
+9;9HE!,TM+!,S9^HX!"*$65#77@5I9UH94H/N TJU
094MN4LM94>0JQ944LM>/SMP4>0//SHN Z9S;!4M;RMS94M;HQMU >/SMP45
\VUS/0/
作 者 更 正
祁承经(曹福祥和徐永福发表于本刊 %$#$ 年第 !" 卷第 ? 期的文章)简述热带森林对气候变化的响应*
所属基金项目为% 国家林业公益行业专项)中国森林对气候变化的响应与林业适应对策*"%$$@$!$$##$
!#