景谷縣森林枯落物水文作用研究

岳 奎，劉富平，李 增

（1.云南秀川環境工程技術有限公司，云南 昆明650021；2.昆明龍慧工程設計咨詢有限公司，云南 昆明650033）

1 研究區自然概況與研究方法

1.1 研究區概況

景谷縣位于云南省西南部，普洱中部偏西，地處東經100°02′～101°07′、北緯22°49′～23°52′，屬亞熱帶山原季風氣候，地勢以山地高原為主，海拔600～2920m，年降水量為1354mm，年蒸發量1916.4mm，年平均雨日數164.1d，年平均氣溫 20.1℃，≥10℃ 的積 溫為7360.9℃；年平均日照時數2065.3h。此次采樣共計6個大樣區，18個樣地，樣點分布情況見圖1。

圖1 景谷縣枯落物采樣分布

1.2 枯落物采樣

為了調查景谷縣森林枯落物水文作用，2010年7月中旬在研究區內按不同植被類型，選取了具有代表性的18個標準樣地，樣地大小為20m×30m，進行群落調查。同時，采用對角線法在每個標準地內各取面積為50cm×50cm的3個枯落物小樣方，測量并記錄枯落物層厚度，分別收集枯落物的未分解層和半分解層（由于半分解層和已分解層難以區分，所以把二者合為一層，按半分解層來計），稱其重量（鮮質量）并記錄，將樣品收集并帶回實驗室做內業工作。

1.3 枯落物蓄積量測定

將采集回的枯落物放置于實驗室干燥通風處，使其自然風干（用手觸摸無潮濕感），稱其重量（風干質量）作為不同樣地枯落物的風干質量，將風干枯落物裝入牛皮袋中，直接放進85℃烘箱內烘干2h，冷卻后稱重量（烘干質量），計算枯落物自然含水量和蓄積量。

1.4 枯落物持水量的測定

取18個樣地自然風干樣品（半分解、未分解）各50g，裝入孔徑小于0.12cm的紗網袋內進行浸水實驗，測定時段為5min、30min、1h、2h、4h、6h、10h、24h浸泡，分別對每時段的樣品進行稱重，稱量時將裝有枯落物的紗網袋取出靜置5min左右，直至枯落物不滴水為止，迅速稱其重量（濕質量），測定其吸水速率、持水率和持水量，以浸泡24h后的持水量為最大持水量。

2 結果與分析

2.1 枯落物蓄積量

枯落物是森林土壤枯落物的主要來源，是影響土壤發育的重要因素。枯落物蓄積量是反映林地持水能力的重要指標，枯落物蓄積量越大其持水能力越強，水保效益越好。不同植被類型由于樹種組成、結構、林齡、密度等因子不同，導致單位面積枯落物貯量存在較大的差異。

從圖2中可以得出，3種植被類型中枯落物蓄積量最大的是季雨林，為15.68t／hm2，最小的是暖性針葉林7.14t／hm2，由大到小順序排列依次為：季雨林＞常綠闊葉林＞針葉林。

分析枯落物未分解層、半分解層蓄積量（見表1），發現不同植被類型林下枯落物各層次蓄積量所占比例也有規律。常綠闊葉林和季雨林林下枯落物半分解層所占比例要比未分解層大，而暖性針葉林林下枯落物未分解層所占比例要比半分解層大，經推斷，主要是由于闊葉樹落葉分解較快，而針葉樹落葉難以分解的緣故。

圖2 不同植被類型枯落物蓄積量變化

表1 不同植被類型蓄積量

2.2 枯落物的持水能力

2.2.1 不同植被類型枯落物的持水特性

枯落物層的持水能力是整個森林生態系統水文循環中的重要一環，是反映枯落物層水文作用的一個重要指標。一般認為枯落物浸水一晝夜后的持水率為最大持水率。枯落物的持水量與其自身結構、分解狀況有關。針葉林枯落物半分解層持水能力大于未分解層，闊葉林則相反（見表2、表3）。從整體來看，闊葉林枯落物持水能力大于針葉林（見圖3、圖4、圖5），但單位面積上的持水能力還與枯落物的累積量有直接關系。針葉林有較大的枯落物累積量和較大比例的半分解層，雖然持水率較低，但仍能維持較高的蓄水功能。

表2 不同植被類型枯落物未分解層持水量 g

表3 不同植被類型枯落物半分解層持水量 g

圖3 不同植被類型枯落物未分解層持水量變化趨勢

圖4 不同植被類型枯落物半分解層持水量變化趨勢

圖5 不同植被類型枯落物持水量變化趨勢

森林枯落物的吸水速度和蓄水能力是緊密聯系的，吸水速度快能將林內降水迅速涵蓄起來，從而大大減少地表徑流的發生。經計算，在景東地區常綠闊葉林枯落物層最大持水能力為7.976t／hm2；暖性針葉林為7.53t／hm2；季雨林為 6.89t／hm2。針葉林半分解層所占比例較大；闊葉林未分解層所占比例較大。

從持水量與持水時間長短（說明：持水時間為累積時間）關系看到，不同植被類型不同分解層的枯落物持水量是：隨著累積時間的增大，持水量越來越大，以24h時為最大。但吸水速度卻恰好相反，以5min時為最大，5min～30min時段內吸水速率迅速升高，漸漸趨于平緩，吸水速率大小排列順序依次為常綠闊葉林＞暖性針葉林＞季雨林（見表4和圖6）。

表4 不同植被類型枯落物層吸水速率 g·h－1

圖6 不同植被類型枯落物吸水速率變化趨勢

2.2.2 不同植被類型枯落物自然含水率的變化

不同植被類型由于樹種組成、蓄積量、立地條件等不同，自然含水率也不相同。從圖7可以看出，3種植被類型中，常綠闊葉林枯落物自然含水率最高，季雨林最小，暖性針葉林介于二者中間。

圖7 不同植被類型枯落物自然含水率變化

2.2.3 森林枯落物對降水的有效蓄積量

最大持水率一般只能反映枯落物層持水能力的大小，不能反映對實際降雨的攔截狀況。它不僅沒有考慮到雨前枯落物層的自然含水狀況，又不符合它對降雨的攔蓄量。據資料記載，降雨達到20～30mm后，不論林型枯落物層含水量高或低，持水率約為最大持水率的85%左右，所以用最大持水率來估算枯落物層攔蓄降雨的能力使之偏高，應用下式來計算：

有效蓄積量＝（0.85×最大持水率－平均自然含水率）×枯落物蓄積量通過不同植被類型的最大持水量，可以得出有效蓄積量（見表5）。

表5 不同植被類型枯落物的有效蓄積量

自然狀態下，闊葉林枯落物的最大持水率大于針葉林，但由于針葉林枯落物數量較多，不易分解糜爛，因此仍有很強的攔蓄能力。3種植被類型中，暖性針葉林的攔蓄能力是最強的。

3 結語

本文僅對研究區林下枯落物蓄積量、持水量、吸水速率以及其與海拔、坡向之間相互影響的關系等方面進行了探討，范圍小、涉及面窄。不同植被類型林下枯落物的累積及分解速率、不同枯落物在水文過程中的作用，以及林下枯落物對土壤養分、理化性質等方面的影響還有待作進一步研究，才可系統探討這一地區不同植被類型對區域水文過程的影響。

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