西宁市南北山青海云杉人工林凋落物与土壤持水能力研究

耿生莲，王志涛

(青海省农林科学院，青海 西宁 810016)

西宁市南北山青海云杉人工林凋落物与土壤持水能力研究

耿生莲，王志涛

(青海省农林科学院，青海 西宁 810016)

本文以西宁市南北山青海云杉人工林12种模式为研究对象，研究林地凋落物和土壤的持水能力。研究分析得出：①凋落物平均储量和平均自然持水率分别为522.412 g/m2和17.39%，土壤平均容重为0.905±0.027(g/cm3)，毛管孔隙度平均为34.487±1.053(%)，总孔隙度平均为51.385±0.845(%)；②经方差和关联度分析，12种混交模式的凋落物储量、自然持水率、土壤容重、土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量8个测定指标有显著差异，各指标的变化与树种混交模式、土层厚度有较高的相关度；③树种配植种类较多的混交模式青海云杉河北杨灌木混交林、青海云杉青杨灌木混交林、青海云杉圆柏白榆河北杨混交林和青海云杉山杏河北杨混交林，其凋落物和土壤的持水能力高。树种单一、针叶混交的模式青海云杉纯林和青海云杉圆柏混交林的凋落物和土壤持水能力弱；④通过对混交模式及土层厚度、郁闭度、坡度、坡向和林龄等环境条件的进行有序量纲化，经回归分析拟合了混交模式和土层厚度与8个测定指标的16个函数方程，坡向与土壤最大持水量和田间持水量之间的2个函数方程，18个方程在0.05水平下的回归系数均在0.811以上。研究结果为南北山生态林建设及水土保持研究提供了参考价值。

青海云杉；人工林； 混交模式；凋落物；物理特性；持水能力

1 区域概况

西宁市地处祁连山东段南侧，总的地势是西南高、东北低,全市最高海拔2 808 m,最低海拔2 261 m。市区平均海拔为2 275 m，主要为河谷冲积平原，被南北两山环抱，岭高川窄，沟壑众多，岗峦起伏，地形东西狭长，呈带状。南北两山由于气候干旱，植被稀疏，水土流失严重。

西宁市(包括南北两山)属高原大陆性气候，受西风带控制，东南季风影响较弱，冬季常受蒙古高压气流影响，属温凉半干旱气候区，整个气候特点是夏季温凉、冬季寒冷，降水稀少，日照时间长，太阳辐射强，气象灾害多。据35年实测资料统计，年均气温5.8℃，年均降水量372.6 mm。降水年内分布极不均匀，一年中80%以上的降水集中于6～9月，且多以暴雨和阵雨形式出现，具有历时短、强度大、降水集中等特点；最大年降水量541.2 mm，最小年降水量196.4 mm，最大日降水量62.2 mm，一次性连续最大降水量60.4 mm。

2 研究方法

2.1 样地确定

在研究区内采用网格样地法布设固定样地共33块。经调查有12种混交模式(表1)。其中青海云杉青杨林3块、青海云杉青杨灌木混交林6块、青海云杉圆柏灌木混交林2块、青海云杉白榆灌木混交林3块、青海云杉枸杞林1块、青海云杉圆柏白榆河北杨混交林2块、青海云杉河北杨灌木混交林4块、青海云杉圆柏林1块、青海云杉纯林2块、青海云杉柠条(沙棘)混交林4块、青海云杉油松灌木混交林4块和青海云杉山杏河北杨混交林1块。样地面积400 m2。样地选定后调查青海云杉生长状况、立地环境等相关指标[1，2]。33块样地基本概况见表1。

