京西百花山区6种植物群落凋落物持水性能研究

(cm )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(% )
(a)
516
100 1958～ 1970
512
100
1980
315
100
1980
113
40 弃耕地坡耕地
111
45 弃耕地坡耕地
110
70 弃耕地坡耕地
原有色泽不变保持原有形态的凋落
物) 和半分解层 (A ′0层外行破损, 已辨不清原有形态甚至已全部分解成碎屑状的凋落物) 两层采样, 编号装入塑
neg und o)、艾蒿 (A rtem isia lavand u laef olia)、蒙古蒿 (A 1m ong olica)、白莲蒿 (A 1 sacrorum ) 等蒿类植物为主; 下
层草本以鬼针草 (B id ens p ilosa)、远东芨芨草 (A chnatherum ex trem iorientale)、大油芒 (S p od iop og on sibiricus)、二
Study on W a ter-hold ing Capac ity of L itter in Six Vegeta tion Comm un ities
in Ba ihua M oun ta inous Area s of W est Be ijing
L IU Shang2hua1, FEN G Chao2yang2, L üSh i2hai2, 3 , SH I Feng2ling1
180
水土保持学报
第 21 卷
大, 其凋落物对改善土壤理化性状也起着重要的作用[7, 9]。京西百花山区山势险峻, 山地面积约占9815% , 在雨 季来临之际, 极易发生水土流失、泥石流等自然灾害。因此, 构建合理的植被体系, 强化区域水土保持功能已成 为 本 区 域 研 究 重 点。本 文 以 当 地 油 松 (P inus tabu laef orm is)、青 杨 (P op u lus cathay ana)、刺 槐 (R obin ia p seud oacacia) 等人工林, 以及天然灌丛和弃耕地草本植被为主, 重点研究不同植物群落凋落物持水能力, 以及 凋落物层在保持水土、减少自然灾害等方面的贡献, 为综合评价该地区植物群落生态服务功能奠定一定基础。
研究区为石质山地, 土层较薄, 质地粗糙, 一般在土层深10 cm 以下即可见粗砂或砾石, 土壤类型由地带性
褐土和山地棕壤等多个土类组成。植被呈乔灌草复合结构, 覆盖度90% 以上。上 层 植 被 以 刺 槐 (R obinia
p seud oacacia)、油松 (P inus tabu laef orm is)、青杨 (P op u lus cathay ana) 等人工林为主; 中层灌木以荆条 (V itex
1 材料与方法
111 研究区概况
研究区位于北京西部门头沟区清水林场境内, 地理位置: 北纬39°53′5715″, 东经115°36′019″, 海拔630～
1 010 m。属太行山北段百花山中纬度大陆性季风气候区, 春季干旱多风, 夏季水热集中, 秋季凉爽湿润, 冬季寒
冷干燥, 年均气温1012℃, 日照2 470 h, 年均风速217 m s, 降水量56314 mm , 其中雨季 (6～ 8月) 约占70% 以上。
第 21 卷第 6 期 2007 年 12 月
水土保持学报 Jou rnal of So il and W ater Con servation
V o l. 21 N o. 6 D ec. , 2007
京西百花山区 6 种植物群落凋落物持水性能研究Ξ
刘尚华1, 冯朝阳2, 吕世海2, 3 , 石凤翎1
植物群落的众多生态功能, 并不单纯依赖于地上活体部分[1], 地表的凋落物亦起着重要的作用, 尤其在涵 养水源、保持水土以及促进系统物质循环和养分平衡方面, 凋落物层起着不可替代的作用[2]。国内对于凋落物 持水性能研究较多, 但对同一地区不同植物群落凋落物持水性能的研究较少[2～ 6, 8, 9], 尤其是涉及同一地区典型 植物群落包括乔木、灌木以及草本凋落物在特定时段 (雨季) 持水性能的研究更少, 而且部分研究[2, 3, 6] 也未对 草本和灌木凋落物持水性能进行研究。实际上, 在北方干旱半干旱地区, 灌木和草本植物在群落中所占比例较
植物群落
油松 青杨 刺槐 荆条 野艾蒿 杂类草
海拔 (m ) 78811 66619 77611 69213 67411 64113
坡向
SE 75° N E25°
N S SE 5° S
坡度 (°)
20 8 23 22 10 13
郁闭度 (% ) 95 80 65 60 55 90
凋落物厚度 凋落物盖度 造林年份
Ξ 收稿日期: 2007206211 3 责任作者 E- m ail: lvsh ihai@ sohu. com 基金项目: 北京市科学技术委员会项目 (D 0605046040191) 作者简介: 刘尚华, 男, 生于 1982 年, 硕士。 主要从事森林生态学研究。E- m ail: L iushanghua- 1982@ sohu. com
(1. 内蒙古农业大学 生态环境学院, 内蒙古 呼和浩特 010018; 2. 中国环境科学研究院, 北京 100012)
