新泰市土门林场几种林分的土壤水文效应

苗晓靖，陈赫男，范瑞安，宋 芳，乔翠梅

(1.泰安市水土保持生态环境监测站，山东 泰安 271000； 2.泰安市水利和渔业局，山东 泰安 271000)

新泰市土门林场几种林分的土壤水文效应

苗晓靖1，陈赫男1，范瑞安1，宋 芳2，乔翠梅2

(1.泰安市水土保持生态环境监测站，山东 泰安 271000； 2.泰安市水利和渔业局，山东 泰安 271000)

土壤水文效应；乔灌混交林；纯林；土壤含水量；土壤毛管持水量；土壤最大持水量

以新泰市土门林场不同乔灌混交林和不同纯林为研究对象，对其林地土壤水文效应进行系统测定，结果表明：在0～20、20～40 cm土壤层和0～40 cm根系分布层内，土壤含水量、土壤毛管持水量和土壤最大持水量乔灌混交林地大于纯林地，乔灌混交林地和纯林地均大于荒坡；乔灌混交林地以五角枫-黄荆混交林最大，纯林地以黄荆林最大。建议在营造水土保持林时，以乔灌混交林为主，有条件的地区乔木林以阔叶林为主。

森林是地球上最大的陆地生态系统，以其丰富的物种、复杂的结构和多种多样的功能构成全球生物圈中重要的一环。由乔木、灌木和各种草本植物组成的混交林能够充分利用不同层次的光照、土壤和水分[1]，其林冠层、枯落物层和根系土壤层均能有效影响森林截持降雨、涵养水源等功能，从而产生不同的森林水文效应[2]。本研究通过对新泰市土门林场不同乔灌混交林地和不同纯林地土壤水文效应的测定，分析乔灌混交林地和纯林地在土壤含水量和土壤持水性能等方面的差异，从而为乔灌混交林的营造提供借鉴。

1 研究区概况

新泰市土门林场地处山东省新泰、沂源、蒙阴三县交界处，地理位置位于117°48′～117°59′E、35°55′～35°58′N。研究区海拔在350.5～458.2 m之间，地表岩性为花岗片麻岩，土壤为棕壤，坡度15°～20°，土层厚度为40 cm。该地区属半湿润大陆性季风气候区，多年平均气温12.6 ℃，极端最高气温39.5 ℃，极端最低气温-21.6 ℃，年均日照时数2 445.6 h，年均辐射量507.1 kJ/cm2，≥10 ℃年积温4 275.2 ℃，无霜期195 d，多年平均降水量743.8 mm，其中：春季97.7 mm，占全年降水量的13.1%；夏季502.7 mm，占67.6%；秋季115.1 mm，占15.5%；冬季28.3 mm，占3.8%。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

根据新泰市土门林场研究区的土层厚度、坡向(阳坡)、海拔、坡度等立地因子，选择具有代表性的侧柏(PlatycladusorientalisFranco)-黄荆(VitexnegundoL.)混交林、五角枫(AcermonoMaxim)-黄荆混交林、黑松(PinusthunbergiiParl.)-黄荆混交林、侧柏纯林、黑松纯林和黄荆纯林，以荒地为对照，布设标准地进行调查研究。不同林分类型林木的生长状况见表1。

表1 不同林分类型林木生长状况

2.2 研究方法

于2012年5月10日、5月20日、5月30日、6月10日、6月20日和6月30日进行土壤水文效应的测定。每个林分选择3个标准地，每个标准地内均匀选取3个测点，用铝盒和环刀分别取0～20、20～40 cm土壤层的土壤，用烘干法测定土壤含水量，浸水法测定土壤最大持水量和毛管持水量，0～40 cm根系分布层采用各林分土壤含水量、土壤毛管持水量和土壤最大持水量各样品测定的平均值。

3 结果与分析

3.1 不同林分土壤含水量比较

由图1可看出，在0～20、20～40 cm土壤层和0～40 cm根系分布层内，侧柏-黄荆混交林、五角枫-黄荆混交林和黑松-黄荆混交林的土壤含水量均大于侧柏纯林、黑松纯林和黄荆纯林，且6种林分的土壤含水量均大于荒坡；乔灌混交林地的土壤含水量以五角枫-黄荆混交林为最大，纯林地的土壤含水量以黄荆纯林为最大。这是因为乔灌混交林具有乔木和灌木两层冠层，林内光照弱、风速低，而且灌木能有效覆盖地表，减少了土壤水分蒸发；阔叶林相对于针叶林来说，冠层厚，枝叶量大，林内气温和地温低且变幅小，枯落物多，因此能有效保持土壤水分。

图1 不同林分土壤质量含水量

3.2 不同林分土壤毛管持水量比较

由图2看出，在0～20、20～40 cm土壤层和0～40 cm根系分布层内，侧柏-黄荆混交林、五角枫-黄荆混交林和黑松-黄荆混交林的土壤毛管持水量均大于侧柏纯林、黑松纯林和黄荆纯林，6种林分的土壤毛管持水量均大于荒坡；乔灌混交林地的土壤毛管持水量以五角枫-黄荆混交林为最大， 纯林地的土壤毛管持水量以黄荆纯林为最大。

图2 不同林分土壤毛管持水量

3.3 不同林分土壤最大持水量比较

由图3可看出，在0～20、20～40 cm土壤层和0～40 cm根系分布层内，侧柏-黄荆混交林、五角枫-黄荆混交林和黑松-黄荆混交林的土壤最大持水量均大于侧柏纯林、黑松纯林和黄荆纯林，6种林分的土壤最大持水量均大于荒坡；乔灌混交林地的土壤最大持水量以五角枫-黄荆混交林为最大，纯林地的土壤最大持水量以黄荆纯林为最大。

图3 不同林分土壤最大持水量

4 结 论

通过对不同乔灌混交林地和不同纯林地土壤水文效应的测定和分析得出，在0～20、20～40 cm土壤层和0～40 cm根系分布层内，乔灌混交林地的土壤含水量、土壤毛管持水量和土壤最大持水量均大于纯林地，乔灌混交林地和纯林地均大于荒坡；乔灌混交林地以五角枫-黄荆混交林为最大，纯林地以黄荆林地为最大。测定结果表明，乔灌混交林地能更有效地覆盖地表，保持土壤水分，提高土壤含水量。因此，建议在营造水土保持林时，以乔灌混交林为主，有条件的地区乔木林以阔叶林为主。

[1] 邵俊祥.营造混交林的益处[J].国土绿化,2008(10):56-57.

[2] 郑郁善.观光木杉木混交林水文特征研究[J].福建林学院学报,1998,18(3):215-218.

S157．2

A

1000-0941(2017)12-0041-02

山东省水利厅重点项目(SDSLKY201211)

苗晓靖(1977—)，女，内蒙古兴安盟人，工程师，硕士，主要从事水土保持科学研究、规划设计工作。

2017-06-10

(责任编辑 徐素霞)