南京林业大学学报自然科学版第卷率和吸速率表征了枯落物的潜在持能力而众多研究发现立地枯落物文功能的发挥与枯落 ) 物的储量密切相关程金花等对三峡库区针阔混交

第卷#第期年月南京林业大学学报自然科学版 ' ) -. 23 8 ) -: <= >? #? '?# 浑河上游 C 种典型林分类型枯落物持特征顾宇书邢兆凯韩友志刘洪民高英旭辽宁省林业科学研究院辽宁#沈阳## 摘要对浑河上游 G 种典型林分类型的枯落物持特性进行了研究结果表明枯落物总蓄积量的大小依次为日本落叶松人工林? \] KI # 辽东栎天然次生林\? A\ KI # 核桃楸阔叶混交林A? KI # 冷杉针阔混交林G? \ KI # 枯落物最大持量的大小依次为日本落叶松人工林AA? ] KI # 辽东栎天然次生林 A? G KI # 核桃楸阔叶混交林? \G KI # 冷杉针阔混交林A? \G KI # 枯落物有效拦蓄量大小依次为日本落叶松人工林G? KI # 辽东栎天然次生林]? ] KI # 核桃楸阔叶混交林? G KI # 冷杉针阔混交林A? ]G KI # 基于日本落叶松人工林和辽东栎天然次生林均有较高的枯落物蓄积量和较高的持和拦蓄降能力在今后的源涵养林建设时宜选用日本落叶松辽东栎为主要树种营造各种混交林关键词林分类型枯落物持特征浑河上游中图分类号:\####文献标志码D 文章编号 @O# @ @O X E ) -. ) # # '? # # -?# 3 -) R8i) K)# Na RPK Y # QDi )J K # ea 8Q 2 I # RDFi 2 ) e 2D = I.3 : #:K 2# BK 2# D 2 W K = 2 X. G X -. X W =) = )XX K.Q)K?V ) = = K K - I ). =. J W <A ) X g \] KI m=# # # ) - =. \? A\ KI m KI =..K )8 '# #B ) # = C < # ' ' ' A? KI m KI =..B3 ' #L # ' = M A )# G? \ KI?[KI I)IW @K = 2 X. =. J W <A ) X AA?] KI m=# # # ) - =. A?G KI m KI =..KN )8 '# #BN) # = CN ' ' '? \G KI m KI =..BN ' #LN ' = MN )# A? \G KI?[KI =. = X W X. =. J W NA ) X G? KI m=n # ) - =. ]?] KI m KI =..KN)8 '# #BN # = CN ' ' '?G KI m KI =..BN ' #LN ' # = MN)# ) A? ]G KI?C = K ) # NA ) X = =N # ) - =. K = K K 2 K 2 = W K = 2 X I 2 K. ) X. # K U K. X W ) U. W K = 2. )? ' #. X. W K = 2 X )X I.Q)K ##森林的源涵养功能是森林生态系统的重要发挥土保持和源涵养功能的一个极其重要的功能之一#不同森林类型由于树种生物学特性与林文层次#具有明显的蓄保作用 ) ' 鉴于森分结构不同# 其源涵养功能也存在一定的差林枯落物在森林生态中的重要性#国内外许多学者 ) @ ' 森林枯落物层是林木及林下植被凋落的从文研究视角把森林枯落物分为未分解层和半茎叶枝花果实树皮和枯死的植物残体所形分解层进行研究 )G @ ' 赵艳云等 )G 对六盘山不同成的地面覆盖层# 枯落物层是保障山区森林充分森林群落地被物的持特性研究结论中发现#持异 #收稿日期 @A @####修回日期 @ @ #基金项目国家林业公益性行业科研专项项目]GOG #第一作者顾宇书#教授' < I 2 OOMO? I #引文格式顾宇书#邢兆凯#韩友志#等?浑河上游 G 种典型林分类型枯落物持特征) '?南京林业大学学报自然科学版## @O?