摘要: 于 2006 年 7～ 8 月通过对京西百花山区 6 种植物群落凋落物的不同分解层次的蓄积量、自然含水率、最大 持水率、吸水速度以及有效拦蓄水量进行测定。 研究结果表明: 凋落物蓄积量油松 (P inus tabu laef orm is) 群落最 高达到 1815 t hm 2, 杂类草凋落物最低只有 319 t hm 2, 同一植物群落凋落物不同层次蓄积量未分解层低于半分 解层, 自然含水率未分解层低于半分解层, 不同层次自然含水率差值最大的青杨 (P op u lus cathay ana) 凋落物差值 为 9711% ; 同一植物群落凋落物不同层次持水能力, 半分解层高于未分解层, 从中证明凋落物的持水能力与其分 解程度有关; 研究结果还表明, 所有的凋落物按其吸水速度的快慢都可将其吸水过程分为 3 个阶段: 快速吸水阶 段 (0～ 110 h)、缓慢吸水阶段 (110～ 510 h)、停滞吸水阶段 (2410 h) ; 不同植物群落凋落物层对降雨的有效拦蓄量 由高到低的排列顺序依次为青杨> 刺槐> 油松> 野艾蒿> 荆条> 杂类草, 相关分析得出凋落物对降雨的有效拦 蓄量与凋落物蓄积量、最大持水率成正相关关系, 特别是与最大持水率相关系数 (01839 6) 达极显蓍水平。 关键词: 京西百花山区; 蓄积量; 持水能力; 有效拦蓄量 中图分类号: S715 文献标识码: A 文章编号: 100922242 (2007) 0620179204
色胡枝子 (L esp ed ez a bicolor)、草木樨 (M elilotus of f cinalis) 等为主, 每1 m 2物种数量平均25种以上。
112 研究方法
表1 不同植物群落及凋落物基本特征
实验于2006年7月下旬到8月中 旬进行。在研究区内, 按不同植物群 落选取6块典型样地, 其基本特征参 见表1。然后, 在每块样地内随机布 设50 cm ×50 cm 样方5个, 收集样方 内的凋落物, 并按照未分解层 (A 0层
(1. C olleg e of E colog y and E nv ironm ent, Inner M ong olia A g ricu ltu ral U niversity , H ohhot, Inner M ong olia 010018; 2. C h inese R esearch A cad em y of E nv ironm ental S ciences, B eij ing 100012)
Abstract: T hough m easu red stock, natu ralm o istu re rate, m ax w ater2ho ld ing rate, m o istu re ab so rb ing speed and effective ho ld ing2capacity of d ifferen t litter layers in six comm un ities in B aihua m oun tainou s areas of w est B eijing from J u l. to A ug. in 20061 T he resu lts show ed that, the h ighest stock w as P inus tabu laef orm isπs litter abou t 1815 t hm 2, the low est w as litter of fo rb s abou t 319 t hm 2, stock of d ifferen t litter layers, sem i2decom po sed litter w as h igher than un2decom po sed litter, natu ral m o istu re rate of the d ifferen t decom po sed layers in sam e comm un ities, sem i2decom po sed litter w as h igher than un2decom po sed litter layers, the h ighest one P op u lus cathay anaπs d ifference w as 9711% ; Sem i2decom po sed litter w as h igher than un2decom po sed litter layers of w ater2 ho ld ing capacity, it cou ld ind icate w ater2ho ld ing ab ility w as relational to the decom po sed degree; A cco rd ing to the m o istu re ab so rb ing speed of litter, it cou ld separate the p rocess to th ree parts, included fast p rocess(0～ 110 h) , slow p rocess(110～ 510 h) , stagnan t p rocess (2410 h) ; T he experim en ts ind icated that effective ho ld ing2capacity to rainfall of litter layers, in the declined o rder of P op u lus cathay ana, R obinia p seud oacacia, P inus tabu laef orm is, A rtem isia lavand u laef olia, V itex neg und o, fo rb s, linear co rrelation analysis revealed that effective ho ld ing2 capacity to rainfall of litter layers and stock, m ax w ater2ho ld ing rate show ed po sitive co rrelation, especially it w ith m ax w ater2ho ld ing rate had sign ifican t co rrelation ( n = 6, r = 018396, P < 01002) 1 Key words: B aihua m oun tainou s areas; stock; w ater2ho ld ing capacity; effective ho ld ing2capacity