張英明

（鳳城市林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 鳳城118100）

枯落物是覆蓋在林地土壤表面的由苔蘚及森林植物落下的莖、葉、枝條、芽鱗、花、果實(shí)、樹(shù)皮等凋落物及動(dòng)植物體分解而成的死地被物，也是3個(gè)重要森林水文效應(yīng)垂直功能層（林冠層、枯落物層和根系土壤層）之一[1]，具有保持水土和涵養(yǎng)水源的重要作用[1-2]。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)枯落物儲(chǔ)量、持水特性、地表徑流和土壤侵蝕等作了大量研究[3-7]。本文對(duì)遼東山區(qū)楊樹(shù)崴林場(chǎng)的落葉松林、紅松林和次生林3種不同林分類(lèi)型的枯落物儲(chǔ)量和持水特性作了定量研究，旨在為遼東山區(qū)森林水文效應(yīng)評(píng)價(jià)和水源涵養(yǎng)林樹(shù)種選擇提供借鑒。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于遼寧省清原縣楊樹(shù)崴林場(chǎng)內(nèi)，屬長(zhǎng)白山余脈，長(zhǎng)白植物區(qū)系。氣候?yàn)闇貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年均氣溫6℃，年降水量為760～1000mm，無(wú)霜期150d。森林喬木植被以紅松（Pinus koraiensis）、落葉松（Larix gmelini）為主的人工針葉林和蒙古櫟（Quercus mongolica）、水曲柳（Fraxinus mandshuri原ca）、胡桃楸（Juglansm mandshurica）和黃波羅（Phel原lodendron amurense）為主的天然次生林組成。在研究區(qū)域選擇林齡、坡位和海拔等相似、有代表性的落葉松人工林、紅松人工林和天然次生林3種典型林分類(lèi)型，每個(gè)林分類(lèi)型設(shè)置20m×20m的標(biāo)準(zhǔn)地。標(biāo)準(zhǔn)地基本情況見(jiàn)表1。

2 研究方法

2.1 枯落物儲(chǔ)量測(cè)定

表1 標(biāo)準(zhǔn)地基本情況

2019年10月中旬，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地隨機(jī)設(shè)置3個(gè)30cm×30cm的小樣方?？萋湮锇次捶纸鈱雍桶敕纸鈱尤?，稱(chēng)其鮮重。帶回實(shí)驗(yàn)室，用烘箱烘干（75℃6h），稱(chēng)其干重。測(cè)定枯落物量。用公式：R0=（G0-Gd）/Gd×100%計(jì)算自然含水率。式中：R0、G0和Gd分別為自然含水率（%）、枯落物鮮重（t/hm2）和烘干質(zhì)量（t/hm2）。

2.2 枯落物持水量、吸水速率和有效攔蓄量測(cè)定

采用室內(nèi)浸泡法：把烘干的未分解層和半分解層枯落物分別裝入尼龍網(wǎng)袋中，分別浸泡0.5h、1h、1.5h、2h、4h、6h、8h、10h和24h后，稱(chēng)重，將枯落物吸水重量，計(jì)算不同時(shí)間的持水量和吸水速率。用公式：W=（0.85Rm-R0）M來(lái)計(jì)算有效攔蓄量。式中：W、Rm、R0和M分別為有效攔蓄量（t/hm2）、最大持水率（%）、自然含水率（%）和枯落物量（t/hm2）。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分類(lèi)型枯落物的儲(chǔ)量

枯落物量與林齡、林分組成、氣候條件、輸入量、分解速度、枯落物厚度和性質(zhì)有關(guān)[1]。由表2可知：枯落物量大小順序?yàn)槁淙~松林（23.41t/hm2）＞次生林（18.62t/hm2）＞紅松林（13.85t/hm2）。落葉松林枯落物未分解層占其總量比率最小，說(shuō)明落葉松林枯落物分解最快；紅松林枯落物未分解層占其總量比率最大，說(shuō)明紅松林枯落物分解最慢，這也與紅松枯落物油脂含量高有關(guān)；次生林居中。

表2 不同林分類(lèi)型枯落物的儲(chǔ)量

3.2 不同林分類(lèi)型枯落物的持水能力

枯落物持水量反映林分枯落物的涵養(yǎng)水源能力，是評(píng)價(jià)林分水源涵養(yǎng)功能的重要指標(biāo)[1]。不同林分枯落物持水能力一般用最大持水量和有效攔儲(chǔ)量表示。從表3看出：3種林分枯落物最大持水量和有效攔儲(chǔ)量大小順序?yàn)椋郝淙~松林（54.26t/hm2和32.47t/hm2）＞次生林（46.78t/hm2和28.29t/hm2）＞紅松林（30.19t/hm2和18.65t/hm2）。這與枯落物量大小順序是一致的，持水能力最終由有效攔儲(chǔ)量決定。

表3 不同林分類(lèi)型枯落物的持水能力

3.3 不同林分類(lèi)型枯落物的持水過(guò)程

3種林分類(lèi)型的枯落物不同時(shí)段持水量（圖1）：未分解層和半分解層0～4h內(nèi)持水量明顯上升，4～10h趨于平緩，10h后基本飽和?？萋湮锍炙颗c浸水時(shí)間之間存在對(duì)數(shù)方程關(guān)系（圖1）。模擬值和實(shí)測(cè)值比較，相關(guān)系數(shù)（R）大于0.9，呈顯著相關(guān)。

3種林分枯落物的吸水速率（圖2）：枯落物吸水速率在0.5h以?xún)?nèi)達(dá)最大值，2h以?xún)?nèi)吸水速率快，2h以后枯落物吸水速率減緩，吸水在24h后基本飽和。吸水速率（y）與浸水時(shí)間（x）之間存在冪函數(shù)關(guān)系（圖2），模擬值和實(shí)測(cè)值比較，相關(guān)系數(shù)（R）大于0.92，顯著相關(guān)。

4 結(jié)論

3種林分枯落物量大小順序?yàn)槁淙~松林（23.41t/hm2）＞次生林（18.62t/hm2）＞紅松林（13.85t/hm2）。最大持水量和有效攔儲(chǔ)量大小順序?yàn)椋郝淙~松林（54.26t/hm2和32.47t/hm2）＞次生林（46.78t/hm2和28.29t/hm2）＞紅松林（30.19t/hm2和18.65t/hm2）。

圖1 枯落物不同時(shí)段持水量

圖2 枯落物不同時(shí)段吸水速率

3種林分枯落物持水量與浸水時(shí)間之間存在對(duì)數(shù)關(guān)系，模擬值和實(shí)測(cè)值顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)（R）大于0.9。3種林分枯落物吸水速率與浸水時(shí)間之間存在冪函數(shù)關(guān)系，模擬值和實(shí)測(cè)值顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)（R）大于0.92。