南京林业大学学报自然科学版第卷率和吸速率表征了枯落物的潜在持能力而众多研究发现立地枯落物文功能的发挥与枯落 ) 物的储量密切相关程金花等对三峡库区针阔混交林枯落物研究发现在同为中龄林条件下针阔混交林枯落物的持能力较阔叶纯林或针叶纯林的大韩同吉等在北方石质山区典型林分类型枯落物层涵蓄分特征研究认为林分枯落物的蓄积量主要取决于枯落物输入量分解速度和累积年限而林分的树种组成所处的热状况都对枯落物蓄积量有较大影响综上所述枯落物层在山地森林文作用中具有极其重要的作用它不仅影响林地土壤的热状况通气状况营养元素的循环及林地生物种群的类型及数量而且在防止雨滴击溅土壤维持土壤结构拦蓄渗透降分散滞缓地表径流减少土壤分蒸发提高土壤抗冲蚀性能等方面都具有非常重要的意义是实现森林土保持和源涵养功能的主要作用层笔者以浑河上游核桃楸色木槭花曲柳冷杉白桦槐怀日本落叶松人工林和辽东栎天然次生林典型林林分类型 #:# 树种组成 #:# :# 表 ' 研究样地基本情况分为对象研究种林分枯落物持特征以期为浑河流域的源涵养林建设提供依据 ' 材料与方法 ' 研究区概况 ' 海拔? ' 坡度? #: 坡向 #: 试验林位于辽宁清原满族自治县南山城镇所辖的浑河流域源头区域内属长白山余脉分属长白植物区系平均海拔 ) 平均坡度 ) 气候为温带大陆性季风气候年平均气温 ) @ 年降雨量为土壤为棕色森林土森林类型主要有辽东栎和蒙古栎天然次生林核桃楸色木槭花曲柳 # 曲柳 # 白桦等硬阔杂木林冷杉红松 ) 长白落叶松日本落叶松 )' 人工林等样地的基本情况见表郁闭度? : # 林龄? 树高? ' 胸径? ' -3 林分密度? 株 # # 冷杉桦木针阔混交林 ) 冷桦杯槐中 ) 核桃楸色木混交林楸色花 ) 中 ) 日本落叶松人工林落叶松 < 中 ) 辽东栎天然次生林辽东栎 ) < 中 ) ' 枯落物采集与蓄积量的测定在块标准地内挑选出种在林龄坡位密度有代表性的典型林分类型即冷杉白桦怀槐核桃楸色木槭花曲柳日本落叶松人工林辽东栎天然次生林作为研究对象每种林分类型设立块 D 的样地沿对角线设置次采样重复用标准铁丝框规格 D 罩在样点枯落物表面按未分解和半分解层分别采集枯落物弃去混入枯落物中的土壤颗粒和小石块置入 ) 尼龙网袋内立即装入不透气密封塑料袋内于室内用? 分析天平称取自然态样品净质量然后将样品转入牛皮纸袋内置烘箱 @ 条件下烘至恒定质量根据单位面积内枯落物自然质量和烘干质量算出林下单位面积枯落物自然蓄积量和枯落物干质量蓄积量 )' 枯落物持量测定受条件和林况诸多因素的干扰自然状况下研究林下枯落物持量和吸速率不易获得试验数据可采用室内浸泡法在设定的时间段内测定枯落物吸持量将烘干的枯落物试样装入 C) 尼龙袋内分别置入盛有清的塑料盆内浸浸时要防止试样袋间互相挤碰面高度以浸过试样枯落物不露出面为度称量前试样袋置特制的沙网台面上控至不滴状态分别测定浸 )))) 和时的吸质量根据枯落物吸质量烘干质量和干基蓄积量计算不同时间枯落物含量利用含量除以浸泡时间所得商值可算出枯落物的吸速率 ' 枯落物持能力测定枯落物持能力试验已证明枯落物的持量一般在内基本处于饱和状态国内学者都采用浸泡时间作为枯落物最大持量且采用有效拦蓄量来估算枯落物对降的实际拦蓄量通

