不同林齡小黑楊、樟子松防風(fēng)固沙林土壤含水率研究

夏志光，焦大志(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng) 110122)

森林土壤水分-物理特性研究是森林生態(tài)系統(tǒng)研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。土壤水分是最活躍的因素,是聯(lián)系地表水和地下水的紐帶,是陸地植物賴以生存的源泉[1]。干旱條件下，水是影響環(huán)境變異的重要因子，土壤水分含量對(duì)植物生長(zhǎng)是最大的限制因子，并影響到人工固沙植被的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響到遏制沙漠化危害的可能性[2]。土壤水分是林木生長(zhǎng)、發(fā)育的必要環(huán)境因子之一，同時(shí)也是生態(tài)系統(tǒng)中最活躍、最有影響的因素之一。土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)決定了土壤蓄水能力的強(qiáng)弱,進(jìn)而也決定了土壤水分供給的有效性。此外，不論何種林分及土壤層次,其含水率的變化都與大氣降水密切相關(guān)[3]。

本文主要對(duì)不同林齡的小黑楊和樟子松防風(fēng)固沙林土壤含水率進(jìn)行了研究，從而為今后該地區(qū)防風(fēng)固沙林的水分研究提供依據(jù)。

1 研究地概況

試驗(yàn)地設(shè)在黑龍江省西部，松嫩平原腹地，大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣新店林場(chǎng)。該地區(qū)為溫帶大陸季風(fēng)氣候，年平均氣溫9.6 ℃。春季干旱低溫；夏季受東南季風(fēng)的影響，降水較多，且多為陣雨；秋季天氣晴朗，降水明顯減少，但仍多于春季；冬季在蒙古高壓控制下，降水量少，但是冰雪資源極其豐富。杜爾伯特蒙古族自治縣地處嫩江沙地，地帶性土壤為黑鈣土，由于受地勢(shì)、水文、氣候的影響，新生風(fēng)沙土成為主要土類。

2 研究方法

根據(jù)試驗(yàn)需要選擇13、21、25、28年生4個(gè)年齡段的小黑楊和24、29、43年生3個(gè)年齡段的樟子松防風(fēng)固沙林，并在所研究人工林附近選擇多年撂荒地作為對(duì)照。樣地設(shè)置為20 m×20 m。土壤含水率用烘干法測(cè)定，取樣深度為0～100 cm，每10 cm為一層。此次試驗(yàn)依據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，在當(dāng)?shù)亟邓?0 d以后取樣，真實(shí)反映了當(dāng)?shù)亓址衷摷竟?jié)土壤的含水狀況。

3 結(jié)果與分析

3.1 小黑楊防風(fēng)固沙林土壤含水率分析

由圖1可以看出：在0～40 cm土層，有林地各年齡段林分土壤含水率均高于該土層無(wú)林地土壤含水率，可見(jiàn)，林分樹(shù)冠及樹(shù)干層對(duì)雨水的截流、對(duì)地表的遮蔽、對(duì)地下水的蒸騰等作用以及對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、土壤微生物、有機(jī)物等的綜合作用有效地提高了該層土壤含水率；在0～20 cm土層，隨林齡的增加，土壤含水率表現(xiàn)為逐漸下降趨勢(shì)，在20～40 cm土層，則表現(xiàn)為逐漸下降后又顯著升高的趨勢(shì)，但13年、21年、25年林0～20 cm層土壤含水率均高于同齡林20～40 cm層土壤含水率，可見(jiàn)隨林分根系的不斷生長(zhǎng)，林分對(duì)土壤含水率的影響逐漸向下發(fā)展；40～60 cm、60～80 cm、土層土壤含水率變化幅度較小，呈無(wú)規(guī)律性，且均低于同齡林40 cm以上土壤含水率，可見(jiàn)下層土壤含水率受地表枯落物覆蓋、地表植被吸收、林分蒸騰、地表雨水變化等作用的影響較小，主要表現(xiàn)為向上運(yùn)送地下水和儲(chǔ)存地表水的調(diào)節(jié)作用。

圖1 小黑楊防風(fēng)固沙林土壤含水率分析

3.2 樟子松防風(fēng)固沙林土壤含水率分析

由圖2可以看出：各林分同層土壤含水率隨林齡增長(zhǎng)均呈上升趨勢(shì)，但除0～20 cm土層各林分土壤含水率均高于無(wú)林地外，其余各林齡同層土壤含水率均低于無(wú)林地同層土壤含水率，可見(jiàn)樟子松防風(fēng)固沙林對(duì)土壤含水率有降低的作用，其原因主要是由于樟子松林下植被較少，枯落物不易被分解，因而土壤中有機(jī)物含量較少，毛管孔隙度較低，土壤持水能力較差，同時(shí)樟子松防風(fēng)固沙林的蒸騰作用吸收了土壤中大量的水分而引起；0～20 cm層土壤含水率明顯高于其他土層，主要由于該層積累的林分有機(jī)物較多，土壤的毛管孔隙較發(fā)達(dá)，從而增強(qiáng)了該層的土壤持水能力；各林分同層土壤含水率隨林齡增長(zhǎng)均呈上升趨勢(shì)，這是由于隨林齡的增長(zhǎng)土壤中的有機(jī)物積累逐漸增多，且通過(guò)根系生長(zhǎng)對(duì)土壤的擠壓、穿插等作用增加了土壤的孔隙度，從而逐漸提高了土壤的持水能力。

圖2 樟子松防風(fēng)固沙林土壤含水率分析

4 結(jié)論

小黑楊：在0～40 cm土層，各年齡段林分土壤含水率均高于該土層無(wú)林地土壤含水率。在0～20 cm土層，隨林齡的增加，土壤含水率表現(xiàn)為逐漸下降趨勢(shì)，在20～40 cm土層，則表現(xiàn)為逐漸下降后又顯著升高的趨勢(shì)，但13年、21年、25年林分0～20 cm層土壤含水率均高于同齡林20～40 cm層土壤含水率，40～60 cm、60～80 cm土層土壤含水率變化幅度較小，呈無(wú)規(guī)律性，且均低于同齡林40 cm以上土壤含水率。

樟子松：各林分同層土壤含水率隨林齡增長(zhǎng)均呈上升趨勢(shì)，但除0～20 cm土層各林分土壤含水率均高于無(wú)林地外，其余各林齡同層土壤含水率均低于無(wú)林地同層土壤含水率，0～20 cm層土壤含水率明顯高于其他土層。

[1] 曾慶波,李意德,陳步峰,等.熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)研究與管理[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1997:106-107

[2] 雷志棟,胡和平.土壤水研究講展與評(píng)述[J].水科學(xué)進(jìn)展,1999,10(3): 311-318

[3] 李文華.西藏森林[M].北京:科學(xué)出版社,1985:3-12