呼兰河流域四种珍贵树种阔叶林土壤水文特征

李日璇

(庆安县水务局，黑龙江庆安 152400)

呼兰河流域四种珍贵树种阔叶林土壤水文特征

李日璇

(庆安县水务局，黑龙江庆安 152400)

阐述辽呼兰河流域4钟阔叶林的土壤水文特征值，在枯落物储量上，糠椴次生林＞蒙古砾次生林＞水曲柳山杨林＞胡桃楸混交林，数值为25.88～48.81 t/hm2，另外，给出了在0～10 cm，10～20 cm土层有机质含量上述4种阔叶林的平均量值排序，其范围为55.54～90.59 g/kg;还给出了土壤最大蓄水量的排序，土壤平均渗透系数以及综合枯落物持水能力，土壤持水能力和渗透性能评出上述4种阔叶林地土壤水文特性优劣顺序。

呼兰河流域;珍贵阔叶林;优劣排序;特征值范围

1 调研区域与自然概况

实地调查试验分析地点位于黑龙江省绥棱林业局，地处张广才岭北麓，最高海拔为1 357 m最低海拔100 m，平均海拔在450 m左右，平均坡度7°。中温带大陆性湿润气候，年增均气温2.5℃，年≥10°积温2 300℃ ～2 500℃，无霜期 115～120 d，年降水量560～700 mm，森林类型主要针阔叶混交林和阔叶林混交林。主要乔木树种为水曲柳、胡栎楸、蒙古柞、糠椴、紫椴，山杨，白桦，春榆，红松，长白落叶松和红皮云彬等，土壤类型主要为暗棕壤，棕色针叶林土，沼泽土和白浆土。

2 调研试验方法

2.1 样地设置

在全面踏查的基础上，选择代表性林分设置样地，样地面积25 m×25 m，在各试验地内，进行每木检尺，实测树木胸径，树高等，样地概况见表1。

表1 样地概况

2.2 枯落物储量及持水能力的测定

在各种阔叶林样地中机械布设20 cm×25 cm的样方5个。分层收集枯枝落叶，烘干(95℃)称质量，计算自然含水率，以干物质质量计算枯落物储量;枯落物持水量采用浸水法测定，将原状落物装入丝装，浸水24h后称质量，得出最大持水率与最大持水量。

2.3 土壤物理性质、蓄水能力及渗透性能的测定

在样地内随机设置3个样点挖掘出土壤剖面，分0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土层，用铝盒及环刀取原状土带回室内。重铬酸钾氧化一外加热法测定土壤有机质含量，环刀法测定各层的密度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度等物理性状指标;烘干法测定土壤含水率，根据土壤孔隙度和土层厚度计算土壤持水量;测定各层土壤的初渗速度，稳渗速度，到达稳渗的时间和渗透系数等，并将渗透数统一转化为10°C时的渗透系数，每项测定重复3次。

3 结果与分析

3.1 枯落物储量及其持水能力

枯落物储量受林分树种组成、枯落物输入量、分解速度、累积年限和立地条件的综合影响，4种阔叶林的枯落物总量变化在25.88～48.81 t/hm2，糠椴次生林＞蒙古栎次生林栎＞水曲柳山杨林＞胡桃楸混交林，见表2。

枯落物层的持水能力与其本身的结构、分解状况及储量有关，是反映森林水文作用的重要指标，直接影响森林土壤的水源涵养作用，通常用干物质重的量大持水率来表示，而枯落物的有效持水量约为最大持水量的85%，因而有时采用有效持水量来表示对降雨的实际拦畜量。四种阔叶糠椴次生林枯落物层的最大持水量最高，达到120.1 t/hm2，这是其最大枯落物储量及较高水率共同作的结果，其次为水曲柳山杨林和蒙古栎次生林;最小的是胡桃楸混交林。

表2 不同林分类型枯落物层厚度及储量

3.2 土壤有机质含量

有机质量含量通常是衡量土壤肥力水平高低的重要指标，但其大小与形成土壤团粒结构有关，间接影响土壤孔隙的形成，从而影响土壤的水文特性。在森林生态系统中，枯落物是土壤有机质主要来源。由于枯落物分解所形所的有机物首先进入土壤表层，从而使表层土壤有机质量含量明显大于深层土壤。不同森林类型由于组成树种不同，枯落物的质和量分解速度率也有较大的差异，从而影响土壤剖面不同土层的有机质含量水平和分布状况。4种阔叶林的有机质含量水曲柳山杨林＞糠椴次生林＞胡桃秋混交林＞蒙古栎闪生林。有机质量含量0～10 cm土层＞10～20 cm土层＞20～40cm土层，见表3。

