青獅潭保護區典型森林類型土壤水源涵養功能分析

蔣冬生，蔣蓮艷，唐紅蓮，龍九付，唐洪文，陽樹松(.廣西桂林林業學校，廣西桂林54004;.廣西靈川縣林業局，廣西桂林5499)

水源涵養林是指以調節、改善水源流量和水質的一種防護林，也稱水源林。土壤層是森林水源涵養的主體，而林冠層的持水量僅占森林水源涵養能力的15%以下［1］。

由于受經濟利益的驅動，漓江上游水源涵養林被經濟林、竹林、用材林等取代，致使漓江源頭森林生態系統結構發生了很大的改變。流域上游森林群落中，中幼林增多、成熟林減少，特別是具有較強生態維持功能的老齡林(原始林)比重降低;森林群落中常綠闊葉林減少，人工純林、經濟林增多，復層林演變為單層林，生物多樣性明顯降低，水源涵養功能下降［2－3］。該研究分析了青獅潭保護區4種林分類型土壤層最大持水量和凋落物持水量，以期提高森林生態系統水源涵養功能。

1 研究區概況

青獅潭水源林保護區位于 110°5'15″～110°17'30″E，25°26'20″～25°47'30″N，在廣西靈川縣的西北部，與臨桂縣的宛田瑤族鄉，龍勝縣的江底鄉、和平鄉，興安縣的金石鄉相鄰，區域范圍包括青獅潭鎮及蘭田鄉全部，面積58 399.7 hm2，占全縣土地總面積的25.4%。功能區林地面積48 312.5 hm2，占全縣林地面積的28.9%，占該保護區土地面積的82.7%［4］。功能區內有青獅潭自治區級自然保護區以及桂林市飲用水源之一的青獅潭水庫，生態條件優越，生物多樣性豐富，承擔著水源涵養、維護生物多樣性等生態功能。該保護區毛竹林面積較大，占功能區林地面積的33.0%，占全縣毛竹林面積的80.5%［5］，是靈川縣最大的毛竹生產區。

2 研究方法

2.1 樣地選擇 根據研究區基本情況，選擇具有代表性的水青岡林、荷木林、杉木林、毛竹林4種典型森林類型為研究對象，在各森林類型中選擇1塊地形地貌、水文、土壤類型、海拔、坡向、坡度、坡位基本相同的樣地，比較各樣地地表凋落物及土壤最大持水量差異性［6］，4種典型林地樣地特征見表1。

表1 典型林地樣地特征

2.2 土壤采樣 在固定樣地外圍選設與固定樣地植被、地形條件(坡向、坡度、坡位)均相似地段，在小地形較為平整，無近期崩塌或嚴重侵蝕，距樹干1～2 m以外區域選設土壤剖面［7］。土壤剖面要求長1.0 ～1.5 m，寬0.8 m，深1.5 ～2.0 m，選擇剖面時宜向陽，坡度較大時可與坡向一致，主要調查土壤類型、土層厚度、腐殖質厚度、土壤顏色、質地、母巖等［8］。

2.3 土壤層最大持水量測定 采用土壤水分速測儀器測定土壤含水率，采用環刀法測定土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、通氣度、飽和(最大)持水量、毛管持水量、最小(田間)持水量以及滲透速度等，比重計法測定土壤顆粒含量。環刀法取樣是在0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm土層取自然狀態土樣，重復3次［3］，將土樣帶回室內測定土壤物理性質，折算土壤最大持水量。

2.4 凋落物持水量測定 在代表性區域的典型林分內設置觀測樣地，樣地要求生境條件、植物群落種類組成、群落結構、利用方式和強度等具有相對一致性;垂直帶譜上樣地設置在每帶的中部，并且坡度、坡向和坡位基本一致。在樣點內劃定1 m×1 m小樣方，將小樣方內所有現存凋落物按未分解層、半分解層和分解層分別采收，測定其持水量［9］。方法是將收集的凋落物置于80℃烘箱中烘至恒重后稱重，再將烘干后的凋落物置于水中浸泡24 h取出晾干后稱重，兩者之差為凋落物持水量［1］。

