王錫武，崔立志

（河北省木蘭圍場國有林場管理局，河北 圍場 068450）

群團(tuán)狀擇伐對華北落葉松林草本生物量及枯落物持水的影響

王錫武，崔立志

（河北省木蘭圍場國有林場管理局，河北 圍場 068450）

為了揭示群團(tuán)狀擇伐孔大小對冀北山地華北落葉松人工林持水性能及草本生物量的影響，對華北落葉松林草本生物量和枯落物持水性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:同一群團(tuán)狀擇伐孔內(nèi)的草本層生物量要高于群團(tuán)狀擇伐孔外的生物量，面積為0.049hm2的擇伐孔內(nèi)外草本層生物量最大；而擇伐孔面積為0.025hm2的枯落物生物量、最大持水量和有效攔蓄量最大。

華北落葉松；群團(tuán)狀擇伐；枯落物；持水性能；草本生物量

林地的枯落物層是由林木及林下植被凋落下來的莖、葉、枝條、花、果實(shí)、樹皮和枯死的植物殘?bào)w所形成的一層地面覆蓋層。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，枯落物層是森林水文效應(yīng)的第二個(gè)層次，它對林地土壤的水熱狀況和林地水文生態(tài)特性有重要的影響。研究表明：在林冠層、枯落物層和根系土壤層的垂直結(jié)構(gòu)中，森林的枯落物層是實(shí)現(xiàn)森林涵養(yǎng)水源作用的主要作用層，而枯落物層的持水性能是反映枯落物層水文作用的一個(gè)重要指標(biāo)。

華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）林是冀北山地重要的人工林類型，但由于受不合理造林技術(shù)以及人為干擾和牲畜踐踏的影響，較多林分開始出現(xiàn)生長衰退、水源涵養(yǎng)功能降低的現(xiàn)象。為改善華北落葉松林分狀況，增加林分的水源涵養(yǎng)能力，對冀北山地20世紀(jì)70年代初營造的華北落葉松人工林實(shí)施群團(tuán)狀擇伐，探討林下草本生物量和枯落物持水特性的變化規(guī)律，分析經(jīng)營改造措施的效果。

1 研究區(qū)概況

研究地區(qū)位于河北省木蘭圍場國有林場管理局（41°35′～42°37′N，116°48′～118°20′E）。海拔1011～1230m。該地區(qū)具有水熱同季，冬長夏短、四季分明、晝夜溫差大的特征；無霜期67～128d；年平均氣溫-1.4～4.7℃；年均降水量380～560mm，主要集中在7～9月，占全年降水量的78%；年均蒸發(fā)量1462.9～1556.8mm，年均相對濕度63%；土壤為棕壤。觀測的落葉松人工林為1972年?duì)I造，平均密度為750株/hm2；林分為純林，平均高10.5m，平均胸徑13.5cm，平均郁閉度0.35。林下灌木零星分布，主要有柔毛繡線菊（Spiraea pubescens）、美麗胡枝子（Lespedeza formosa）等。研究區(qū)周邊是一個(gè)小村莊，人為干擾（修枝）強(qiáng)度較大，牲畜踐踏較為嚴(yán)重。

2 研究方法

2.1 群團(tuán)狀擇伐

根據(jù)華北落葉松人工林低效的人為干擾和牲畜踐踏等主導(dǎo)因素，2007年確定了以下改造技術(shù)措施：封禁后實(shí)施群團(tuán)狀擇伐改造措施。群團(tuán)狀擇伐改造措施在林內(nèi)開孔徑約9、13、15m的林窗，每個(gè)孔徑3個(gè)林窗，共9個(gè)林窗。

2.2 草本生物量取樣及測定

在3種不同的群團(tuán)狀擇伐孔內(nèi)及其群團(tuán)狀擇伐孔外，分別設(shè)立5個(gè)1m×1m的草本樣方，取草本地上部分，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行草本生物量測定。

