張 華 ，范少輝 ，劉蔚漪 ,2，劉廣路 ，閆文德 ，趙亮生

(1.國際竹藤中心竹藤科學與技術重點實驗室，北京100102；2.西南林業(yè)大學，云南 昆明 650224；3.中南林業(yè)科技大學，湖南長沙 410004；4.南方林業(yè)生態(tài)應用技術國家工程實驗室,湖南 長沙 410004；5.白龍江林業(yè)管理局林業(yè)科學研究所，甘肅 武都746010)

閩北不同類型毛竹林徑流特征的研究

張 華1，范少輝1，劉蔚漪1,2，劉廣路1，閆文德3,4，趙亮生3,5

(1.國際竹藤中心竹藤科學與技術重點實驗室，北京100102；2.西南林業(yè)大學，云南 昆明 650224；3.中南林業(yè)科技大學，湖南長沙 410004；4.南方林業(yè)生態(tài)應用技術國家工程實驗室,湖南 長沙 410004；5.白龍江林業(yè)管理局林業(yè)科學研究所，甘肅 武都746010)

以閩北杉木林和常綠闊葉林為對照，對閩北山區(qū)主要毛竹林類型—竹杉混交林、毛竹純林和竹闊混交林的產流特征進行了研究。結果表明：降雨量對地表徑流的產生有重要影響。當降雨強度增加到10～20 mm時，各林分地表徑流量都有所增加，毛竹純林的地表徑流量（3 mm）和地表徑流系數（1.9）為各林分最大；對不同月份及不同林分間地表徑流進行方差分析，結果顯示毛竹純林與其它林分之間差異極顯著，而其他各林分之間差異不顯著；并擬合出了地表徑流量和降雨量之間關系的曲線方程?？傊窦兞值目臻g結構簡單，徑流量較大；竹闊混交林結構復雜，徑流量較小，是一個較好的經營模式。

不同類型毛竹林；降雨量；產流特征；閩北

防止土壤侵蝕及減少地表徑流量是竹林重要的水保功能之一。理水調洪是植被的生態(tài)水文作用，徑流總量隨著植被的生長有減少的趨勢[1-3]。造成這種現象的原因與林冠截留量、土壤結構改善以及植被的蒸發(fā)散增大有關[4-5]。張學權[6]研究發(fā)現在草植被+竹的恢復模式中，地表徑流在退耕3年后有效地減少，毛竹林根系發(fā)達，對減少地表徑流的效果可能更加顯著。湯騰方等[7]曾報道對同一母巖、同一土壤類型上杉木純林、毛竹杉木混交林、毛竹純林3種植被類型的土壤水源涵養(yǎng)能力的分析結果表明毛竹杉木混交林涵養(yǎng)水源能力最強?，F行的竹林經營措施多以獲取最大經濟效益為目標，一定程度上忽視了竹子良好生態(tài)功能的發(fā)揮[8]，如何在獲得較高經濟效益的同時，增強竹林的生態(tài)功能，成為當前林業(yè)科研工作的一項重要課題。

福建是中國竹林面積最大的省份，據中國第七次森林資源清查數據顯示，全省竹林面積99.3萬hm2，占到全國竹林面積的18.5%，居全國首位。2011年福建省竹產業(yè)產值達到306.2億元，成為全省農村經濟發(fā)展、農民增收奔小康的綠色產業(yè)[9]。閩北是福建省的重點林區(qū)，也是毛竹分布和種植的主要地區(qū)。國內學者對閩北不同類型毛竹林冠層降水再分配特征和閩北不同土地利用方式徑流量動態(tài)變化特征做了許多研究[10-11]，但對不同類型毛竹林徑流特征報道還比較少。

本研究以我國閩北地區(qū)不同類型毛竹林為研究對象，探討不同類型毛竹林徑流特征，旨在為毛竹林水文生態(tài)功能研究提供基礎數據，同時為探尋毛竹林的合理經營結構提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設置在位于福建省西北部順昌縣洋口 國 有 林 場（117°30′～ 118°14′E，26°39′～27°12′N），屬亞熱帶海洋性季風氣候，具體氣象狀況見表1，常見的植被群落見表2。

