皖西大别山区水源涵养林质量提升关键技术研究

韩久同

(安徽林业职业技术学院，安徽 合肥 230031)

皖西大别山区水源涵养林质量提升关键技术研究

韩久同

(安徽林业职业技术学院，安徽 合肥 230031)

采用标准地调查法，对大别山水库库区水源涵养林的几个定位监测站的监测数据进行分析，对几种主要植被类型的枯落物吸水、土壤渗透性、抗蚀性、径流量等涵养水源功能以及抚育方式和空间配置与涵养水源的关系进行系统分析,探索可提升林分质量的技术措施。

水源涵养林；林分质量；林冠截留；截留降水；地表径流；抚育方式；空间配置；涵养水源功能；皖西大别山区

皖西大别山区是集山区、库区、涵养水源区、贫困区于一体的革命老区。近年来国家高度重视革命老区扶持开发和精准扶贫工作，因此，要加强保护大别山区水源质量力度，积极开展提升水源涵养林质量关键技术的研究，提高水源涵养科技水平，促进区域人民实现小康。

在脱贫攻坚战中，生态环境恶劣是贫困的根源，改善生态环境是治贫的根本，也是发展的根基。进一步加快大别山贫困地区发展，促进共同富裕，实现到2020年全面建成小康社会的奋斗目标，通过水源涵养林工程的实施，改善大别山区的生态状况。现以梅山、响洪甸、花凉亭三大水库的水源涵养林为研究目标，探讨提升水源涵养林质量的有效措施，以加快水源涵养林工程建设，打造大别山区水资源保护绿色生态屏障[1]。

1 皖西大别山区概况

1.1 地形地貌

本区大地构造属大别山台背斜，在内外营力作用下，境内下元古界、震旦亚界、上古生界、中生界和新生界等地层均有出露和分布。这不仅提供了各种成土母质，而且给本地区地貌以深刻影响，形成重峦叠嶂、河谷纵横、沟壑密布、山势雄伟的特点。山体中部为中山隆起区，标高超过 1 000 m的山峰有120多座，最高峰白马尖，海拔 1 774 m。这些高大山峰为纵横交错的断裂所切，且岩石垂直节理、片理构造明显，加之强烈的流水侵蚀，故山地坡度陡峻，一般在25°以上，有的甚至达60°；河流纵切山体和岩石，形成众多的峡谷和山间盆地。大别山南麓山势大为降低，以低山丘陵为主。由于频繁的断块活动，故多断块山和地堑盆地。

1.2 气候

本区属亚热带湿润区和暖温带半湿润区的过渡地带，特点是气候温凉，雨水充沛，全区年均温14～15℃；最热月(8月)均温26～28℃，最冷月(1月)均温1.5～2.5℃，绝对最低温 -15～19.5℃，绝对最高温达39～43℃。无霜期210～220 d。历年平均日照时间 1 987～2 092 h，南北坡温差较大。本区为安徽省两大多雨中心之一，年均降水量 1 250～1 400 mm，春夏季节较多，秋季较少，冬季最缺。全区年均相对湿度75%～80%，蒸发量 1 359～1 414 mm。本区灾害性天气主要是暴雨(日雨量大于50 mm)，每年平均有3～6个暴雨日，暴雨强度(历年暴雨总量除暴雨次数之商)达80 mm。在森林覆盖率(或郁闭度)高的地区，洪水期对地表径流调节延缓，洪峰出现时间以及削弱洪峰流量，改变其年内分配作用显著。土壤有机质含量较高，质地中壤至重壤，是常绿阔叶林的适生土壤。

1.3 植被

海拔400～600 m以下主要为杉木、马尾松；600～1 200 m，主要为黄山松、栓皮栎、麻栎、枹树等针、阔树种分布。大别山北坡有大面积落叶阔叶林分布；海拔 1 200～1 400 m，为孛孛栎、枹树或茅栗、化香组成的落叶灌丛；1 400 m以上系山地矮林和山地草甸。

