不同林龄小黑杨、樟子松防风固沙林土壤含水率研究

夏志光，焦大志(辽宁省林业调查规划院，辽宁 沈阳 110122)

森林土壤水分-物理特性研究是森林生态系统研究的一项重要内容。土壤水分是最活跃的因素,是联系地表水和地下水的纽带,是陆地植物赖以生存的源泉[1]。干旱条件下，水是影响环境变异的重要因子，土壤水分含量对植物生长是最大的限制因子，并影响到人工固沙植被的稳定性，进而影响到遏制沙漠化危害的可能性[2]。土壤水分是林木生长、发育的必要环境因子之一，同时也是生态系统中最活跃、最有影响的因素之一。土壤的质地、结构决定了土壤蓄水能力的强弱,进而也决定了土壤水分供给的有效性。此外，不论何种林分及土壤层次,其含水率的变化都与大气降水密切相关[3]。

本文主要对不同林龄的小黑杨和樟子松防风固沙林土壤含水率进行了研究，从而为今后该地区防风固沙林的水分研究提供依据。

1 研究地概况

试验地设在黑龙江省西部，松嫩平原腹地，大庆市杜尔伯特蒙古族自治县新店林场。该地区为温带大陆季风气候，年平均气温9.6 ℃。春季干旱低温；夏季受东南季风的影响，降水较多，且多为阵雨；秋季天气晴朗，降水明显减少，但仍多于春季；冬季在蒙古高压控制下，降水量少，但是冰雪资源极其丰富。杜尔伯特蒙古族自治县地处嫩江沙地，地带性土壤为黑钙土，由于受地势、水文、气候的影响，新生风沙土成为主要土类。

2 研究方法

根据试验需要选择13、21、25、28年生4个年龄段的小黑杨和24、29、43年生3个年龄段的樟子松防风固沙林，并在所研究人工林附近选择多年撂荒地作为对照。样地设置为20 m×20 m。土壤含水率用烘干法测定，取样深度为0～100 cm，每10 cm为一层。此次试验依据当地的具体情况，在当地降水10 d以后取样，真实反映了当地林分该季节土壤的含水状况。

3 结果与分析

3.1 小黑杨防风固沙林土壤含水率分析

由图1可以看出：在0～40 cm土层，有林地各年龄段林分土壤含水率均高于该土层无林地土壤含水率，可见，林分树冠及树干层对雨水的截流、对地表的遮蔽、对地下水的蒸腾等作用以及对土壤结构、土壤微生物、有机物等的综合作用有效地提高了该层土壤含水率；在0～20 cm土层，随林龄的增加，土壤含水率表现为逐渐下降趋势，在20～40 cm土层，则表现为逐渐下降后又显著升高的趋势，但13年、21年、25年林0～20 cm层土壤含水率均高于同龄林20～40 cm层土壤含水率，可见随林分根系的不断生长，林分对土壤含水率的影响逐渐向下发展；40～60 cm、60～80 cm、土层土壤含水率变化幅度较小，呈无规律性，且均低于同龄林40 cm以上土壤含水率，可见下层土壤含水率受地表枯落物覆盖、地表植被吸收、林分蒸腾、地表雨水变化等作用的影响较小，主要表现为向上运送地下水和储存地表水的调节作用。

图1 小黑杨防风固沙林土壤含水率分析

3.2 樟子松防风固沙林土壤含水率分析

由图2可以看出：各林分同层土壤含水率随林龄增长均呈上升趋势，但除0～20 cm土层各林分土壤含水率均高于无林地外，其余各林龄同层土壤含水率均低于无林地同层土壤含水率，可见樟子松防风固沙林对土壤含水率有降低的作用，其原因主要是由于樟子松林下植被较少，枯落物不易被分解，因而土壤中有机物含量较少，毛管孔隙度较低，土壤持水能力较差，同时樟子松防风固沙林的蒸腾作用吸收了土壤中大量的水分而引起；0～20 cm层土壤含水率明显高于其他土层，主要由于该层积累的林分有机物较多，土壤的毛管孔隙较发达，从而增强了该层的土壤持水能力；各林分同层土壤含水率随林龄增长均呈上升趋势，这是由于随林龄的增长土壤中的有机物积累逐渐增多，且通过根系生长对土壤的挤压、穿插等作用增加了土壤的孔隙度，从而逐渐提高了土壤的持水能力。

图2 樟子松防风固沙林土壤含水率分析

4 结论

小黑杨：在0～40 cm土层，各年龄段林分土壤含水率均高于该土层无林地土壤含水率。在0～20 cm土层，随林龄的增加，土壤含水率表现为逐渐下降趋势，在20～40 cm土层，则表现为逐渐下降后又显著升高的趋势，但13年、21年、25年林分0～20 cm层土壤含水率均高于同龄林20～40 cm层土壤含水率，40～60 cm、60～80 cm土层土壤含水率变化幅度较小，呈无规律性，且均低于同龄林40 cm以上土壤含水率。

樟子松：各林分同层土壤含水率随林龄增长均呈上升趋势，但除0～20 cm土层各林分土壤含水率均高于无林地外，其余各林龄同层土壤含水率均低于无林地同层土壤含水率，0～20 cm层土壤含水率明显高于其他土层。

[1] 曾庆波,李意德,陈步峰,等.热带森林生态系统研究与管理[M].北京:中国林业出版社,1997:106-107

[2] 雷志栋,胡和平.土壤水研究讲展与评述[J].水科学进展,1999,10(3): 311-318

[3] 李文华.西藏森林[M].北京:科学出版社,1985:3-12