景谷县森林枯落物水文作用研究

岳 奎，刘富平，李 增

（1.云南秀川环境工程技术有限公司，云南 昆明650021；2.昆明龙慧工程设计咨询有限公司，云南 昆明650033）

1 研究区自然概况与研究方法

1.1 研究区概况

景谷县位于云南省西南部，普洱中部偏西，地处东经100°02′～101°07′、北纬22°49′～23°52′，属亚热带山原季风气候，地势以山地高原为主，海拔600～2920m，年降水量为1354mm，年蒸发量1916.4mm，年平均雨日数164.1d，年平均气温 20.1℃，≥10℃ 的积 温为7360.9℃；年平均日照时数2065.3h。此次采样共计6个大样区，18个样地，样点分布情况见图1。

图1 景谷县枯落物采样分布

1.2 枯落物采样

为了调查景谷县森林枯落物水文作用，2010年7月中旬在研究区内按不同植被类型，选取了具有代表性的18个标准样地，样地大小为20m×30m，进行群落调查。同时，采用对角线法在每个标准地内各取面积为50cm×50cm的3个枯落物小样方，测量并记录枯落物层厚度，分别收集枯落物的未分解层和半分解层（由于半分解层和已分解层难以区分，所以把二者合为一层，按半分解层来计），称其重量（鲜质量）并记录，将样品收集并带回实验室做内业工作。

1.3 枯落物蓄积量测定

将采集回的枯落物放置于实验室干燥通风处，使其自然风干（用手触摸无潮湿感），称其重量（风干质量）作为不同样地枯落物的风干质量，将风干枯落物装入牛皮袋中，直接放进85℃烘箱内烘干2h，冷却后称重量（烘干质量），计算枯落物自然含水量和蓄积量。

1.4 枯落物持水量的测定

取18个样地自然风干样品（半分解、未分解）各50g，装入孔径小于0.12cm的纱网袋内进行浸水实验，测定时段为5min、30min、1h、2h、4h、6h、10h、24h浸泡，分别对每时段的样品进行称重，称量时将装有枯落物的纱网袋取出静置5min左右，直至枯落物不滴水为止，迅速称其重量（湿质量），测定其吸水速率、持水率和持水量，以浸泡24h后的持水量为最大持水量。

2 结果与分析

2.1 枯落物蓄积量

枯落物是森林土壤枯落物的主要来源，是影响土壤发育的重要因素。枯落物蓄积量是反映林地持水能力的重要指标，枯落物蓄积量越大其持水能力越强，水保效益越好。不同植被类型由于树种组成、结构、林龄、密度等因子不同，导致单位面积枯落物贮量存在较大的差异。

从图2中可以得出，3种植被类型中枯落物蓄积量最大的是季雨林，为15.68t／hm2，最小的是暖性针叶林7.14t／hm2，由大到小顺序排列依次为：季雨林＞常绿阔叶林＞针叶林。

分析枯落物未分解层、半分解层蓄积量（见表1），发现不同植被类型林下枯落物各层次蓄积量所占比例也有规律。常绿阔叶林和季雨林林下枯落物半分解层所占比例要比未分解层大，而暖性针叶林林下枯落物未分解层所占比例要比半分解层大，经推断，主要是由于阔叶树落叶分解较快，而针叶树落叶难以分解的缘故。

图2 不同植被类型枯落物蓄积量变化

表1 不同植被类型蓄积量

2.2 枯落物的持水能力

2.2.1 不同植被类型枯落物的持水特性

枯落物层的持水能力是整个森林生态系统水文循环中的重要一环，是反映枯落物层水文作用的一个重要指标。一般认为枯落物浸水一昼夜后的持水率为最大持水率。枯落物的持水量与其自身结构、分解状况有关。针叶林枯落物半分解层持水能力大于未分解层，阔叶林则相反（见表2、表3）。从整体来看，阔叶林枯落物持水能力大于针叶林（见图3、图4、图5），但单位面积上的持水能力还与枯落物的累积量有直接关系。针叶林有较大的枯落物累积量和较大比例的半分解层，虽然持水率较低，但仍能维持较高的蓄水功能。

表2 不同植被类型枯落物未分解层持水量 g

表3 不同植被类型枯落物半分解层持水量 g

图3 不同植被类型枯落物未分解层持水量变化趋势

图4 不同植被类型枯落物半分解层持水量变化趋势

图5 不同植被类型枯落物持水量变化趋势

森林枯落物的吸水速度和蓄水能力是紧密联系的，吸水速度快能将林内降水迅速涵蓄起来，从而大大减少地表径流的发生。经计算，在景东地区常绿阔叶林枯落物层最大持水能力为7.976t／hm2；暖性针叶林为7.53t／hm2；季雨林为 6.89t／hm2。针叶林半分解层所占比例较大；阔叶林未分解层所占比例较大。

从持水量与持水时间长短（说明：持水时间为累积时间）关系看到，不同植被类型不同分解层的枯落物持水量是：随着累积时间的增大，持水量越来越大，以24h时为最大。但吸水速度却恰好相反，以5min时为最大，5min～30min时段内吸水速率迅速升高，渐渐趋于平缓，吸水速率大小排列顺序依次为常绿阔叶林＞暖性针叶林＞季雨林（见表4和图6）。

表4 不同植被类型枯落物层吸水速率 g·h－1

图6 不同植被类型枯落物吸水速率变化趋势

2.2.2 不同植被类型枯落物自然含水率的变化

不同植被类型由于树种组成、蓄积量、立地条件等不同，自然含水率也不相同。从图7可以看出，3种植被类型中，常绿阔叶林枯落物自然含水率最高，季雨林最小，暖性针叶林介于二者中间。

图7 不同植被类型枯落物自然含水率变化

2.2.3 森林枯落物对降水的有效蓄积量

最大持水率一般只能反映枯落物层持水能力的大小，不能反映对实际降雨的拦截状况。它不仅没有考虑到雨前枯落物层的自然含水状况，又不符合它对降雨的拦蓄量。据资料记载，降雨达到20～30mm后，不论林型枯落物层含水量高或低，持水率约为最大持水率的85%左右，所以用最大持水率来估算枯落物层拦蓄降雨的能力使之偏高，应用下式来计算：

有效蓄积量＝（0.85×最大持水率－平均自然含水率）×枯落物蓄积量通过不同植被类型的最大持水量，可以得出有效蓄积量（见表5）。

表5 不同植被类型枯落物的有效蓄积量

自然状态下，阔叶林枯落物的最大持水率大于针叶林，但由于针叶林枯落物数量较多，不易分解糜烂，因此仍有很强的拦蓄能力。3种植被类型中，暖性针叶林的拦蓄能力是最强的。

3 结语

本文仅对研究区林下枯落物蓄积量、持水量、吸水速率以及其与海拔、坡向之间相互影响的关系等方面进行了探讨，范围小、涉及面窄。不同植被类型林下枯落物的累积及分解速率、不同枯落物在水文过程中的作用，以及林下枯落物对土壤养分、理化性质等方面的影响还有待作进一步研究，才可系统探讨这一地区不同植被类型对区域水文过程的影响。

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