由于对土地资源的不合理开发利用，使森林资源遭到很大的破坏，水土流失相当严重。现有森林资源多为残存的天然次生林和低产林分，林相破碎，林木结构稀疏，木材生产和利用率低，人工林分布较少，主要集中在丘陵和国营林场范围，可利用资源很少。

2 研究方法

采用标准地调查法，以梅山、响洪甸、花凉亭三大水库为研究重点，在现有水源涵养林中设置标准地，定期监测，找出影响水源涵养的主要因子，研究水源涵养林提升质量的关键技术，使皖西大别山区水源涵养林充分发挥出良好的生态效益与社会效益。

2．1 建立涵养水源林林冠截留监测点

在金寨县响洪甸水库库区周边水源涵养林中设置6块径流标准地(其中3块标准地为阔叶林，3块为针叶林)，分别测量林内穿透雨量和树干径流量，雨后每天观测1次，连续观测，取得有关数据。然后，分别对3块阔叶林标准地和3块针叶林标准地的数据进行计算，得出不同林分水量[3]。

2．2 建立林下层灌木与草本截流降水观测点

在金寨县梅山水库区水源涵养林中设立6块标准地，每块标准地面积为0.1 hm2,其中2块为林下灌木覆盖度30%林分，2块为林下灌木覆盖度为60%的林分，2块为林下草本植物覆盖度为50%的林分。在每块标准地设长方形小池，面积为200 m2(50 m×4 m)，建立截留降水观测站。每次降雨过后，在不同标准地的小池内取水，研究林下不同植被对截留降水的影响。

2．3 建立林地土壤对水分的调节监测点

在太湖县花凉亭水库周边，选择复层、异龄、针阔混交的天然林分中具有代表性的地段设立标准地。在复层异龄林分中设置3块标准地，测量林地土壤对水分的调节作用；在针阔混交林分中设置3块标准地，测量林地土壤对水分的调节作用。

3 结果与分析

3.1 林冠截留和地表径流的监测结果

根据6块标准地对林冠截留的监测数据，常绿阔叶林水源涵养效果要比针叶林水源涵养效果好。林冠截留使雨水落到地面动力大大降低，同时雨水落到地面一部分转为地下径流，使林分内雨水流速减慢，一方面可以大量贮蓄水分，另一方面减少水土流失。为了使水源涵养达到最佳效果，必须从提升水源涵养林质量入手，采取科学手段营造常绿阔叶林，对现有的林分一定要改善林分结构，形成复层、异龄、针阔混交的天然林，它是涵养水源的最佳林分。常绿阔叶林还可改善水库的水质，防止水资源受到污染。林地的枯枝落叶也是很好的蓄水层，可使雨水缓缓进入土壤，减少地表侵蚀[4]。据研究，林分内枯枝落叶层达到一定厚度，在下雨时就可把雨水地表径流速度大大降低；枯枝落叶还可以过滤泥沙，保持水质清洁。在水源涵养林分生长过程中，其枯枝落叶的厚度也在不断变化，要尽量保持其厚度，以达到涵养水源的目的。因此，有必要进一步掌握了解地表径流和土壤侵蚀的动态变化规律，为进一步提升水源涵养林质量提供可靠的理论依据。

3.2 不同抚育方式与涵养水源的关系

通过对三大水库水源涵养林不同抚育方式进行研究，了解到大力开展森林抚育工作，改善森林生长条件，促进生长发育，提升森林质量，实现森林蓄积快速增长是非常必要的[5]。在水源涵养林抚育过程中，尤其对幼龄林进行松土除草时，将砍下的灌草覆盖在林地地表，可增加林地覆盖物的厚度，起到保墒和增肥作用，而且还可阻挡地表径流，减少径流的数量和缓冲径流的速度。此外，在大别山区，加强竹林科技示范园建设，通过科技示范园的示范引导，以全面推广竹林丰产培育技术和钩梢等防雪灾技术；通过实施油茶林除杂、垦复、施肥、高接换优等技术措施，使杨树蓄积年生长量由6.0 m3/hm2提高到12.0 m3/hm2；对国家和省级重点公益林通过间伐、引进乡土乔木阔叶树种等措施提升质量；对杉木、松类的中幼林进行间伐以及培育针阔混交林等措施都能提高水源涵养林的质量。

