采伐對柞樺林水文效應的影響

王亞利，苑國建

（1.齊齊哈爾市發展林場，黑龍江 齊齊哈爾 164800；2.東北林業大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

森林水文效應，是森林對蒸發、降水、徑流等水平衡要素及河流、地下水、泥沙等水文情勢的影響。森林水文效應的研究對開發和利用森林，對環境質量的控制和改善均有重要的意義。本文對柞樺林與采伐跡地徑流小區各水文效應的變化作了對比研究，以求更深刻地認識森林的水文生態效益。

1 研究區概況

本研究在齊齊哈爾市發展林場25林班中進行。發展林場位于克東縣東南部，場址距克東縣城30 km，隸屬于齊齊哈爾市林業局，場部地理坐標為126°28′E，47°55′N。林場東鄰北安市自治林場，西部與雙慶鄉毗連，南與東興林場相接，北部與玉崗鄉、趙光二分場接壤，行政區屬克東縣境內。試驗林分為42年生的天然次生柞樺林，樹種組成為6柞4樺，郁閉度0.8，林分密度915株·hm－2，林分平均胸徑21.5cm，平均樹高17.6m。下木主要有榛柴（Corylus heterophylla）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、刺五加（Acanthopanax senticosus）、野薔薇（Rosa multiflora）等。

土壤類型主要為暗棕壤。

2 研究方法

2.1 林冠層截留量的測定

采用對比觀測方法［1］，即在林內選擇有代表性的區域設置雨量筒1個，林外空地設置雨量筒1個；在試驗區內選擇6株標準株（柞樹、白樺各3株）進行干流觀測，通過計算即可得到林冠層截留量：

其中：P—林冠截留量（mm）

干流測量采用自制的樹干截留器，固定在樹干0.5m處，從樹干留下的雨水通過截留器流入廣口瓶內，再進行流量的測定，即可得出L干。

2.2 地表徑流及壤中流的測定

利用2009年冬采伐的1片柞樺林作為對照，分別在柞樺林及采伐跡地上設置1個10m×10m的徑流小區，徑流小區四周砌磚并用水泥砂漿抹面，小區的出口處制作一個徑流儲水槽，長寬高均為1m。壤中流測定室設置于徑流小區的下端，內分3層［2］。

2.3 灌草層及森林枯落物層的截留量測定

在各自徑流小區附近隨機布設5個1m×1m的樣方，分別測出灌草層及不同分解程度枯落物層的生物量，再用浸水法求出各自的飽和吸水率，進而計算出單位面積上的吸水量。

2.4 水樣的采集、分析方法

雨水采自標準雨量筒內，地表徑流水從相應的徑流儲水槽中獲得。

3 結果與分析

3.1 林冠層與灌草層截留

林冠層截留是指降水時被林冠枝葉截持繼而蒸發回大氣中的水分。影響林地林冠截留的主要氣象因子是降水量、降水強度和降水間隔期內的平均相對濕度。42年生的柞樺林地郁閉度達0.8，枝繁葉茂，冠層深厚。經2011年對降水過程的透流量測定，柞樺林地平均透流率為76.4%，徑流率為6.27%，林冠層截留率為17.33%。

柞樺林采伐跡地則因喬木層被伐，林冠層截留已不復存在。

灌木草本層對林內雨再次截留。柞樺林地內灌草層的枝、葉生物量鮮質量為3.27t·hm－2，吸水率為36.53%，吸水量達1.19t·hm－2。采伐跡地由于喬木被伐，光照條件改善，灌木、草本生長更加茂盛，因此，該地的灌草層截留高于林地，其枝葉鮮質量為9.32t·hm－2，吸水率為41.98%，吸水量達3.91t·hm－2。

3.2 枯枝落葉層的持留水量

柞樺林地枯枝落葉的留存量受林分特征和環境特性的雙重影響。2011年4月測定的結果是：干質量10.53t·hm－2，其中枝、葉和果各占14.5%、73.2% 和12.3%。枯落物的持水量與其組成成分、特性、質地及分解程度有關。經測定，枝、葉和果的最大持水率分別為125.7%、314.2% 和71.8%，自然含水率分別為23.6% 、36.7% 和27.6%。

柞樺林地枯落物層的最大持水量為26.7t·hm－2。

因立地條件基本相同，采伐跡地的枯枝落葉量及最大持水量與林地基本一致。伐除喬木后，降水直接作用于枯枝落葉層，因此，每一次降水所持留的水量與林地上的枯枝落葉層有所差異。

3.3 地表徑流

2011年柞樺林跡地的地表徑流量達110.4 mm，徑流系數為8.57%。柞樺林地的地表徑流量為56.7mm，徑流系數為5.93%。前者比后者大73.3%，說明采伐對林地的產流有一定的影響。

3.4 壤中流

壤中流是坡地徑流的重要組成部分，其徑流路線依據土壤中徑流通路聚集的方向和程度而定。上層徑流通道是從裂隙、動物洞穴及植物根系孔洞發展而來，下層壤中流的產生，主要是由于相對不透水層的存在。

由于雨水到達林地土壤的過程中存在著一系列的損失，所以，并不是每次降水都能產生壤中流。觀測結果表明，在降水量少于50mm的情況下，柞樺林地一般不出現壤中流。

采伐跡地的壤中流則明顯大于柞樺林地。經測定，降水為29.4mm時，采伐跡地壤中流徑流系數達1.10%，而柞樺林地未發生壤中流；當降水達41.0mm時，前者徑流系數達2.24%，而柞樺林地僅為0.022%。

4 結語

4.1 柞樺林采伐后喪失了冠層截留功能，而柞樺林地的冠層截留率達17.33%。

4.2 柞樺林比采伐跡地產生的地表徑流、壤中流少，柞樺林地的地表徑流系數為5.93%，采伐跡地則為8.57%。

［1］劉新宇，趙嶺，王力剛，等.黑龍江省西部丘陵漫崗區徑流效益分析［J］.防護林科技，2000，44（3）：29－31

［2］鄭紹偉，慕長龍，陳祖銘，等.長江上游森林影響流域水文過程模擬分析［J］.生態學報，2010，30（11）：3046－3056