新泰市土門林場幾種林分的土壤水文效應

苗曉靖，陳赫男，范瑞安，宋 芳，喬翠梅

(1.泰安市水土保持生態環境監測站，山東 泰安 271000； 2.泰安市水利和漁業局，山東 泰安 271000)

新泰市土門林場幾種林分的土壤水文效應

苗曉靖1，陳赫男1，范瑞安1，宋 芳2，喬翠梅2

(1.泰安市水土保持生態環境監測站，山東 泰安 271000； 2.泰安市水利和漁業局，山東 泰安 271000)

土壤水文效應；喬灌混交林；純林；土壤含水量；土壤毛管持水量；土壤最大持水量

以新泰市土門林場不同喬灌混交林和不同純林為研究對象，對其林地土壤水文效應進行系統測定，結果表明：在0～20、20～40 cm土壤層和0～40 cm根系分布層內，土壤含水量、土壤毛管持水量和土壤最大持水量喬灌混交林地大于純林地，喬灌混交林地和純林地均大于荒坡；喬灌混交林地以五角楓-黃荊混交林最大，純林地以黃荊林最大。建議在營造水土保持林時，以喬灌混交林為主，有條件的地區喬木林以闊葉林為主。

森林是地球上最大的陸地生態系統，以其豐富的物種、復雜的結構和多種多樣的功能構成全球生物圈中重要的一環。由喬木、灌木和各種草本植物組成的混交林能夠充分利用不同層次的光照、土壤和水分[1]，其林冠層、枯落物層和根系土壤層均能有效影響森林截持降雨、涵養水源等功能，從而產生不同的森林水文效應[2]。本研究通過對新泰市土門林場不同喬灌混交林地和不同純林地土壤水文效應的測定，分析喬灌混交林地和純林地在土壤含水量和土壤持水性能等方面的差異，從而為喬灌混交林的營造提供借鑒。

1 研究區概況

新泰市土門林場地處山東省新泰、沂源、蒙陰三縣交界處，地理位置位于117°48′～117°59′E、35°55′～35°58′N。研究區海拔在350.5～458.2 m之間，地表巖性為花崗片麻巖，土壤為棕壤，坡度15°～20°，土層厚度為40 cm。該地區屬半濕潤大陸性季風氣候區，多年平均氣溫12.6 ℃，極端最高氣溫39.5 ℃，極端最低氣溫-21.6 ℃，年均日照時數2 445.6 h，年均輻射量507.1 kJ/cm2，≥10 ℃年積溫4 275.2 ℃，無霜期195 d，多年平均降水量743.8 mm，其中：春季97.7 mm，占全年降水量的13.1%；夏季502.7 mm，占67.6%；秋季115.1 mm，占15.5%；冬季28.3 mm，占3.8%。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

根據新泰市土門林場研究區的土層厚度、坡向(陽坡)、海拔、坡度等立地因子，選擇具有代表性的側柏(PlatycladusorientalisFranco)-黃荊(VitexnegundoL.)混交林、五角楓(AcermonoMaxim)-黃荊混交林、黑松(PinusthunbergiiParl.)-黃荊混交林、側柏純林、黑松純林和黃荊純林，以荒地為對照，布設標準地進行調查研究。不同林分類型林木的生長狀況見表1。

表1 不同林分類型林木生長狀況

2.2 研究方法

于2012年5月10日、5月20日、5月30日、6月10日、6月20日和6月30日進行土壤水文效應的測定。每個林分選擇3個標準地，每個標準地內均勻選取3個測點，用鋁盒和環刀分別取0～20、20～40 cm土壤層的土壤，用烘干法測定土壤含水量，浸水法測定土壤最大持水量和毛管持水量，0～40 cm根系分布層采用各林分土壤含水量、土壤毛管持水量和土壤最大持水量各樣品測定的平均值。

3 結果與分析

3.1 不同林分土壤含水量比較

由圖1可看出，在0～20、20～40 cm土壤層和0～40 cm根系分布層內，側柏-黃荊混交林、五角楓-黃荊混交林和黑松-黃荊混交林的土壤含水量均大于側柏純林、黑松純林和黃荊純林，且6種林分的土壤含水量均大于荒坡；喬灌混交林地的土壤含水量以五角楓-黃荊混交林為最大，純林地的土壤含水量以黃荊純林為最大。這是因為喬灌混交林具有喬木和灌木兩層冠層，林內光照弱、風速低，而且灌木能有效覆蓋地表，減少了土壤水分蒸發；闊葉林相對于針葉林來說，冠層厚，枝葉量大，林內氣溫和地溫低且變幅小，枯落物多，因此能有效保持土壤水分。

圖1 不同林分土壤質量含水量

3.2 不同林分土壤毛管持水量比較

由圖2看出，在0～20、20～40 cm土壤層和0～40 cm根系分布層內，側柏-黃荊混交林、五角楓-黃荊混交林和黑松-黃荊混交林的土壤毛管持水量均大于側柏純林、黑松純林和黃荊純林，6種林分的土壤毛管持水量均大于荒坡；喬灌混交林地的土壤毛管持水量以五角楓-黃荊混交林為最大， 純林地的土壤毛管持水量以黃荊純林為最大。

圖2 不同林分土壤毛管持水量

3.3 不同林分土壤最大持水量比較

由圖3可看出，在0～20、20～40 cm土壤層和0～40 cm根系分布層內，側柏-黃荊混交林、五角楓-黃荊混交林和黑松-黃荊混交林的土壤最大持水量均大于側柏純林、黑松純林和黃荊純林，6種林分的土壤最大持水量均大于荒坡；喬灌混交林地的土壤最大持水量以五角楓-黃荊混交林為最大，純林地的土壤最大持水量以黃荊純林為最大。

圖3 不同林分土壤最大持水量

4 結 論

通過對不同喬灌混交林地和不同純林地土壤水文效應的測定和分析得出，在0～20、20～40 cm土壤層和0～40 cm根系分布層內，喬灌混交林地的土壤含水量、土壤毛管持水量和土壤最大持水量均大于純林地，喬灌混交林地和純林地均大于荒坡；喬灌混交林地以五角楓-黃荊混交林為最大，純林地以黃荊林地為最大。測定結果表明，喬灌混交林地能更有效地覆蓋地表，保持土壤水分，提高土壤含水量。因此，建議在營造水土保持林時，以喬灌混交林為主，有條件的地區喬木林以闊葉林為主。

[1] 邵俊祥.營造混交林的益處[J].國土綠化,2008(10):56-57.

[2] 鄭郁善.觀光木杉木混交林水文特征研究[J].福建林學院學報,1998,18(3):215-218.

S157．2

A

1000-0941(2017)12-0041-02

山東省水利廳重點項目(SDSLKY201211)

苗曉靖(1977—)，女，內蒙古興安盟人，工程師，碩士，主要從事水土保持科學研究、規劃設計工作。

2017-06-10

(責任編輯 徐素霞)