冀北山区不同林龄华北落叶松人工林水文效应研究

摘要

冀北山区属于半干旱向半湿润地带的过渡区，生态环境复杂且脆弱。该地区华北落叶松人工林为主要的林分类型，研究不同林龄华北落叶松人工林的水文效应，对冀北山区水源涵养防护林体系的建设经营有着重要的意义。本研究以冀北山区不同林龄华北落叶松林人工林为研究对象，在围场北沟林场设置试验标准地，采用野外调查和室内试验的方法，对其林冠层、枯落物层、土壤层的水文功能进行分析和比较，最后进行水文功能的综合评价。本文结论如下:
　　(1)林冠层水文效应研究。截留率与降雨量的最优回归方程为y=axb，截留率随着降雨量的增大先急剧增大，而后逐渐缓慢。不同林龄华北落叶松人工林截留率依次为:成熟林(48.8％)＞近熟林(46.2％)＞中龄林(44.3％)＞幼龄林(35.2％)。华北落叶松蒸腾速率均呈单峰曲线，在11:00前后达到峰值。蒸腾速率以中龄林最大，幼龄林最小。林分蒸腾耗水量依次为中龄林23117 L/(d·hm2)＞幼龄林14189L/(d·hm2)＞近熟林12480 L/(d·hm2)＞成熟林8360 L/(d·hm2)。
　　(2)枯落物层水文效应研究。不同林龄华北落叶松人工林枯落物厚度、储量、最大持水量、有效拦蓄量均随着林龄的增大而增大。厚度介于3.40～7.90 cm之间;储量在18.85～26.96 t/hm2范围内;最大持水量在36.74～75.27 t/hm2范围内;有效拦蓄量在在22.49～47.1 t/hm2范围内。持水量与浸水时间的最优回归方程为y=aln(x)+b。
　　(3)土壤层水文效应研究。不同林龄土壤容重均随土壤深度增加而增大，0～60cm土壤层平均容重依次为幼龄林(1.38 g/cm3)＞中龄林(1.36 g/cm3)＞近熟林(1.20 g/cm3)＞成熟林(1.15 g/cm3)。土壤非毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水量、有效持水量、稳渗速率均为近熟林＞成熟林＞中龄林＞幼龄林。其中非毛管孔隙度分别为5.79％，4.97％，3.84％，2.72％;总孔隙度分别为57.83％，57.4％，52.46％，49.66％;土壤最大持水量分别为867 t/hm2，861 t/hm2，787 t/hm2，745 t/hm2;有效持水量分别为86.9 t/hm2，74.5 t/hm2，57.5 t/hm2，40.8 t/hm2;稳渗速率为4.3mm/min，3.8 mm/min，2.8 mm/min，2mm/min。土壤入渗速率与入渗时间的最优回归方程为y=axb。
　　(4)综合评价。构建水文效应评价体系，用熵权法进行综合评价，不同林龄华北落叶松人工林水文效应从大到小依次为近熟林(0.814)＞成熟林(0.722)＞中龄林(0.525)＞幼龄林(0.146)，近熟林的水文功能最好。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 森林水文学的发展

1．2．2 森林生态系统水文过程研究

1．2．3 森林水文效益评价研究

2 研究地概况

2．1 地理位置

2．2 地形地貌

2．3 气候条件

2．4 水文概况

2．5 植被概况

3 研究内容与方法

3．1 研究内容

3．1．1 研究目标

3．1．2 研究内容

3．1．3 技术路线

3．2 研究方法

3．2．1 标准地设置

3．2．2 林冠层水文效应测定

3．2．3 枯落物层水文效应测定

3．2．4 土壤层水文效应测定

3．2．5 数据处理

4 结果与分析

4．1 不同林龄华北落叶松人工林林冠层水文效应分析

4．1．1 不同林龄华北落叶松人工林林冠截留特征

4．1．2 不同林龄华北落叶松人工林穿透雨特征

4．1．3 不同林龄华北落叶松人工林蒸腾耗水

4．2 不同林龄华北落叶松人工林枯落物层水文效应分析

4．2．1 不同林龄华北落叶松人工林枯落物厚度和储量

4．2．2 不同林龄华北落叶松人工林枯落物持水能力

4．2．3 不同林龄华北落叶松人工林枯落物持水过程

4．3 不同林龄华北落叶松人工林土壤层水文效应分析

4．3．1 不同林龄华北落叶松人工林土壤物理性能

4．3．2 不同林龄华北落叶松人工林土壤持水性能

4．3．3 不同林龄华北落叶松人工林土壤渗透性能

4．4 不同林龄华北落叶松人工林水文效应综合评价

4．4．1 评价体系的建立

4．4．2 评价指标标准化

4．4．3 确定评价指标权重值

4．4．4 加权综合指数计算

5 结论与讨论

5．1 结论

5．2 讨论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