第期顾宇书等浑河上游种典型林分类型枯落物持特征常在实验室所做的枯落物有效拦蓄率要高于林下自然状态拦蓄率需乘以一个经验常数 ) 进行校正根据枯落物试样质量烘干质量吸持量采用文献中公式计算枯落物持能力 ' 结果与分析物含有松脂较之阔叶树种高自然分解速度相应较慢因而不仅半分解层枯蓄积量大而且总枯蓄量也较高表 ' 不同林分类型枯落物蓄积量 ' ' 不同林分类型枯落物蓄积量分析林下地被物层是林地的重要覆盖面和保护层主要是指覆盖在林地土壤表面的未分解半分解的植物凋落物及生长于此的活地表覆盖物即枯落物层和苔藓层地被物层是雨进入土壤的重要缓冲界面很大程度上减小了雨对土壤的直接侵蚀作用具有保护表土层减缓地表径流增强分涵养等功能供试种林分类型的枯落物总蓄积量大小见表试验结果说明由于日本落叶松生长速度较快年生长量相对较高枯落物蓄积量比供试的其他个树种相对较高种林分类型中冷杉针阔混交林和日本落叶松人工林的半分解层枯落物蓄积量要大于未分解层枯落物蓄积量核桃楸阔叶混交林和辽东栎人工次生林枯落物未分解层蓄积量大于半分解层的蓄积量而从不同林分类型的枯落物的蓄积量之间的比较所提高百分率大小可以看出林分类型之间枯落物蓄积量差别林分类型和半分解层的枯落物蓄积量大于未分解层的原因是针叶树种枯落 #:# #:# 表 )' 种林分类型枯落物持量和拦蓄量性能蓄积量? #: 未分解层 :# 半分解层 #:# 合计 ) ) ) ) ' 林分类型之间枯落物持能力解析林分枯落物持量拦蓄量和持率与枯落物蓄积量有关种林分枯落物最大持量和有效拦蓄量见表由表可知种林分类型枯落物持量和拦蓄量较高尤其是林分类型和林分类型枯落物的持量和拦蓄量相比其他林分类型相对较高可在调节森林量涵养源方面起着重要的作用另外枯落物的分涵养量的提高通过文的影响而改变林下种子库幼苗所处的温湿和微生物生境条件从而对森林生态产生重要的影响 )'#- 枯落物层自然持量 : 最大持量 : 最大拦蓄量 : :? 有效拦蓄量 ' : : 未分解半分解合计 ) ) ) 未分解 ) 半分解 ) 合计 ) 未分解 ) 半分解 ) 合计 )) ) 未分解 ) 半分解 ) 合计 ) )' 枯落物持量随时间的变化过程未分解和半分解枯落层持量的动态变化未分解和半分解枯落物的持量及吸速率可用于模拟森林枯落物对雨的吸持过程以了解不同林分类型枯落物的持动态未分解和半分解枯落层的持动态均有相同的变化趋势见表由表可知浸初期枯落物持量和吸速率相应增加较快但随着浸泡时间的延长枯落物吸

南京林业大学学报自然科学版第卷速度变为缓慢至达到最大持量未分表看出未分解和半分解枯落物层的持量不解枯落在之内吸持量最快之后枯落物同其中林分类型半分解枯落物层吸持量最大持量增加速度减慢至不再有明显增加半 C? 其次是林分类型? 从未分分解枯落物在吸持量增速较快至 ) 增解和半分解枯落物累计持量结果看出林速变慢至为止不再有明显增加一般认为分类型枯落物半分解层和未分解层累计吸量最枯落物浸的持量为最大持量大林分类型次之林分类型和林分类型较小种林分类型未分解枯落物持量变化见表由表 ) 表 ' 种林分类型枯落物浸不同时间持量及吸速率 ' :- 指标持量吸速率层次未分解半分解未分解半分解 # :# 枯落物持量? : ) ) ) ) )) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) 不同林分类型枯落物吸速率动态变化长而增加枯落物在 C) 之内吸持能力较不同林分类型枯落物吸速率动态变化见表为快速尤其在 C) 之内吸持量最快个即枯落物吸持量由浸初期的快速吸速率急供试林分类型不同枯落物的持速率变化与剧下滑说明枯落物吸持量在枯落物干燥期能急持量变化亦相吻合表 ) 未分解和半分解累计剧吸持天然降但当达到饱和持状态时枯落物持速率以类型较高 C? 