表3 4种阔叶土壤的有机质含量、孔隙度及持水量

3.3 土壤容重与土壤孔隙度

容重与孔隙状况是评价土壤通透性和涵养潜力的重要指标。孔隙状况指标包括总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度，其中，非毛管孔隙度数量的多少将直接影响林地蓄水能力和调节水分功能的强弱。四种阔叶林的土壤容重都随着土壤深度的增加而增加，孔隙度都随着土壤深度的增加而增减小。土壤容重的均值水曲柳山杨林＞胡桃楸混交林＞蒙古栎次生林＞糠椴次生林，但差异不显著。土壤总孔隙度均值蒙古栎次生林＞胡桃楸混交林＞糠椴次生林＞水曲柳山杨林。土壤非毛管孔隙度均值糠椴次生林＞水曲柳山杨林＞胡桃楸混交林＞蒙古栎次生林。

3.4 土壤蓄水能力

土壤蓄水能力是评价水源涵养、调节水循环的主要指标之一。最大蓄水量是毛管水和非毛管水均达到饱和时土壤的蓄水量，其中毛管水供植物根系吸收和林地蒸发，只做上下垂直运动，非毛管水可以通过重力在土壤中做上下运动，也可以做横向渗透，沿不透水层由高到低供应湖泊、河流，起着调节流量、稳定水位的功能，因此，通常把非毛管水称为涵养水源量即有效蓄水量。最大蓄水量水曲柳山杨林＞糠椴次生林＞胡桃楸混交林＞蒙古栎次生林;有效蓄水量糠椴次生林＞水曲柳山杨林＞胡桃楸混交林＞蒙古栎次生林。

3.5 土壤渗透能力

土壤层的动态调节能力主要是指导土壤的渗透性能，土壤入渗速率调节着进入土壤、积存于地表面或产生地表径流的水量。进入土壤的水分通过蒸发、植物蒸腾返回大气或向下渗漏(土体内径流或进入地下水)。因此土壤的渗透性能不仅直接影响着大气—植物—土壤连通体中水分循环、地表径流的数量以及伴随着洪水和土壤侵蚀的威胁程度，而且影响着植物根区的水分状况。渗透性能良好的林地土壤，能够使降水在土壤内进行合理再分配，从而减小或遏制水土流失的产生。

4种阔叶林的渗透系数皆〈9 mm/min，初渗系数、稳渗系数均为随着土层深度的增加而递减。无论哪一土层，糠椴次生林的初渗系数、稳渗系数都是最高的，这与其较大的非毛管孔隙度有关。土壤中的大孔隙(非毛管孔孔隙)是引导进入土体的水进行向下垂直运动的通道，非毛管孔隙越多也就越有利于水分的下行。其余3种阔叶林土壤的改造作用(即制造非毛管孔隙方面)不如糠椴次生林明显。各阔叶林及各土壤层间的稳渗时间变化不大见表4。

表4 4种阔叶林土壤渗透性能比较

4 结论

1)4种阔叶林枯落物储量25.88～48.8 t/hm2，糠椴次生林＞蒙古栎次生林＞水曲柳山杨林＞胡桃楸混交林，比例为188∶170∶148∶100. 枯落物持水量83.1 ～120.1 t/hm2，糠椴次生林＞水曲柳山杨林＞蒙古栎次生林＞胡桃楸混交林，比例为 144∶129∶126∶100.

2)4种阔叶林土壤有机质含量有一定差距，尤其中上层土壤有机质差别较大。0～10 cm土层有机质水曲柳山杨林＞糠椴次生林＞胡桃楸混交林＞蒙古栎次生林。10～20 cm2土层有机质水曲柳山杨林＞糠椴次生林＞胡桃楸混交林＞蒙古栎次生林。平均土壤在机质55.54～90.59 g/kg，水曲柳山杨林＞糠椴次生林＞胡桃楸混交林＞蒙古栎次生林，比例为 163∶128∶118∶100.

3)土壤最大蓄水量水曲柳山杨林(3 184.31 t/hm2)＞糠椴次生林(3 049.71 t/hm2)＞胡桃楸混交林(2 981.30 t/hm2)＞蒙古栎次生林(2 693.50 t/hm2)。比例为 118∶113∶111∶100.

4)4种阔叶林土壤的渗透系数皆＜9 mm/min，土壤渗透性能以糠椴次生林为最好。

5)综合枯落物持水能力、土壤持水能力和渗透性能评价胡兰河流域4种珍贵树种阔叶林土壤水文特性优劣顺序为：水曲柳山杨林、糠椴次生林、胡桃楸混交林、蒙古栎次生林。

TV12

B

1007-7596(2011)04-0294-02

2011-05-29

李日璇(1970-)，女，黑龙江庆安人，工程师，从事水土保持、生态环境建设和水利水电工程建筑设计工作。