滦河上游三种典型林分类型水文效应研究

摘要

滦河上游位于干旱半干旱向亚湿润过渡地带，水资源比较匮乏，为了减少滦河上游的水土流失，充分利用和保存水资源，本研究以滦河上游的华北落叶松纯林、白桦纯林和华北落叶松白桦混交林（简称落桦混交林）三种典型林分类型作为研究对象，通过对试验地的实际观测和测定，分别分析了三种林分的林冠层、枯落物层和土壤层的水文效应，最后利用熵权法对三种林分的水文效应进行综合评价。结果如下:
　　(1)三种林分的林内穿透雨量与降雨量呈线性关系，林内穿透雨量与降雨量呈正相关关系，二者的相关性达到了极显著水平，林外降雨在比较小时，不会产生有效穿透雨，形成林内穿透雨的降雨量大小排序为:华北落叶松纯林(2.01mm)＞落桦混交林(1.70mm)＞白桦纯林(1.43mm)。林外降雨与林冠层截留量呈非常明显对数函数关系，相关性达到了显著水平。树干径流量与林外降雨呈正相关关系，有比较好的线性关系，且相关性达到了极显著水平，当降雨量达到一定值时会形成树干径流，形成树干径流的降雨量大小排序为:华北落叶松纯林(5.97mm)＞白桦纯林(5.68mm)＞落桦混交林(5.32mm)。
　　(2)三种林分类型枯落物现存量不同，由大到小排序为:华北落叶松纯林(22.03t/hm2)＞落桦混交林(21.23t/hm2)＞白桦纯林(18.22t/hm2)。枯落物最大持水量大小排序为:落桦混交林(58.90t/hm2)＞白桦纯林(55.82t/hm2)＞华北落叶松纯林(45.99t/hm2)。枯落物平均最大持水率大小排序为:白桦纯林(317.03％)＞落桦混交林(270.42％)＞华北落叶松纯林(213.35％);枯落物持水量与浸水时间呈显著的对数关系;枯落物吸水速率与时间呈显著幂函数关系，枯落物未分解层有效拦蓄量大小排序为:白桦纯林（17.11t/hm2）＞落桦混交林(16.34t/hm2)＞华北落叶松纯林（15.98t/hm2），半分解层排序为:落桦混交林(30.51t/hm2)＞白桦纯林(26.55t/hm2)＞华北落叶松纯林(20.96t/hm2)，枯落物总有效拦蓄量大小排序为:落桦混交林(46.85t/hm2)＞白桦纯林(43.66t/hm2)＞华北落叶松纯林(36.94t/hm2)。
　　(3)三种林分类型的土壤容重大小排序为:华北落叶松纯林(1.17g/cm3)＞落桦混交林(0.97g/cm3)＞白桦纯林(0.96g/cm3)。土壤总孔隙度的平均值大小排序为:白桦纯林(51.10％)＞落桦混交林(49.92％)＞华北落叶松纯林(44.86％);土壤毛管孔隙度平均值大小排序为:白桦纯林(47.46％)＞落桦混交林(42.52％)＞华北落叶松纯林(39.54％);土壤非毛管孔隙度平均值由大到小排序为:落叶松白桦混交林(8.88％)＞华北落叶松纯林(5.33％)＞白桦纯林(4.00％)。土壤层最大持水量最大的为白桦纯林711.27t/hm2，落桦混交林居中为640.20t/hm2，最小的为华北落叶松纯林592.57t/hm2;土壤毛管持水量白桦纯林最大，为658.93t/hm2，其次为落桦混交林，为546.17t/hm2，最差的为华北落叶松纯林527.23t/hm2;土壤有效持水量最大的为落桦混交林114.83t/hm2，其次为华北落叶松纯林72.40t/hm2，最小的为白桦纯林56.63t/hm2。三种林分类型土壤初渗速率大小排序为:落桦混交林(24.07mm/min)＞白桦纯林(26.38mm/min)＞华北落叶松纯林(18.89mm/min)，稳渗速率由大到小排序为:落桦混交林(2.10mm/min)＞白桦纯林(2.01mm/min)＞华北落叶松纯林(0.99mm/min)，平均渗透率由大到小排序为:落桦混交林(15.02mm/min)＞白桦纯林(14.20mm/min)＞华北落叶松纯林(9.94mm/min);土壤的入渗速率与时间呈幂函数关系，并且入渗速率与时间之间有较好的负相关关系。
　　(4)利用系统分析法构建了三种林分评价指标体系，利用熵权法对三种林分类型的水文效应进行了评价，三种林分类型水文效应与理想林分类型的贴近度大小排序为:华北落叶松纯林(0.82)＞白桦纯林(0.52)＞落桦混交林(0.22)，因此在滦河上游地带，培育落桦混交林在防止水土流失、水源涵养方面比较占优势。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 森林水文学研究现状

1．2．2 森林林冠层水文效应研究现状

1．2．3 森林枯落物水文效应研究现状

1．2．4 森林土壤水文效应研究现状

1．3 亟待解决的问题与展望

1．4 研究目标、研究内容和技术路线

1．4．1 研究目标

1．4．2 主要研究内容

1．4．3 技术路线

2．1 研究区地理位置

2．2 地形地势

2．3 气候

2．4 土壤

2．5 水文

2．6 植被资源概况

3．1 样地设置

3．2 研究方法

3．2．1 林冠层水文效应测定

3．2．3 土壤层水文效应测定

3．2．4 三种典型林分类型水文效应综合评价

4 结果与分析

4．1 三种典型林分类型林冠层对降雨的再分配研究

4．1．1 林内穿透雨与林外降雨的关系

4．1．2 林冠截留与林外降雨的关系

4．1．3 树干径流与林外降雨的关系

4．2 三种典型林分类型枯落层水文效应研究

4．2．1 枯落物现存量

4．2．2 枯落物持水特征

4．3 三种典型林分类型土壤层水文效应研究

4．3．1 土壤层物理性质

4．3．2 土壤层持水能力比较

4．3．3 土壤层入渗能力比较

4．4 三种典型林分类型水文效应综合评价

4．4．1 评价体系构建

4．4．2 水文效应综合评价

5 讨论

6 结论

参考文献

作者简介

致谢