3 結果與分析

3.1 土壤層最大持水量 由表2可知，不同主要樹種的林型土壤持水性能和貯水量明顯不同。土壤層最大持水量范圍在1 052.0～1 368.0 t/hm2。水青岡林、荷木林各土壤層最大持水量大小是0～20 cm土壤最大持水量＞20～40 cm土壤最大持水量＞40～60 cm土壤最大持水量，毛竹林土壤層最大持水量大小是40～60 cm土壤最大持水量＞20～40 cm土壤最大持水量＞0～20 cm土壤最大持水量［10］。

表2 土壤層最大持水量 t/hm2

3.2 凋落物持水量 由表3可知，凋落物干重最高的水青岡林，達到1 482.7 g/m2，最低是毛竹林1 082.7 g/m2;水青岡林凋落物層持水量最高達到47.7 t/hm2，最低是毛竹林13.1 t/hm2。

表3 凋落物層持水量統計

3.3 土壤層水源涵養差異性分析 對不同林分土壤層最大持水量采用最小顯著差異法(Least Significant Difference，簡稱LSD法)進行統計分析，結果表明水青岡林與毛竹林土壤層最大持水量有顯著差異，毛竹林與荷木林、杉木林土壤層最大持水量不存在顯著差異。

3.4 凋落物層持水量差異性分析 利用SPSS分析比較不同林分凋落物層持水量，結果表明有極顯著差異，說明不同林分的凋落物對土壤水源涵養功能有極顯著差異，水青岡林分凋落層持水量最高、毛竹林分凋落物層持水量最低。

4 結論與建議

(1)水青岡林、荷木林、杉木林、毛竹林4種林型中，水青岡林的土壤層最大持水量最高，毛竹林最低，可見毛竹林土壤水源涵養功能較低，生態效益較差。而靈川縣是廣西毛竹主產區之一，該縣林地保護利用規劃(2010～2020年)規劃期任務是穩定現有種植面積，重點抓好低產林改造，提高毛竹單產，至規劃期末規劃改造毛竹低產林面積2 000 hm2［11］。因此要提高保護區水源涵養功能，必須協調當地居民經濟發展與生態保護的關系。

(2)水青岡林、荷木林、杉木林、毛竹林4種林型中，水青岡林凋落物層土壤層持水量最高，毛竹林最低，并且具有顯著性差異。建議保護區大力推廣天然林保護工程，減小人工林的更新造林項目，提高公益林補助金額，讓經濟與生態保護協調發展。

(3)為了減輕不合理發展方式帶來的沖擊和壓力，推動生態功能保護區內生態環境與社會經濟的協調發展，應當在充分考慮當地經濟、社會發展的需要和生態環境承載能力的基礎上，調整產業結構和生產力布局，積極尋求替代產業，改變粗放的經濟增長方式，發展生態經濟。

［1］王勤，張宗應，徐小牛.安徽大別山庫區不同林分類型的土壤特性及其水源涵養功能［J］.水土保持學報，2003，17(3):59 －61.

［2］李海防，王金葉，劉興偉，等.廣西貓兒山主要林型水源涵養功能研究［J］西北林學院學報，2012，27(1):50 －53.

［3］李海防，段文軍，王金葉.廣西貓兒山森林水源涵養功能及水資源供求評價［J］.安徽農業科學，2010 38(24):13289－13291.

［4］林林.青獅潭水源林保護區［J］.廣西林業，1994(2):29 －30.

［5］靈川縣林地保護利用規劃(2010－2020年)［Z］.2011.

［6］王兵，魯紹偉，李紅娟，等.中華人民共和國林業行業標準LY/T 1952－2011森林生態系統長期定位觀測方法［S］.北京:中國標準出版社，2011.

［7］曾成，郭純青，胡君春.漓江流域上游水資量變化研究［J］.資源環境與工程，2005，19(3):203 －207.

［8］王金葉，李海防，段文軍，等.漓江上游水特征及典型森林群落地表徑流規律的研究［J］.中南林業科技大學學報，2012，32(6):72 －77.

［9］楊永德，魏美才.漓江流域水資源危機探討［J］.林業科學研究，2004，17(6):782－787.

［10］陳光升，胡庭興，黃立華，等.華西雨屏區人工竹林凋落物及表層土壤的水源涵養功能研究［J］.水土保持學報，2008，22(1):159 －162.

［11］廖德寶，白坤棟，曹坤芳，等.廣西貓兒山中山森林共生的常綠和落葉闊葉樹光合特性的季節化［J］.熱帶亞熱帶植物學報，2008，16(3):205－211.