3．3 空间配置与涵养水源的关系

通过对林下层灌木与草本截流降水观测数据可看出，水库水量平稳与否取决于水源涵养林的空间配置。实施定向育林，形成混交、异龄复层林，可使吸水、保水及水分过滤的状态良好。在营造水源涵养林时，一定要确定合理密度。密度过大会造成林内光照不足，林下植被难以生长，地表就会产生较大径流，引起水土流失。根据在金寨县梅山水库的研究，当乔木层郁闭度为0.4时，灌草层覆盖度较大；但当乔木层郁闭度超过0.7时，灌草层覆盖度急剧下降[6]。可见，水源涵养林上层林木郁闭度既不能太大，也不能太小，以在0.6～0.7为宜。

4 结论与讨论

4.1 林地土壤对水分的调节作用

水源涵养林内的土壤疏松、渗透性强,有利于水分的贮存和移动。土壤疏松，既减少了地表径流，又增加了地下径流，使得水库的水有一定的库存量，保持水库水量与水质达到相对稳定。水源涵养林内土壤具有较强的水分渗透性，使雨水很快变成地下径流[7]。水源涵养林降水通过林冠沿树干流下时，地表枯枝落叶层会对水中的污染物进行过滤、净化，使水质保持相对稳定。

4.2 森林下层灌木与草本截流降水作用

要使林分涵养水源作用最佳，一定要培育乔灌草层次结构良好的多层次林分结构，上层为高大乔木，下层为草灌木，这样能有效截留一部分的雨水，而且能分散、减弱林内的降雨动能，减轻降水对林地地面的直接冲击，是水源涵养林截流降水的最佳结构[8]。研究资料表明，水源涵养林截流降水与林下冠草层的盖度有关，林下冠草层的盖度越高，其截流降水效果越好[9]。

4.3 林冠截留作用

在林分中，降水作用林内穿透雨量和树干径流量在降雨量达到一定值后开始出现,并随降雨量的增加而增加,并呈现线性相关关系。林冠截留量随降雨量的增加呈幕函数关系上升,最终趋于饱和,而林冠截留率则随降雨量的增加而减少。林冠截留降水与林分郁闭度大小有关[10]，郁闭度越大，截留降水作用越好。此外，林分林冠层截留降水作用还由林冠层枝叶的生物量、叶面积指数和持水率等共同决定[11]。

4.4 植被恢复提升水源涵养林质量

研究可知，植被恢复也是提升水源涵养林质量的重要措施。应采取人工诱导定向恢复技术，改灌丛为乔林，改疏林为密林，改低产、低值林为高产、高值林；应通过实施封山育林措施完善物种结构，增加植被资源；通过实施林业生态工程，增强森林的生态防护功能。安徽省大别山片区林业生态工程实施后，能够逐步构建山区生态环境良好、经济发展水平较高的植被体系[12]，实现绿水青山。

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Key Technology of Improvement in Stand Quality of Water Conservation Forest in Ta-pieh Mountains of Western Anhui

HAN Jiutong

(Anhui Vocational &Technical College of Forestry, Hefei 230031, China)

Based on the investigation method of sample plot, the data collected by the positioning and monitoring stations of water conservation forest in Ta-pieh Mountains reservoir was analyzed. This paper illustrated the tending methods and water conservation function of major vegetations, including absorbing water, soil permeability, resistance to corrosion and runoff volume, and systematically studied their relationship with the spatial arrangement and water conservation to explore the technical measures for improving quality of forest stand.

water conservation forests; stand quality; interception by canopy; rainfall interception; surface runoff; tending methods; spatial arrangement; water conservation function; Ta-pieh Mountains of Western Anhui

2017-08-01.

安徽省教育厅2016年自然科学重点项目(项目编号：KJ2016A213).

韩久同(1962-)，男，教授.研究方向：森林生态环境.

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.05.027

S727.21;S725

A

1671-3168(2017)05-0132-03