表1 試驗地概況Table 1 General situation of studied site

表2 常見的植被群落Table 2 Common vegetation communities

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設置與調查

根據實驗地林分資源分布情況，以杉木人工林（Ⅰ）和常綠闊葉林（Ⅴ）為對照林分，將閩北常見的竹林類型，包括竹杉混交林（竹杉混交比為8∶2）（Ⅱ）、毛竹純林（Ⅲ）和竹闊混交林（竹闊混交比為8∶2）（Ⅳ）等幾種典型林分作為研究對象，對林分產流特征進行研究，樣地基本情況見表1。2007年8月，每個林分中設2個樣地，在每個樣地中設置5 m×20 m的徑流小區(qū)作為徑流場，然后進行樣地調查和徑流數據收集，各林分樣地概況見表3。

1.2.2 大氣降水量的測定

采用雨量筒收集法測定林內、林外降雨，即在各標準地內隨機放置10個雨量筒收集林內降雨，在林外空曠地放置5個雨量筒作收集林外降雨；選擇6株胸徑接近平均木的立木/立竹進行樹干莖流的測定[10]。

1.2.3 徑流量測定

徑流觀測采用徑流小區(qū)法，每種林分類型建徑流小區(qū)2個，共10個徑流小區(qū)。小區(qū)面積均為5 m × 20 m，集水池為 1 m3。每次降雨后同時測量徑流池的積水深度。

表3 各林分樣地概況Table 3 General situations of stand sample plots

2 結果與分析

2.1 降雨量與地表徑流的關系

研究區(qū)2010年觀測記錄地表徑流56次，而降雨量作為地表徑流的主要影響因素，所有將不同雨量級的降雨量以及地表徑流統(tǒng)計為表4。

從表4中可以看出，各林分在降雨強度小于5 mm時均不會產生地表徑流；當降雨強度增加到10～20 mm時，各林分地表徑流量都有所增加，毛竹純林的地表徑流量（3 mm）和地表徑流系數（1.9）為各林分最大；當降雨強度達到50～100 mm時，降雨量占全年總降雨量一半，與此同時各林分的地表徑流量也增大到最大值，其中毛竹純林的地表徑流量達到14.1 mm；當降雨強度達到100 mm以上時，因為降雨強度較大，兩次降雨就產生了一定的地表徑流，所以對應的徑流系數為各降雨強度中最大?？傮w而言，地表徑流主要隨著降雨量的增加而增加。

表4 不同林分地表徑流特征Table 4 Surface runoff characteristics of different forest stand

2.2 地表徑流的月動態(tài)

從圖1中可知，不同林分月地表徑流量與月降雨量變化情況一致，即地表徑流多出現在3～9月，而從11月至翌年2月總體降雨量偏少，所以地表徑流量都相對較低。毛竹純林和竹闊混交林的地表徑流量明顯大于其他林分，而這兩個林分均在8月出現最大徑流量；其他林分年均徑流量隨降雨量的變化幅度均比較小，說明這幾個林分涵養(yǎng)水源能力相對較高。

圖1 不同林分降雨量與地表徑流月分布Fig.1 Month distribution of different forest dynamic rainfall and surface runoff

2.3 不同林分類型產流量大小

表5、表6是對不同月份及不同林分間地表徑流進行方差分析，結果顯示毛竹純林與其它林分之間差異極顯著，而其他各林分之間差異不顯著；而不同林分地表徑流平均值分別為：常綠闊葉林（0.225 1 mm）、毛竹純林（0.503 8 mm）、竹闊混交林（0.289 3 mm）、竹杉混交林（0.236 3 mm）、杉木純林（0.257 9 mm），除毛竹純林明顯較大外，其他林分均不到0.3 mm。

表5 不同林分地表徑流的方差分析?Table 5 Variance analysis of surface runoff with different stand

2.4 地表徑流與降雨量的關系

將降雨量與地表徑流量進行擬合，回歸方程按相關密切程度排列如表6所示，其中毛竹純林地表徑流與降雨量的關系最為密切。

表6 不同林分降雨量與地表徑流回歸模型Table 6 Regression models of rainfall and surface runoff of different stand