类型次之吸持分达到极限吸持降的能力不随时间的延 C? 类型和较小 )? 表 ' 枯落物持量和持速率 '# 层次持量? : 持速率? 未分解 ) 半分解 ) 累计 ) )) ) ) ) 枯落物持量和吸速率特征对枯落物持量持特征等数据分别用对数函数和幂函数关系曲线拟合发现供试林分枯落物的持量与时间有极显著的对数函数关系 G 吸速率与时间呈显著的幂函数关系 G 其回归系数均达到极显著平 C 表结果说明可以在试验区用对数和幂函数关系式来拟合枯落物在不同时间内的持量和吸速率

第期顾宇书等浑河上游种典型林分类型枯落物持特征 ) 表 ' 未分解和半分解枯落物持特征及吸速率特征曲线拟合 ' #- - - 指标 #:# 未分解枯落物拟合式 :# 半分解枯落物拟合式 #:# 持量 G ) G G) ) ) G G)) ) ) G )) G G) 吸 G ) G ) ) G ) ) ) G) ) 速 G G 率 G G 注分别为未分解半分解枯落物相应拟合式的回归系数 )' 讨 ' 论浑河流域上游源区种典型林分类型枯落物蓄积量介于? 表现为日本落叶松人工林最大辽东栎天然次生林核桃楸色木槭花曲柳林次之冷杉白桦怀槐林最小和未分解和半分枯落物比率较小这意味着半分解比未分解枯落物蓄积量大亦即枯落物蓄积量日本落叶松人工林最高这与日本落叶松生长速度快针叶树含有松脂因而分解速度相对较慢有关不同林分类型因树种构成不同其未分解层和半分解层的相对分解速度不同林分类型和半分解层枯落物蓄积量比未分解层小半分解层剩余枯落物数量少说明半分解层枯落物分解速度较大物归还给土壤养分和灰分数量较高而林分类型和林分类型属于针阔混交林和针叶林则与上述两种林分类型相反即半分解枯落物层大于未分解层说明剩余枯落物量较多归还给土壤养分和灰分的数量相对较少不同林分类型枯落物蓄积量的大小能显著提高林地的蓄量如日本叶松人工林和辽东栎天然次生林枯落物蓄积量较高拦蓄降能力较强不同林分类型之间枯落物最大持量介于 )C ))C? 不同林分类型枯落物最大持量由大至小的排序为 ))C? )C? C? )C? 其中未分解枯落物最大持量由大至小的排序为 C? C? C? C? 半分解枯落物最大持量由大至小的排序为 C)? C? C? C)? 枯落物最大拦蓄量介于 )? 有效拦蓄量介于 )? 最大拦蓄量和有效拦蓄量变化相同即说明日本落叶松人工林和辽东栎天然次生林均有较高的持和拦蓄分能力林分枯落物的持量与时间有极显著的对数函数关系吸速率呈显著的幂函数关系可以在试验区域内用对数函数和幂函数关系式来拟合枯落物在不同时间内的持量和吸速率其试验结果可作为源涵养林树种选择与配置提高林地源涵养功能评价的参考日本落叶松人工林虽然在种林分类型中有较高的枯落物蓄积量和较高的持量但从地力衰 ) 退及土壤物理孔隙度和土壤持量方面考虑建议在浑河上游源涵养区营造源涵养林时应该做好树种科学配置多营造针阔混交林以兼顾落叶松较高的枯落物蓄积量降拦蓄量和阔叶树枯落物分解速度快归还给土壤养分和灰分数量大的优点辽东栎天然次生纯林容易遭受栗山天牛蛀食危害引起大面积森林枯萎死亡所以在辽东栎天然次生林砍伐迹地造林时应注意栽针保阔人工促成针阔混交林更好地发挥辽东栎乡土树种的生态功能和作用在落叶松人工林砍伐迹地造林时应多注意针阔混交树种的配置以发挥针叶树种拦蓄和持功能好和阔叶树种改善土壤养分和物理状况功能强的特点提高生态林不同树种在源涵养功能和土壤理化性质方面的互补优势借以提高生态林的稳定性通过种典型林分类型的枯落物持特性的研究建议在浑河流域营造生态林时要注重树种配置与源涵养能力的关系合理地进行针叶林和阔叶林树种结构调整引进复层异龄针阔混交等营林技术以提高浑河流域上游地区源涵养能力

