封山育林对华北落叶松林枯落物层持水能力的影响

张泽丽

(河北省塞罕坝机械林场, 河北 承德 068466)

塞罕坝地处滦河上游地区，一直作为防沙固土的绿色防护带，因此该地区林分的水源涵养能力是至关重要的，枯落物层是林分水文效应重要活动层，枯落物能够有效截留降水、减少土壤流失与减少水分蒸发[1]。该地区的研究主要集中在生物多样性[2，3]、森林病虫害防治[3]、森林防火等方面[4]，对采取封育措施后森林水文变化的研究很少，因此本文通过对未封育、封育2年与封育4年的华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr)林分作为研究对象，对其枯落物层的水源涵养能力进行测定，为该地区的森林水源涵养能力监测和评价提供理论依据[5，6]。

1 研究区概况

河北省塞罕坝机械林场地处内蒙古与冀北山地之间，最高海拔为1 939.6 m，属于寒温带半干旱、半湿润季风气候，冬季长，无霜期短，昼夜温差大，年均气温只有-1.2 ℃，6—9月该地区降雨较多，年均降雨量为454.2 mm。该地区土壤类型坝上以风沙土为主，兼有草甸土和沼泽土，而接坝山区多为灰色森林土、棕壤，少部分为褐土[7]。

2 研究方法

2.1 样地调查

选择河北省塞罕坝机械林场地区主要针叶树种华北落叶松林，选取未封育、封育2年与封育4年的林分各3块，设置30 m×30 m标准样地，对林分进行调查，因子包括胸径、高度、海拔与枝下高等等。在设置的标准样地内选择四个角与中心位置设置50 cm×50 cm的小样方，对枯落物进行调查[8，9]。

2.2 枯落物水源涵养能力测定方法

先对标准样地内枯落物层厚度进行分层测量，并迅速进行鲜质量测定，随后在实验室进行烘干，烘干后进行二次称质量，选取一定量枯落物浸泡水中，在不同时间段对枯落物质量变化进行称质量记录，从而得出枯落物的持水量、持水速率和最大持水率[10，11]。

为体现枯落物的真实拦蓄量一般都用有效拦蓄量表示：

W=(0.85Rm-R0)M

式中：W—有效拦蓄量(t·hm-2)；Rm—最大持水率(%)；R0—自然含水率(%)；M—枯落物生物量(t·hm-2)。

3 结果与分析

3.1 封山育林对枯落物储量的影响

从表1可知，封山育林后华北落叶松人工林枯落物的厚度与蓄积量随着时间增长而增加，林分枯落物蓄积量受很多因素的影响，例如林分立地条件、林分密度与林分结构组成等。封山育林后枯落物未分解层与半分解层的蓄积量都有了一定程度的提高，从而说明封山育林对林分枯落物层蓄积量有一定的影响，但是半分解层占总蓄积量的比例有所下降，这与针叶林枯落物分解速度有关，说明封山育林后枯落物输入量高于分解量。

3.2 封山育林对枯落物最大持水量的影响

表2 枯落物层最大持水量与最大持水率

从表2可知，采取封育措施后枯落物未分解层与半分解层最大持水量都有所增加，而半分解层最大持水量始终高于未分解层，封育2年后的林分枯落物最大持水量是未封育的1.09倍，封育4年后的林分枯落物最大持水量是未封育的1.18倍，说明采取封育措施后4年内林分枯落物层最大持水量呈增加的趋势。

3.3 封山育林对枯落物有效拦蓄量的影响

表3 枯落物有效拦蓄量与有效拦蓄率

从表3可以看出，未分解层有效拦蓄量为：封育4年(12.07 t·hm-2)>封育2年(11.34 t·hm-2)>未封育(10.25 t·hm-2)，半分解层有效拦蓄量为：封育4年(28.26 t·hm-2)>封育2年(26.06 t·hm-2)>未封育(24.72 t·hm-2)，两个层次的差别是由于两个层次的蓄积量不同造成的；枯落物有效拦蓄率经过封育措施后有所降低，未分解层排序为：未封育(164.22%)>封育2年(114.96%)>封育4年(100.13%)，半分解层排序为：未封育(388.61%)>封育2年(350.22%)>封育4年(338.46%)，两者的差别主要是由于两个层次的蓄积量与吸水速率不同造成的。综合枯落物两个层次的变化可以得出，有效拦蓄能力排序为：封育4年(40.33 t·hm-2)>封育2年(37.40 t·hm-2)>未封育(34.97 t·hm-2)。有效拦蓄量是反映林分枯落物层拦蓄能力最准确的指数，经过封育林分枯落物层有效拦蓄量都有了一定程度的提高，但是增加的程度不是特别高，说明该措施有一定的局限性，因此对林分采取封育措施的同时应结合其他经营措施，对林分枯落物层有效拦蓄量提高更加有利。

4 结论与讨论

4.1 采取封育措施后，华北落叶松人工林枯落物的厚度与蓄积量随着时间增长而增加，但是半分解层占总蓄积量的比例有所下降，说明采取封育措施后枯落物输入量高于分解量，这与华北落叶松分解速度有关。

4.2 采取封育措施后，枯落物最大持水量都有所增加，4年内林分枯落物层最大持水量呈现增加的趋势。

4.3 枯落物层有效拦蓄能力排序为：封育4年(40.33 t·hm-2)>封育2年(37.40 t·hm-2)>未封育(34.97 t·hm-2)，因此封育措施对林分枯落物层有效拦蓄量有一定的影响，但是增加的程度不是特别高，说明该措施有一定的局限性，在对林分进行封育措施的同时应结合其他经营措施，对林分枯落物层有效拦蓄量提高更加有利。

4.4 观测封育4年内林分枯落物层各项指标的变化状况，持续监测时间较短，有待于持续进行观察，同时增加其他经营措施，使各项指标的变化更具指导性与说服力。