表1 样地基本特征

续表1

样地编号地理坐标林龄(y)郁闭度海拔(m)凋落物厚度(cm)坡度(°)坡向混交模式A11E101°53′30．45″N36°37′32．71″11．00．12495．02．518半阳青海云杉河北杨灌木混交林A12E101°32′14．58″N36°17′51．00″15．00．22403．01．225阳坡青海云杉圆柏林A13E101°53′30．51″N36°35′00．50″13．00．32444．00．515阳坡青海云杉纯林A14E101°47′37．82″N36°39′04．35″12．00．42383．01．515半阳青海云杉柠条(沙棘)林A15E101°54′21．54″N36°32′39．66″7．50．22494．01．59半阳青海云杉柠条(沙棘)林A16E101°53′51．30″N36°33′02．65″7．00．42290．01．028半阳青海云杉油松灌木混交林A17E101°51′45．12″N36°32′47．20″8．00．42358．02．05半阳青海云杉河北杨灌木混交林A18E101°51′36．80″N36°32′36．25″13．00．32416．02．014阴坡青海云杉河北杨灌木混交林A19E101°51′56．08″N36°32′05．81″14．00．42509．02．013半阴青海云杉青杨灌木混交林A20E101°51′18．56″N36°33′03．77″13．00．62374．03．08半阴青海云杉青杨灌木混交林A21E101°50′13．99″N36°33′28．61″9．00．52465．02．06阴坡青海云杉白榆灌木混交林A22E101°48′12．54″N36°34′32．58″15．00．42433．02．04阴坡青海云杉青杨灌木混交林A23E101°48′03．64″N36°34′21．60″10．00．62472．02．04半阴青海云杉沙棘(柠条)林A24E101°48′19．18″N36°31′59．41″21．00．52369．01．013阴坡青海云杉山杏河北杨混交林A25E101°46′26．30″N36°35′59．20″17．00．32408．01．00平坡青海云杉柠条(沙棘)林A26E101°44′10．64″N36°37′03．56″6．00．12566．00．320半阳青海云杉河北杨灌木混交林A27E101°43′31．81″N3637′17．06″19．00．52470．00．813阴坡青海云杉油松灌木混交林A28E101°40′51．63″，N36°38′15．54″14．00．22427．00．219阴坡青海云杉纯林A29E101°40′49．98″N3638′09．11″7．00．22491．00．110阴坡青海云杉圆柏灌木混交林A30E101°39′10．55″N36°38′35．77″8．00．52363．00．811半阳青海云杉青杨灌木混交林A31E101°39′54．20″N36°38′27．66″8．00．42444．01．223半阴青海云杉白榆灌木混交林A32E101°39′02．40″N36°38′21．54″9．00．42599．00．620阳坡青海云杉油松灌木混交林A33E101°39′19．59″N36°38′19．26″9．00．42609．00．622阳坡青海云杉油松灌木混交林

2.2 凋落物持水量测定[3-6]

在固定的每块样地中随机取3个样方，大小为0.5×0.5 m2，取样方内全部凋落物称重，再取其中100～500 g(W1)标记样本后带回。室内测定样本重量，置烘箱中在85℃下烘干至恒重时称重(W2)，计算凋落物的自然持水率(Wr，%),公式为：

Wr(%)=(W1-W2)/W2×100%

再将烘干后的凋落物装入纱袋中水浸24 h后取出控干，至无水滴滴下时称重(W3)，计算凋落物最大持水率(Wrm，%)，公式为：

Wrm(%)=(W3-W2)/W2×100%

然而在干旱山地自然条件下，坡面上不会出现较长时间的浸水条件，实际持水率为最大持水率的85%左右，则凋落物的实际持水率(Ws,%)为：

Ws(%)=0.85×Wrm

2.3 土壤物理性质及持水性测定[7，8]

采用环刀法，在设定的样地内按照土层深度0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm分3层取样。将环刀固定带回室内进行物理性质和持水性指标测定。测定步骤为：

(1)室内将环刀的上、下盖取下，一端换上带网孔并垫有滤纸的底盖，并将该端放人盛薄层水的瓷盘中，盘内水深保持在2～3mm之间，浸入时间8 h。然后擦干环刀外的水分并立即称重m1(g)。称重后将此环刀连同湿土放水中浸泡，水面高度至环刀上沿，浸泡时间以环刀上面的滤纸充分湿润为止，此时重新擦干环刀外面的水分称重m2(g)。

