桉树人工林对水源地水源涵养功能的影响——以九龙甸水库水源区为例

桉树人工林对水源地水源涵养功能的影响——以九龙甸水库
水源区为例
苗武;常龙芳;陈严武;曾建军
【摘要】By determining soil characteristics of youth and adult artificial eucalyptus in Jiulongdian Reservoir, with Pinus yunnanensis as the control, it was found that the soil bulk density of the three kinds of forest in Jiulongdian Reservoir are increase along with the increase of soil depth. The soil adult bulk density of eucalyptu forest is the largest, youth eucalyptus take second place, Pinus yunnanensis forest is the minimum; The soil organic matter content of soil organic matter content were significantly less than the Pinus yunnanensis forest; The water conservation capacity of the Pinus yunnanensis is the best, adult eucalyptus is the worst. Planting eucalypt could reduce the water conservation capacity of catchment area.%通过对九龙甸水源区幼年桉树人工林和成年按树人工林土壤特性的测定,以云南松天然林作为对比,结果表明,该水源区3种林分土壤容重都随着土壤深度的增大而逐渐增大,成年桉树人工林的土壤容重最大,幼年桉树人工林次之,云南松天然林最小；幼年桉树人工林和成年桉树人工林土壤有机质含量都明显少于云南松天然林；云南松天然林的水源涵养能力最好,成年桉树人工林最差,种植按树人工林使得水源区水源涵养能力降低.
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2013(041)004
【总页数】2页(P1575-1576)
【关键词】九龙甸水源区;桉树人工林;土壤特性;水源涵养功能
【作者】苗武;常龙芳;陈严武;曾建军
【作者单位】云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明650500
【正文语种】中文
【中图分类】S792.39
桉树作为世界三大速生树种之一，由于其具有生长快、材质硬、适应性强、用途广泛等优点，在我国热带、亚热带得到广泛的种植。

我国现有桉树人工林面积70万hm2，云南省是主要的种植地之一。

在九龙甸水库水源区内种植大面积的桉树林，打破了原来的林分结构，改变了该水源区整体的森林水源涵养的能力。

目前，国内外学者对种植桉树林引发的问题争议不断，主要有桉树人工林下生物多样性以及其地力衰退问题［1－3］，桉树人工林种植后土壤结构衰退问题［4－6］。

但对水
源区内大面积种植桉树林引发的水源涵养能力改变的研究较少，仅杨小波［7－9］等进行了相关研究。

该研究以九龙甸水库水源区为例，通过对幼年桉树人工林和成年桉树人工林土壤特性的测定，同时以云南松天然林作为对比，分析3种植被下
土壤容重、孔隙度和有机质等影响水源涵养能力的主要指标的变化规律，揭示桉树人工林成长过程中土壤特性的变化及水源涵养能力的改变程度，以期为高原盆地城市水源地脆弱性诊断研究提供科学依据，同时为水源地水源涵养功能的有效修复提供策略。

1 研究区概况及研究方法
1.1 研究区概况九龙甸水库是楚雄市最重要的集中式饮用水水源地，位于楚雄市
吕合镇境内，龙川江上游紫甸河上，距楚雄市城区40 km。

水库流域面积约257.6 km2，属于滇中高原，地处75°14'30″N，101°40'48″E［10］。

流域内以
中山山原地貌为主，岩层为中生代红色砂页岩系，土壤以紫色土为主，占土地面积的32.4%;红壤次之，约占26.1%;谷地内分布有冲积土和水稻土;海拔2 300 m以
上山地多为山地黄棕壤［11］。

流域气候为亚热带高原气候，年均温15.6℃，年
降雨量864 mm。

5～10月雨季降水占全年的86%。

森林覆盖率约56%，植被大部分为云南松天然次生林，以青冈栎为主的亚热带原生常绿阔叶林次之，少部分的人工林主要以桉树林为主。

水库库容为6 300万m3，年保证农业灌溉用水2 500万 m3，城市生活用水 1600 万 m3［12］。

1.2 研究方法选择幼年桉树人工林、成年桉树人工林和云南松天然次生林3种植
被类型进行采样调查研究。

对每种植被进行土壤剖面采样。

将每个土壤剖面挖成1.5 m×1.0 m×0.8 m的长方形土坑，用环刀法分别按0～20，20～40，40～60 cm 3个土壤层次采集自然状态土样，每层重复3次，样品用于测定土壤容重、孔隙度等。

同时每层采散样样品，用于测定土壤有机质。

土壤容重、孔隙度根据常规分析方法测定;土壤有机质含量用高温外热重铬酸钾氧
化－容量法测定。

土壤的最大贮水量V=10 000×P×D，其中V—土壤的最大贮水量(t/hm2);P—土壤的总毛管孔隙度(%);D—土层深度(m)，按0.6 m 计算［13］。

2 结果与分析
2.1 土壤容重的变化从表1结果来看，3种林分的土壤容重都随着土壤深度的增大而逐渐增高，云南松天然林表层土壤容重最小，为1.09 g/cm3，成年桉树人工林最大为1.37 g/cm3。

通过计算平均值得知，在0～60 cm土层内成年桉树人工林的土壤容重最大，为1.45 g/cm3，幼年桉树人工林次之，为 1.27 g/cm3，云南
松天然林最小，为 1.25 g/cm3。