南京林业大学学报自然科学版第卷为浑河流域现代林业生态林建设和辽宁中部城市群的用提供根本性的生态保障参考文献 8# E A= <8# #' :## 王勤张宗应徐小牛安徽大别山库区不同棼的土壤特性的土壤特性及其涵养源功能土保持学报 ) < 23 2E >:# # ' #:# -# # <#' ) 张峰彭祚登安永兴等北京西山主要造林树种林下枯落物的持特性林业科学 2 > 2- E< ## #:#:# # ##' 赵艳云程积民万惠娥等六盘山不同森林群落地被物的持特性林业科学 )) ) 2EE < 3 < ### A: ' )) ) ) 程金花张洪江史玉虎等三峡库区几种林下枯落物的文作用北京林业大学学报 ) 3 2 3 E3 3:# ### # #'# ) 曹成有朱丽晖韩春声等辽宁东部山区森林枯落物层的文作用沈阳农业大学学报 E 2 A3 3 3## # # ##A :' '# 韩同吉裴胜民张光灿等北方石质山区典型林分枯落物层涵蓄分特征山东农业大学学报自然科学版 ) ) 3 > 2 < # # ### '# # ) ) 刘洋张健杨万勤等自然恢复过程中川西亚高山林草交错带地被物储量及持性能研究土保持学报 A E 2 E < '#'# :# # ' :# # <# ' 吴钦孝赵鸿雁韩冰黄土高原人工油松林枯枝落叶层的土保持的有效性西北农林科技大学学报 ) ) < 23E 3 #' '## '# #: <# ' )) 雷瑞德秦岭火地塘林区华山松林源涵养功能的研究西北林学院学报 A8- #' ## 3 # # 吴长文王礼先土保持林中枯落物的作用中国土保持 < < < A# # #' <#' 孙一荣朱教君于立忠等森林枯落物的源涵养功能?? 中国环境科学学会学术年会论文集武汉中国环境科学学会 E8 2 E A2#' #?? >:# '< ' 3# B8 #-# ## #8# << : # : # # ### 8 ) 刘世荣落叶松人工林养分循环过程与地力衰退潜势的研究东北林业大学学报 A 8 :# :# ## ##'# 陈喜全郭秋慧王政权落叶松纯林与落叶松胡桃楸混交林下土壤理化性质的研究东北林业大学学报 ) 3 < 2 #:# ::#A :# #A ##'# ) 唐艳龙姜静杨忠岐栎树林分因子与栗山天牛危害程度的风险分析林业科学研究 EA 2. # #: # # ## #8 # 责任编辑郑琰邁

南 京 林 业 大 学 学 报 自 然 科 学 版 第 卷 率 和 吸 速 率 表 征 了 枯 落 物 的 潜 在 持 能 力 而 众 多 研 究 发 现 立 地 枯 落 物 文 功 能 的 发 挥 与 枯 落 ) 物 的 储 量 密 切 相 关 程 金 花 等 对 三 峡 库 区 针 阔 混 交

南京林业大学学报自然科学版第卷率和吸速率表征了枯落物的潜在持能力而众多研究发现立地枯落物文功能的发挥与枯落 ) 物的储量密切相关程金花等对三峡库区针阔混交