(2)将上述称量后的环刀，使带有网孔并垫有滤纸的一端向下放置在铺有干砂的平底盘中12 h，此时环刀内土壤的非毛管水分已全部流出，但环刀内土壤的毛细管仍然充满水分，立刻称重，记为m3(g) 。

(3)将此环刀再放在铺有干砂的平底盘中，保持24 h，此时环刀内土壤的水分为毛管悬着水，立刻称重，记为m4(g)。

(4)后将环刀连同土样一起放在105℃的烘箱中烘至恒重，记为m5(g)。取出土样，测定环刀重m0(g)。

土壤持水性指标计算：

其中：环刀容积计算公式为：V=πr2h (r-环刀半径；h-环刀高)

2.4 数据处理与分析方法

应用数据统计软件Excel 2007和分析软件spssl8.0对不同混交模式云杉人工林凋落物持水性指标、土壤蓄水能力相关指标进行统计描述和差异显著性检验等数据处理与分析。

3 结果与分析

3.1 青海云杉人工林不同混交模式凋落物层持水性

3.1.1 不同混交模式凋落物储量[9～15]研究区内12种混交模式中的凋落物总储量差异显著，p=0.005<0.05(表2)；凋落物储量范围在139.600-745.200 g/m2之间(表3)，平均储量为522.412 g/m2；不同混交模式青海云杉混交林的凋落物储量排序为青海云杉山杏河北杨混交林(745.2 g/m2)>青海云杉圆柏白榆河北杨混交林(727.8 g/m2)>青海云杉青杨灌木混交林(660.8 g/m2)>青海云杉油松灌木混交林(655.6 g/m2)>青海云杉青杨林(591.6 g/m2)>青海云杉河北杨灌木混交林(563.0 g/m2)>青海云杉白榆混交林(538.7 g/m2)>青海云杉枸杞林(463.9 g/m2)>青海云杉柠条林(412.6 g/m2)>青海云杉圆柏林(360.5 g/m2)>青海云杉纯林(314.0 g/m2)>青海云杉圆柏灌木混交林(139.6 g/m2)，其中青海云杉圆柏灌木混交林凋落物储量最小是由于坡度(32°)较大，不利于凋落物的储存；关联度(Eta2=0.659)显示，凋落物储量与混交模式间有较高的关联性；从针叶树和阔叶树(乔木树种和灌木树种)混交方式看，凋落物储量存在以下特点：①针阔灌混交林的凋落物储量较大，其次是针阔混交林和针灌混交林，纯针叶林和针叶混交林最低；②混交林中针、阔、灌组成树种越多凋落物储量越多,如青海云杉圆柏白榆河北杨混交林和青海云杉山杏河北杨混交林，储量分别为727.800 g/m2和745.200 g/m2，纯林储量少，如云杉纯林储量为314.00 g/m2；③西宁市南北山青海云杉人工林中以青海云杉青杨灌木混交造林的模式最多，占总数的21.0%，其次是青海云杉河北杨灌木混交林、青海云杉柠条(沙棘)林和青海云杉油松灌木混交林，青海云杉枸杞林和青海云杉山杏河北杨混交林最少，树种配植基本合理，鼓励加大青海云杉山杏河北杨混交林模式的造林幅度。

