4种阔叶混交林的持水特性研究

2019-04-12苏木荣邹晓君陆惠华冼杆标黎富荣吴华俊

绿色科技 2019年6期

苏木荣, 邹晓君，陆惠华，冼杆标，黎富荣，吴华俊

(1.佛山市云勇生态林养护中心,广东佛山 528518；2.华南农业大学林学与风景园林学院, 广东广州 510642)

1 引言

森林的枯枝落叶凋落到林地形成结构疏松的凋落物层，可以减缓林内降水对地表的冲击作用，具有一定的吸水能力，并能减少地表径流，促进降水下渗，因而具有水源涵养的作用。随着全球水资源的紧缺，凋落物层的水源涵养功能受到越来越多的关注。国内学者对我国的森林凋落物涵养水源的功能进行过较多的研究[1～6], 对南亚热带的森林凋落物涵养水源能力也进行过一定的研究[7～12]。

亚热带常绿阔叶林是中国南方的地带性植被。由于历史原因而被杉木大量取代。为了提高森林的景观效益，佛山市云勇生态林养护中心用西南木荷和枫香等景观树种对原有杉木林进行了改造。笔者对佛山市云勇生态林养护中心改造后的4种阔叶林的凋落物涵养水源特性进行调查，了解其持水特性，以期为广东省常绿阔叶人工林的管理提供参考。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

试验地位于广东省佛山市高明区云勇生态林养护中心(112°40′E，22°54′N)，属亚热带季风气候，年均温度为22 ℃，年均降雨量约2000 mm。丘陵地型，土壤为酸性赤红壤(pH值小于5)，由花岗岩发育而来，肥沃而深厚。

2.2 试验样地

在林场的4种人工阔叶混交林内建立面积为20 m×20 m样地，3个重复。林分的概况见表1。各林分树种的生长见表2。

2.3 研究方法

2017年12月在各样地中设置5个面积为1 m×1 m的样方，测定凋落物鲜重后取样带回实验室。林分1、2、3和4的凋落物干重分别为1591±588 kg/hm2、1281±433 kg/hm2、1742±536 kg/hm2和1216±265 kg/hm2。

在实验室将凋落物样品装入网袋后浸水0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h和16 h后，捞起并静置到凋落物不滴水时称重，做3个重复。凋落物持水率、凋落物持水量和凋落物吸水速率分别计算如下[7,8]：

凋落物持水量(kg/hm2)=[凋落物湿重(kg/hm2)—凋落物烘干重(kg/hm2)];

凋落物持水率(%)=(凋落物持水量/凋落物干重)×100 ;

凋落物吸水速率(g/kg·h)= 凋落物持水量(g/kg)/吸水时间(h);

数据图表和方程用由Microsoft Excel 2003和SPSS 22.0软件系统完成。

表1 试验林概况

表2 树木生长基本情况(平均值±标准差)

3 结果与分析

3.1 凋落物的储量与持水量

4种林分的凋落物持水量随着浸泡时间的增加而迅速增长，浸泡16 h后，林分的凋落物持水量均呈现林分1(3.03 t/hm2)>林分3(2.88 t/hm2)>林分2和林分4(2.24 t/hm2)(图1)。

图1 凋落物持水量

凋落物持水量WH随着浸泡时间的增加呈现对数增加，二者的决定系数(R2)大于0.98, 呈现显著相关(P<0.001)(表3)。

表3 凋落物持水量WH与浸泡时间t的方程

3.2 凋落物持水率

在各浸泡时间段，4种林分的凋落物持水率均为林分1>林分4>林分3>林分3(图2)。浸泡时间在前4 h之间时，各林分的凋落物持水率迅速增长，此后增长放缓，逐渐达到饱和, 此时林分1、2、3和4的凋落物持水率分别为191%、175%、154%和186%。

凋落物持水率WR随着浸泡时间t的增加呈现对数增长，二者显著相关 (P<0.001)(表4)。

图2 凋落物持水率

林分 Stands方程 EquationR2p林分1WR=29.543ln t+110.710.998<0.001林分2WR=25.793ln t+105.200.994<0.001林分3WR=19.721ln t+101.820.976<0.001林分4WR=29.161ln t+105.600.994<0.001

3.3 凋落物吸水速率

4种林分的凋落物的吸水速率变化趋势相同，可以分为急剧下降(浸泡6 h内)和缓慢下降(浸泡6～16 h)2个阶段(图3)。林分1和3的凋落物吸水速率在浸泡0.5 h较大(120和116 g/kg·h)，林分2中等(1726 g/kg·h)，林分4最小(1620 g/kg·h)。在浸泡16 h，林分1和4的凋落物吸水速率较大(120和116 g/kg·h)，林分2和3较小(110和107 g/kg·h)。