成年桉树人工林的土壤容重比幼年桉树林高
14.17%，比云南松天然林高16.00%。

幼年桉树人工林和云南松天然林的土壤容
重相差不大，略高1.60%。

云南松天然林植被良好，表层腐殖质层完好，根系发达，土壤疏松多孔，富含有机质，所以容重小，有利于水分的贮存。

幼年桉树人工林土壤容重小是人为影响所致，如松土、施肥等。

成年桉树人工林无论是表层，还是0～60 cm的土壤容重平均值都小于幼年桉树人工林，而幼年桉树人工林的土壤容重和云南松天然林相差不大。

以上结果表明，幼年桉树人工林和成年桉树人工林容重差异显著，桉树林在成长过程土壤容重逐渐增高，土壤结构变差。

表1 3种林分的土壤特征林分种类土层cm容重g/cm3有机质∥%总孔隙度∥%最大贮水量∥t/hm2 0～60 cm最大贮水量∥t/hm2 0 ～20 1.09 1.45 58.88 1 177.60 3 167.00天然林 20 ～40 1.28 1.24 51.57 1 031.40 40 ～60 1.38 0.27 47.90 958.00成年桉树 0 ～20 1.37 0.24 48.47 969.40 2 712.80人工林 20 ～40 1.40 0.28 47.17 943.40 40 ～60 1.59 0.36 40.00 800.00幼年桉树 0 ～20 1.12 0.62 57.63 1 152.60 3 133.80人工林 20 ～40 1.25 0.97 52.95 1 059.00云南松40 ～60 1.43 0.36 46.11 922.20
2.2 土壤有机质含量云南松天然林0～40 cm土层中有机质含量明显高于桉树人工林，并且随土壤加深，有机质含量变化幅度很大。

在0～60 cm土层内云南松天然林有机质的平均含量最高，约0.99%，幼年桉树人工林为0.65%，成年桉树人工林最小，仅为0.29%。

以上结果显示，无论是幼年桉树林，还是成年桉树林，土壤有机质含量都明显少于云南松天然林。

天然林的植被良好，表层枯枝落叶层和腐殖质层保存完好，土壤中根系发达是有机质含量高的原因。

桉树人工林由于人为干扰，如收集落下的桉树叶、频繁踩踏等行为严重影响了土壤有机质的含量。

2.3 孔隙度差异土壤孔隙度的大小决定着土壤的通气状况和积水能力，对生物的生长有着重要作用。

一般土壤总孔隙度越大，涵养水源的效益高，反之则低。

从测定结果来看，3种林分土壤孔隙度都随着土壤深度的增加而降低，在0～60 cm土层内云南松天然林的土壤孔隙度最大，高达52.78%，幼年桉树人工林次之，为
52.23%，成年桉树人工林最小，为45.21%。

数据显示，成年桉树人工林土壤的
孔隙状况很差，土壤的持水能力和通气透水性也随之变差，不利于植物的生长，削弱了土壤的蓄水能力。

2.4 水源涵养功能的比较容重、孔隙度和有机质是影响土壤水源涵养功能的3个
最重要的因素。

通过分析得出，成年桉树人工林土壤的容重、孔隙度和有机质相对于幼年桉树人工林和云南松天然林都表现很差。

表明桉树林在成长过程中土壤的物理性质发生变化，主要表现为土壤容重增加、孔隙度变小，土壤变得紧实，持水性、通气透水性变差。

这一系列变化决定着土壤的最大贮水量，它包含有效贮水量和毛管持水量。

有效贮水量是土壤中非毛管孔隙或大孔隙中在下大雨时贮存的水分，能够减少地表径流，向深层下渗，补充地下水，参与径流循环系统。

毛管持水量主要供给植物根系吸收，叶面蒸腾和蒸发。

通过表1可以看到，0～60 cm土层的最大贮水量以云南松天然林最大，幼年桉树人工林次之，成年桉树人工林最小，分别为3 167.00、3 133.80 和 2 712.80 t/hm2。

幼年桉树林的贮水量比成年桉树林高出15%。

综合以上分析得知，云南松天然林水源涵养能力最好，成年桉树人工林最差。

桉树林在成长过程中，土壤容重增大，有机质含量减少，土壤变得紧实，孔隙度变小，持水能力和通气透水性也随之变差。

随着土壤特性的变差，水源涵养功能效益降低。

成年桉树人工林没有云南松天然林具有的水源涵养效果，起不到森林系统的生态调节作用。

这证实种植桉树不利于土壤恢复和保持水源涵养功能，在水源地应该尽量少种或不种桉树。

同时加强云南松天然林的保护，禁止乱砍滥伐，使区内的每片林地都具有良好的水源涵养效益。

3 结论
(1)3种林分土壤容重都随着土壤深度的增大而逐渐增高，0～60 cm土层内成年桉树人工林的土壤容重最大，为1.45 g/cm3，幼年桉树人工林次之，为 1.27
g/cm3，云南松天然林最小，为 1.25 g/cm3。

(2)幼年桉树人工林和成年桉树人工林土壤有机质含量都明显少于云南松天然林。

成年桉树人工林土壤的孔隙状况很差，土壤的持水能力和通气透水性也随之变差，不利于植物的生长，削弱了土壤的蓄水能力。

(3)云南松天然林的水源涵养能力最好，成年桉树人工林最差。

桉树林在成长过程中，土壤容重增大，有机质含量减少，使得土壤变得紧实、孔隙度变小，持水能力和通气透水性也随之变差，水源涵养功能效益降低。

这证实种植桉树不利于土壤的水源涵养功能，相关单位应该在水源地尽量少种或不种桉树，同时加强对云南松天然林的保护。

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