表2 不同混交模式凋落物储量方差分析与关联度

注：Sig=0.005是在p=0.05水平下。

3.1.2 不同混交模式凋落物持水性分析 凋落物浸泡24 h后，最大持水量比自然持水量明显增加(图1)，其中青海云杉圆柏白榆河北杨混交林和青海云杉山杏河北杨混交林的最大持水量增幅最大，这与两种混交模式中树种多样性有关；青海云杉人工林凋落物自然持水量范围在3.26%～28.49%，平均为17.39%，其中青海云杉圆柏白榆河北杨混交林最大，为28.49%；最大持水量变化范围在72.03%～290.28%，平均为152.84%，其中青海云杉山杏河北杨混交林最大，为290.28%；12种混交模式中，自然持水量从大到小排序为青海云杉圆柏白榆河北杨混交林>青海云杉白榆灌木混交林>青海云杉山杏河北杨混交林>青海云杉河北杨灌木混交林>青海云杉油松灌木混交林>青海云杉青杨灌木混交林>青海云杉青杨林>青海云杉枸杞林>青海云杉圆柏林>青海云杉柠条(沙棘)林>青海云杉圆柏灌木混交林>青海云杉纯林；最大持水量从大到小序为青海云杉山杏河北杨混交林>青海云杉圆柏白榆河北杨混交林>青海云杉河北杨灌木混交林>青海云杉白榆灌木混交林>青海云杉油松灌木混交林>青海云杉柠条(沙棘)林>青海云杉圆柏灌木混交林>青海云杉青杨灌木混交林>青海云杉枸杞林>青海云杉青杨林>青海云杉圆柏林>青海云杉纯林。综合考虑自然持水量和最大持水量两个变量，排在前四位的混交模式是云杉圆柏白榆河北杨混交林、青海云杉山杏河北杨混交林、青海云杉白榆灌木混交林和青海云杉河北杨灌木混交林，持水效果最差的是云杉纯林模式。故从凋落物持水性也可说明青海云杉多树种混交模式更能发挥涵养水源的功能，是西宁市南山青海云杉人工林配植的最佳模式。

实际持水量为最大持水量的85%，其特性与最大持水量一致(图2)。

图1 不同混交模式凋落物自然持水量与最大持水量对比

图2 不同混交模式凋落物实际持水量对比

经分析各混交模式之间的凋落物三个持水指标(Wr、Wrm和Ws)差异显著，Sig(Wr)=0.000、Sig(Wrm、Ws)=0.013

3.2 青海云杉人工林土壤物理特性与持水性

3.2.1 不同混交模式土壤物理特性[15，16]西宁市南北山青海云杉人工林土壤平均容重为(0.905±0.027) g/cm3，变化范围在(0.66～1.26)g/cm3，毛管孔隙度平均为34.487%±1.053%，变化范围在13.3%～46.3%，总孔隙度平均为51.385%±0.845%，变化范围在35.0%～58.0%；不同混交模式间的土壤容重、土壤孔隙度和土壤毛管孔隙度有显著的差异，Sig(土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度)=0.001、0.000、0.000

3.2.2 土壤容重、毛管孔隙度和总孔隙度随土层厚度的变化 从图4和表3看出，南北山青海云杉人工林中，土壤容重在土层0～60 cm内随深度的增加而加大，变化范围在0.721(g/cm3)-1.097(g/cm3)之间，毛管孔隙度和总孔隙度随土层深度的增加而减少，变化范围在38.9%～30.0%和56.4%～46.4%之间，其原因为随着土壤深度的增加，上层土壤增厚，重量累计增加，加大了对下层土壤的压实作用，土壤变得紧实、孔隙减少，故下层土壤容重大于上层，而毛管孔隙度和总孔隙度小于上层土壤；经方差和相关性分析，Sig(土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度)=0.00、0.002、0.00<0.005，R2(土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度)=0.827、0.621、0.836，说明不同土层的三个指标均有明显差异，且土层深度是影响三个持水指标变化的重要因素之一。另外,青海云杉混交林内受枯落物影响的0～20 cm土壤层最有利于林下植物生长,在林内形成较好的第三作用层,更有助于截留降雨和减少雨滴击溅侵蚀。

