不同林分枯枝落叶物持水能力比较

2014-04-12赵春明陈钦华

防护林科技 2014年11期

赵春明,陈钦华

(黑龙江省齐齐哈尔林业学校,黑龙江齐齐哈尔161006)

森林枯落物(有时也称凋落物)是指在生态系统内,由地上植物组分产生并归还到地表面,作为分解者的物质和能量来源,借以维持生态系统功能的所有有机质的总称。它包括林内乔木和灌木的枯叶、枯枝、树皮及繁殖器官、动物粪便及其残体,以及林下枯死的草本植物及枯死植物的根。枯落物层是森林生态系统中重要的组成部分,是林地地表的一个重要保护层和覆盖层,它对森林土壤的水热状况和森林水文生态特性有重要的影响。因此,研究枯落物的蓄水保墒能力就成为研究森林生态系统水文作用的一个重要内容。本文对黑龙江省西部的樟子松林、落叶松、小黑杨人工林分的枯落物层的持水特性进行了研究,这对评价该地区森林生态系统的水土保持功能具有重要意义,并为生态公益林的科学经营提供理论指导。

1 研究区概况

宽余林场位于讷河市东北部,场址距市区50 km,隶属于齐齐哈尔市林业局。地理坐标为125°11′08″—125°26′29″E,48°37′00″—48°46′21″N。林场东与讷河市国庆林场相邻,北与九三农管局荣军农场、嫩江县伊拉哈镇接壤,行政区域属讷河市境内。林场地处小兴安岭向平原过渡地带,地形以丘陵地貌为主,施业区内坡度较缓,平均坡度5°～10°,地势北高南低,平均海拔350 m左右。林场地处东亚季风区,属温带大陆性季风气候,冬季漫长寒冷而干燥,夏季短促,早春少雨干旱,秋季降温迅速,常有冻害发生。初霜9月中旬,终霜5月中旬。年平均温度0.7℃,极端最高气温35℃,最低气温-37℃,年积温2 100℃。年降水量450 mm,无霜期118 d左右。

2 研究方法

2.1 样地设置和调查

在宽余林场选择3块林龄、郁闭度及立地条件基本相同的樟子松、落叶松、小黑杨林分,同时在这3个林分当中设立1 hm2大小的枯落物未被破坏的区域作为标准地,在每个标准地当中设置4块有代表性的样方,面积为1.0 m×1.0 m。

2.2 枯落物量、持水量及持水率测定方法

先测量每块小样方内的枯落物的厚度,然后区分全分解、半分解、未分解层,分别收集各层枯落物,装入不同塑料袋中以备室内试验用。然后,在试验室内测定枯落物储量,同时进行浸水试验。枯落物储量是指在80℃恒温条件下枯落物的恒质量,通过标准地内小样方的枯落物质量,可以计算出单位面积的枯落量。枯落物持水量和持水率的测定,将塑料袋内的枯落物放在天平上称其湿质量g1,然后,将其放于80℃的烘箱中烘干至恒质量后立即称质量,得到其干质量g2,求出枯落物的持水量R=g1-g2,持水率P=(g1-g2)/g2×100% 。

3 研究结果与分析

3.1 不同林下枯落物量及持水量分析

林下枯落物量受多种因素的影响,如林龄、树种组成、微气候环境、干扰状况、树木生物学特性、枯落物的分解速度等。各枯落物层的形成与林分的健康状况有直接的联系,健康的林分枯落物量较大,并加速枯落物的分解速度。

图1 不同林分枯落物现存量

从图1可以看出,樟子松、落叶松、小黑杨林分内枯落物的现存量有一定的差异,落叶松林分的枯落物储量最大,其次是小黑杨林,樟子松林的最小。分析3种林分枯落物中的未分解层、半分解层现存量可知,相同林分下,未分解层所占的比例较小,在18.0% ～30.0% ,半分解层占的比例较大。小黑杨枯落物的半分解层储量比重最大,而落叶松的半分解层储量比重最小,这与落叶松针叶细小,分解速度较大有关。

枯落物的持水量与枯落物的组成成分和林下微环境有关,同枯落物的分解状况和发育状况也有一定关系。从图2可以看出,不同林分枯落物的持水量与枯落物现存量密切相关,落叶松林的枯落物持水量最大,其次是小黑杨林,樟子松林的最小。半分解层的持水量远远大于未分解层,是未分解层的3～5倍。

图2 不同林分枯落物持水量

3.2 不同林分枯落物持水率分析

图3 不同林分枯落物持水率

由图3可看出:不同林分枯落物的总的持水率与枯落物储量和持水量规律相同;而同一林分不同枯落物层次的持水率却有较大差异,樟子松林和小黑杨林的半分解层持水率较大,未分解层的持水率较小,落叶松林的未分解层的持水率较大,半分解层持水率较小,这与落叶松林枯落物的分解速度较快有关。比较樟子松、落叶松、小黑杨林分未分解层的持水率,可以看出从大到小顺序是落叶松林、小黑杨林、樟子松林。3种林分枯落物半分解层的持水率从大到小顺序是小黑杨林、落叶松林、樟子松林。