2.3 枯落物取樣及持水性能測定

分別于2007年和2010年取樣測定，枯落物持水性能測定公式如下。

（1）枯落物最大持水量測定。枯落物最大持水量公式：Wcm=W1-W2，枯落物最大持水率公式：Rm=（W1-W2）/W2×100%，式中 Wcm—枯落物最大持水量；W1—浸水24h后的枯落物重量；W2—枯落物干重；Rm—枯落物最大持水率（%）。

（2）枯落物自然含水量測定?？萋湮镒匀缓坑?jì)算公式為：WC=（W3-W2），枯落物自然含水率計(jì)算公式：R0=（W3-W2）/W2×100%，式中 WC—枯落物自然含水量；W3—枯落物樣品鮮重（g）；W2—枯落物干重；R0—自然含水率（%）。

（3）枯落物有效攔蓄量測定。枯落物有效攔蓄量計(jì)算公式W=（0.85Rm-R0）×M，式中W—有效持水量（t/hm2）；R0—自然含水率（%）；Rm—最大持水率（%）；M—枯落物干重（t/hm2）。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同擇伐孔內(nèi)外草本層生物量的比較

從圖1可以看出，同一擇伐孔內(nèi)的草本層生物量要高于擇伐孔外的生物量，面積為0.049hm2的擇伐孔內(nèi)和孔外的草本層生物量最大?？赡茉蚴牵海?）面積為0.049hm2的擇伐孔，其擇伐孔大小及其各種條件適合草本層的生長，因此其草本層的生物量較大。（2）擇伐孔內(nèi)的草本層生物量高于擇伐孔外的生物量，是因?yàn)閾穹ズ蠓N間及種內(nèi)競爭減小，更適合植物的生長，因此其草本生物量較大。

3.2 同一擇伐孔不同年份的草本層生物量的比較

從圖2可以看出，封禁3a后，不同群團(tuán)狀擇伐孔草本生物量變化明顯。2010年擇伐孔面積為0.049hm2的草本層生物量最大，究其原因：（1）2007年該林地頻繁的人為干擾和牲畜踐踏，導(dǎo)致林下草本稀疏，因此草本層生物量呈現(xiàn)無明顯差異的現(xiàn)象。（2）擇伐后，擇伐孔內(nèi)的光照強(qiáng)度要高于擇伐前，因此擇伐孔內(nèi)草本層的生物量要高于擇伐孔外的生物量。（3）封禁3a后，由于擇伐孔面積為0.049hm2時(shí)其內(nèi)的各種條件更適合草本的生長，且其競爭壓力要小于面積0.053hm2和0.025hm2的，所以該處草本的生物量較大。

3.3 同一擇伐孔不同年份的枯落物生物量的比較

從圖3可以看出，經(jīng)過3a封禁后，不同群團(tuán)狀擇伐孔枯落物生物量有很大的變化，且面積為0.025hm2的擇伐孔，其枯落物生物量最大，究其原因：（1）封禁3a后，喬木、灌木、草本生長的較好，因此2010年枯落物生物量較2007年大。（2）擇伐孔徑越小，降落的枯落物越集中，導(dǎo)致其枯落物生物量最大。

3.4 不同擇伐孔枯落物最大持水量、自然含水量、有效攔蓄量的比較

從圖4可以看出，隨著群團(tuán)狀擇伐孔面積的增大，枯落物最大持水量、自然含水量和有效攔蓄量減小?？讖綖?.025hm2的枯落物生物量最大，致使最大持水量、自然含水量和有效攔蓄量也就最大。

4 結(jié)論

同一群團(tuán)狀擇伐孔內(nèi)的草本層生物量要高于群團(tuán)狀擇伐孔外的生物量，面積為0.049hm2的群團(tuán)狀擇伐孔內(nèi)和擇伐孔外的草本層生物量最大。封禁3a后，群團(tuán)狀擇伐孔面積為0.049hm2的草本層生物量最大，而擇伐孔面積為0.025hm2的枯落物生物量、最大持水量和有效攔蓄量最大。

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S715

A

1002-3356（2012）05-0003-02

2012-07-24

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（200804027-07）。