图3 不同混交模式中土壤容重、毛管孔隙度和总孔隙度对比

图4 土壤容重、毛管隙度和总孔隙度随土层深度的变化

表3 土壤容重、毛管孔隙度和总孔隙度统计与差异性和R2值

土层厚度/cm土壤容重(g/cm3)毛管孔隙度(%)总孔隙度(%)0～20均值±误差0．721±0．04138．931±1．79056．354±1．40620～40均值±误差0．896±0．03434．487±1．70651．385±1．24840～60均值±误差1．097±0．04230．042±1．68646．415±1．212Total均值±误差0．905±0．02734．4865±1．05351．385±0．844Sig0．0000．0020．000R20．8270．6210．836

注：Sig在p=0.05水平下。

3.2.3 不同混交模式土壤持水量分析[17]经统计南北山青海云杉人工林平均土壤最大持水量为(0.522±0.008) g/cm3，变化范围为0.322～0.710 g/cm3；土壤毛管持水量平均为(0.013±0.003) g/cm3，变化范围为(0.002～0.028) g/cm3；土壤田间持水量平均为(0.433±0.010)g/cm3，变化范围为0.150-0.650(g/cm3)；经方差分析，不同混交模式间土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量差异显著，Sig(最大持水量、毛管持水量和田间持水量)均为0.000，P<0.05，Eta2分别为0.712、0.555和0.756，三个持水指标与混交模式有较高的关联性； 12种青海云杉林土壤最大持水量排在前五位的是青海云杉河北杨灌木混交林(0.630 g/cm3)、青海云杉白榆灌木混交林(0.521 g/cm3)、青海云杉圆柏白榆河北杨混交林(0.620 g/cm3)、青海云杉圆柏灌木混交林(0.514 g/cm3)和青海云杉青杨灌木混交林(0.564 g/cm3)；毛管持水量排在前五位的是青海云杉河北杨灌木混交林(0.018 g/cm3)、青海云杉圆柏白榆河北杨混交林(0.0154 g/cm3)、青海云杉青杨灌木混交林(0.0150g/cm3)、青海云杉青杨混交林(0.014 g/cm3)和青海云杉柠条(沙棘)混交林(0.011 g/cm3)；田间持水量排在前五位的是青海云杉河北杨灌木混交林(0.578 g/cm3)、青海云杉圆柏白榆河北杨混交林(0.543 g/cm3)、青海云杉青杨灌木混交林(0.459 g/cm3)、青海云杉柠条(沙棘)混交林(0.447 g/cm3)和青海云杉白榆灌木混交林(0.447 g/cm3)(图5)；青海云杉纯林和青海云杉圆柏混交林的土壤持水量均排在最后位。从排序看,树种组成丰富的针阔混交林土壤持水性能要优于青海云杉纯林和青海云杉圆柏混交林，主要是因为不同模式地表层的枯落物组成及地下根系的生长发育状况、枯落物的分解状况等存在差异,因此造成林地土壤物理化学性质和持水量的差异。

图5 不同混交林土壤三种持水量对比

图6 不同土层土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量及持水量总体变化

3.2.4 不同土层土壤持水性分析 从图6变化趋势看出，12种青海云杉林的土壤最大持水量、毛管持水量和土壤田间持水量在土层0～60 cm之间是随着土层的增加而减小，变化趋势一致；从后三个分图看，土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量总处在最高位的混交模式是青海云杉河北杨灌木混交林，就是说青海云杉河北杨灌木混交林在土壤0～60 cm层的持水量较高；总处在最低位的混交模式是青海云杉纯林。土层厚度越大容量越小持水量随之减小，即青海云杉纯林在土壤0～60 cm层的持水量较低，进一步说明青海云杉混交造林能较好地发挥水土保持和涵养水源的功能。