圖2為不同林分地表徑流量與降雨量的關系，從圖中可以看出，降雨量對不同林分產生地表徑流的影響程度有所差異。各林分在降雨量20～80 mm時，地表徑流量隨降雨量增加呈現出線性增長，除毛竹純林和主闊混交林外，其他林分在降雨量在80 mm以后均呈下降趨勢。

圖2 不同林分地表徑流與降雨量的關系Fig.2 Relations of different forest surface runoff and rainfall

3 結論與討論

毛竹純林的徑流量較大，是因為其林分空間結構較為單一，并且葉面積和郁閉度相對較小，枯枝落葉層也不如喬木樹種林分。而相比較而言常綠闊葉林郁閉度相對較高，林冠截留能力相對較強，所以產生的地表徑流比毛竹純林少。這與孔維健[13]研究的浙江廟山塢自然保護區(qū)人工毛竹林的地表徑流量是天然次生林的1.92倍相似。

毛竹林經營周期短、強度大，單純追求經濟效益，營造純林，勢必導致嚴重的生態(tài)問題。通過以上研究可以看出，毛竹純林對地表徑流的影響明顯弱于竹闊混交林。竹林群落穩(wěn)定性研究也表明，毛竹天然混交林有較強的穩(wěn)定性和抗干擾性[14]；李國華[15]在對福建省光澤縣毛竹林地水土流失的研究中指出，相同立地條件下，純竹林在水土保持功能、土壤肥力及抗病蟲害、抗倒伏等方面不如竹混交林。因此，在經營毛竹林時, 可適當增加闊葉樹種比例，采用竹闊混交林經營模式，增強其水土保持能力，促進林地生產和生態(tài)的可持續(xù)。

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Runoff characteristics of different types Phyllostachys edulis forests in northern Fujian province

ZHANG Hua1, FAN Shao-hui1, LΙU Wei-yi1,2, LΙU Guang-lu1, YAN Wen-de3,4, ZHAO Liang-sheng3,5
(1. Ιnternational Centre for Bamboo and Rattan, Key Lab. of Bamboo and Rattan, Beijing 100102, China; 2. Southwest Forestry University, Kunming 650224, Yunnan, China; 3. Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 4. National Engineering Lab. for Applied Technology of Forestry & Ecology in South China, Changsha 410004, Hunan, China; 5.Forestry Science Research Ιnstitute, Bailongjiang Forestry Management Bureau of Gansu Province, Wudu 746010, Gansu, China)

The characteristics of runoff main types Phyllostachys edulis forests in northern mountainous of Fujian province were studied in comparison with C. lanceolata forest and evergreen broadleaved forest. The results show that rainfall had an important inf l uence on the generation of surface runoff; When the rainfall intensity increased to 10 mm ～ 20 mm, the soil surface runoff of all forests had also increase with some degree at the same time，of the forests the surface runoff (3 mm) and surface runoff index (1.9) of pure bamboo forest will be the largest one; By analyzing the variance of different months and types of surface runoff, the results showed that it is signif i cant that the difference between pure bamboo and other stand, while the difference was not signif i cant between other stand; And the curve equation of the relationship between surface runoff and rainfall was f i tted; P. edulis and broad-leaved tree mixed forest has complex spatial structure and less runoff, therefore, it is a better management model than P. edulis pure forest, which has simple spatial structure and larger runoff.

Phyllostachys edulis forest; rainfall; runoff characteristics; north of Fujian province

S715.2

A

1673-923X(2013)12-0042-04

2013-04-19

國家“十二五”科技支撐（2012BAD23B04）資助；（竹藤資源高效培育技術研究與示范）林業(yè)公益性行業(yè)科研專項：典型森林植被對水資源形成過程的調控研究（201104005）

張 華（1972-），男，山西河曲人，博士研究生，主要從事竹林培育和竹林生態(tài)方面的研究；E-mail∶ zhhL8@126.com

[本文編校：文鳳鳴]