3.2.5 土壤物理特性和持水性与立地环境的关系分析 土壤物理特性和土壤的持水性受多种因素的影响，在西宁市南北山土壤类型基本为粟钙土，在此条件下，将混交模式、郁闭度、坡向、坡度、林龄和土层深度量纲化作相关分析。表4显示，混交模式、郁闭度、坡度和坡层厚度与土壤容重呈正相关，坡向和林龄与土壤容重呈负相关；混交模式、郁闭度和坡向与总孔隙度呈正相关，坡度、林龄和土层厚度与总孔隙度呈负相关；郁闭度、坡向和林龄与毛管孔隙度呈正相关，混交模式、坡度和土层厚度与毛管孔隙度呈负相关；郁闭度、坡向和林龄与土壤最大持水量呈正相关，混交模式、坡度和土层厚度与土壤最大持水量呈负相关；郁闭度和林龄与毛管持水量呈正相关，混交模式、坡度和土层厚度与土壤毛管持水量呈负相关；郁闭度、坡向和林龄与土壤田间持水量呈正相关，混交模式、坡度和土层厚度与土壤田间持水量呈负相关；在0.01水平上，土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量与混交模式和土层厚度相关性极显著，土壤最大持水量与坡向相关性极显著，田间持水量与坡向相关性极显著；在0.05水平上，毛管孔隙度与坡向和坡度相关性显著，土壤最大持水量与坡度相关性显著，田间持水量与坡度相关性显著。 分别用对数函数、多项函数和幂函数对相关性极显著的因变量(Y)和自变量(X)进行了回归分析，拟合成以下方程(表5)。

表4 土壤物理特性和持水量与立地环境的相关系数统计

注：** 相关系数在 0.01水平 (2-tailed),* 相关系数在 0.05水平 (2-tailed)。

坡向量纲：1.阴坡、2.半阴坡、3.平缓地、4.半阳坡、5.阳坡；

坡度量纲：1.0°～15°、2.16°～30°、3.31°～45°；

林龄量纲：1.<10 a、2.11 ～20 a、3.21 ～30 a、4.>31 a；

土层量纲：1.0～20 cm、2.20～40 cm、3.40～60 cm。

不同的混交模式与土壤容重、毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量之间有共性，方程为二次多项式，与总孔隙度拟合的方程为对数函数；土层厚度与土壤容重和总孔隙度拟合方程分别为幂函数和多项式函数，与毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量拟合的方程有共性，均为对数函数；坡向与土壤最大持水量和田间持水量拟合的方程序均为二次多项式；以上拟合的方程R2均在0.811以上，且Sig>0.050，拟合方程具有较高的可靠性。

表5 土壤物理指标和持水量与立地环境的回归方程

4 结论与讨论

(1) 西宁市南北山青海云杉人工林凋落物平均储量为522.412 g/m2，变化范围139.600 g/m2-745.200 g/m2，凋落物储量排序为青海云杉山杏河北杨混交林>青海云杉圆柏白榆河北杨混交林>青海云杉青杨灌木混交林>青海云杉油松灌木混交林>青海云杉青杨林>青海云杉河北杨灌木混交林>青海云杉白榆混交林>青海云杉枸杞林>青海云杉柠条林>青海云杉圆柏林>青海云杉纯林；凋落物平均自然持水率为17.39%，变化范围3.26%～28.49%；12种不同混交模式的凋落物储量、自然持水率、最大持水率和实际持水率存在明显的差异，且关联性较高，即青海云杉人工林混交的树种种类越丰富储存的凋落物越多，持水性相应的提高。

(2)西宁市南北山青海云杉人工林土壤平均容重为0.905±0.027(g/cm3)，变化范围在0.66～1.26(g/cm3)，毛管孔隙度平均为34.487%±1.053%，变化范围在13.3%～46.3%，总孔隙度平均为51.385%±0.845%，变化范围在35.0%～58.0%；不同混交模式间的土壤容重、土壤孔隙度和土壤毛管孔隙度有显著的差异，模式青海云杉纯林和云杉圆柏混交林的容重最大，模式青海云杉河北杨灌木混交林、青海云杉青杨灌木混交林、青海云杉圆柏白榆河北杨混交林和青海云杉山杏河北杨混交林的毛管孔隙度和总孔隙度最大；土壤容重随土层的加深而增加，土壤孔隙度和土壤毛管孔隙度随土层的加深而减少。

(3)西宁市南北山青海云杉人工林平均土壤最大持水量为(0.522±0.008) g/cm3，变化范围为(0.322～0.710) g/cm3；土壤毛管持水量平均为(0.013±0.003) g/cm3，变化范围为(0.002～0.028) g/cm3；土壤田间持水量平均为(0.433±0.010) g/cm3，变化范围为0.150～0.650 g/cm3；12种混交模式间土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量差异显著；土壤持水量随着土层的增加而减少。

(4)青海云杉人工林土壤物理特性和土壤持水性与混交模式、土层厚度和坡向具有不同的函数关系，与郁闭度、坡度和林龄相关性不显著。

(5)森林植被及几其凋落物与森林水土保持功能关系密切,对现有的南北山青海云杉纯林和针叶混交林进行改造，选择多树种多模式的针阔灌混交林可大大提高凋落物累积量和覆盖度，从而增加腐殖质量，减少土壤水分蒸发，从凋落物层和土壤层角度可提高持水能力，达到一定的涵养水源的作用。

(6)本研究从坡向与土壤最大持水量和田间持水量的回归分析初步总结出：青海云杉在西宁市南北山阴坡和半阴坡比在阳坡和半阳坡具较高的持水能力，是典型的阴性树种，此特性在青海云杉人工林营建中可参考应用。

(7)有资料显示，不同生长阶段的针叶人工林如杉木、落叶松和马尾松[8，15，18]其土壤持水性也有差异，而目前西宁南北山青海云杉人工林正处在幼林和中龄阶段，林龄对凋落物和土壤的持水能力的影响没有显现，这将是今后南北山青海云杉人工林经营改选造[20]及研究的主要方向。

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Water-holding Capacity of Soil and Litter of Picea crassifolia Plantations in Xining North-South Mountains

GENG Sheng-lian,WANG Zhi-tao

(QinghaiAcademyofAgricultureandForestry,Xining,Qinghai810016)

To understand the water-holding characteristics of litter and soil, 12 types of Picea crassifolia plantations in North and South mountains of Xining were studied.The results showed that: i)The average of reserves of litter and its water-holding capacity were 522.412 g/m2and 17.38%；The average of the bulk density, the capillary porosity and the total porosity were 0.905±0.027(g/cm3), 34.487±1.053(%)and 51.385±0.845(%) respectively; ii) The litter reserves, the natural water-holding of litter, the bulk density, the total porosity, the capillary porosity, the maximum water-holding, the capillary water-holding and the field water-holding of soil have significant differences among the 12 types of the mixed models examined by variation and correlation analysis; iii) The litter and soil had higher water-holding capacity with multi-species mixed plantations like Picea crassifolia×Populus cathayana×Shrub, P.crassifolia×P.hopeiensis, P.crassifolia.×Sabina chinensis ×Ulmus pumila ×P.hopeiensis ×Shrub and P.crassifolia.×Prunus armeniaca.×P.hopeiensis, while those of single species plantation or less species mixed plantations had weak water-holding capacity; iv) 16 function equations of the forest types and the soil thickness with 8 indexes were fitted, and 2 function equations of the slope aspects with the maximum water-holding as well as the field holding capacity were fitted too after dimension of the mixed mode, soil thickness, canopy density, slope gradient, slope aspects and the plantation ages.The coefficients of all 18 function equations are all lower than 0.811 at 0.05 level.

Picea crassifolia; plantation; mixed mode; litter; physical characteristics; water-holding capacity

2015-02-28 基金项目： 国家林业公益性行业科研专项项目(20110404501)。

耿生莲，女，副研究员，研究方向：从事生态治理，森林生态系统功能评估，E-mail:545126650@qq.com

S791.18

A

1001-2117(2015)04-0018-12