王锡武，崔立志

（河北省木兰围场国有林场管理局，河北 围场 068450）

群团状择伐对华北落叶松林草本生物量及枯落物持水的影响

王锡武，崔立志

（河北省木兰围场国有林场管理局，河北 围场 068450）

为了揭示群团状择伐孔大小对冀北山地华北落叶松人工林持水性能及草本生物量的影响，对华北落叶松林草本生物量和枯落物持水性能进行了研究。结果表明:同一群团状择伐孔内的草本层生物量要高于群团状择伐孔外的生物量，面积为0.049hm2的择伐孔内外草本层生物量最大；而择伐孔面积为0.025hm2的枯落物生物量、最大持水量和有效拦蓄量最大。

华北落叶松；群团状择伐；枯落物；持水性能；草本生物量

林地的枯落物层是由林木及林下植被凋落下来的茎、叶、枝条、花、果实、树皮和枯死的植物残体所形成的一层地面覆盖层。在森林生态系统中，枯落物层是森林水文效应的第二个层次，它对林地土壤的水热状况和林地水文生态特性有重要的影响。研究表明：在林冠层、枯落物层和根系土壤层的垂直结构中，森林的枯落物层是实现森林涵养水源作用的主要作用层，而枯落物层的持水性能是反映枯落物层水文作用的一个重要指标。

华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）林是冀北山地重要的人工林类型，但由于受不合理造林技术以及人为干扰和牲畜践踏的影响，较多林分开始出现生长衰退、水源涵养功能降低的现象。为改善华北落叶松林分状况，增加林分的水源涵养能力，对冀北山地20世纪70年代初营造的华北落叶松人工林实施群团状择伐，探讨林下草本生物量和枯落物持水特性的变化规律，分析经营改造措施的效果。

1 研究区概况

研究地区位于河北省木兰围场国有林场管理局（41°35′～42°37′N，116°48′～118°20′E）。海拔1011～1230m。该地区具有水热同季，冬长夏短、四季分明、昼夜温差大的特征；无霜期67～128d；年平均气温-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%；年均蒸发量1462.9～1556.8mm，年均相对湿度63%；土壤为棕壤。观测的落叶松人工林为1972年营造，平均密度为750株/hm2；林分为纯林，平均高10.5m，平均胸径13.5cm，平均郁闭度0.35。林下灌木零星分布，主要有柔毛绣线菊（Spiraea pubescens）、美丽胡枝子（Lespedeza formosa）等。研究区周边是一个小村庄，人为干扰（修枝）强度较大，牲畜践踏较为严重。

2 研究方法

2.1 群团状择伐

根据华北落叶松人工林低效的人为干扰和牲畜践踏等主导因素，2007年确定了以下改造技术措施：封禁后实施群团状择伐改造措施。群团状择伐改造措施在林内开孔径约9、13、15m的林窗，每个孔径3个林窗，共9个林窗。

2.2 草本生物量取样及测定

在3种不同的群团状择伐孔内及其群团状择伐孔外，分别设立5个1m×1m的草本样方，取草本地上部分，带回实验室进行草本生物量测定。

2.3 枯落物取样及持水性能测定

分别于2007年和2010年取样测定，枯落物持水性能测定公式如下。

（1）枯落物最大持水量测定。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）枯落物自然含水量测定。枯落物自然含水量计算公式为：WC=（W3-W2），枯落物自然含水率计算公式：R0=（W3-W2）/W2×100%，式中 WC—枯落物自然含水量；W3—枯落物样品鲜重（g）；W2—枯落物干重；R0—自然含水率（%）。

（3）枯落物有效拦蓄量测定。枯落物有效拦蓄量计算公式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 结果与分析

3.1 不同择伐孔内外草本层生物量的比较

从图1可以看出，同一择伐孔内的草本层生物量要高于择伐孔外的生物量，面积为0.049hm2的择伐孔内和孔外的草本层生物量最大。可能原因是：（1）面积为0.049hm2的择伐孔，其择伐孔大小及其各种条件适合草本层的生长，因此其草本层的生物量较大。（2）择伐孔内的草本层生物量高于择伐孔外的生物量，是因为择伐后种间及种内竞争减小，更适合植物的生长，因此其草本生物量较大。

3.2 同一择伐孔不同年份的草本层生物量的比较

从图2可以看出，封禁3a后，不同群团状择伐孔草本生物量变化明显。2010年择伐孔面积为0.049hm2的草本层生物量最大，究其原因：（1）2007年该林地频繁的人为干扰和牲畜践踏，导致林下草本稀疏，因此草本层生物量呈现无明显差异的现象。（2）择伐后，择伐孔内的光照强度要高于择伐前，因此择伐孔内草本层的生物量要高于择伐孔外的生物量。（3）封禁3a后，由于择伐孔面积为0.049hm2时其内的各种条件更适合草本的生长，且其竞争压力要小于面积0.053hm2和0.025hm2的，所以该处草本的生物量较大。

3.3 同一择伐孔不同年份的枯落物生物量的比较

从图3可以看出，经过3a封禁后，不同群团状择伐孔枯落物生物量有很大的变化，且面积为0.025hm2的择伐孔，其枯落物生物量最大，究其原因：（1）封禁3a后，乔木、灌木、草本生长的较好，因此2010年枯落物生物量较2007年大。（2）择伐孔径越小，降落的枯落物越集中，导致其枯落物生物量最大。

3.4 不同择伐孔枯落物最大持水量、自然含水量、有效拦蓄量的比较

从图4可以看出，随着群团状择伐孔面积的增大，枯落物最大持水量、自然含水量和有效拦蓄量减小。孔径为0.025hm2的枯落物生物量最大，致使最大持水量、自然含水量和有效拦蓄量也就最大。

4 结论

同一群团状择伐孔内的草本层生物量要高于群团状择伐孔外的生物量，面积为0.049hm2的群团状择伐孔内和择伐孔外的草本层生物量最大。封禁3a后，群团状择伐孔面积为0.049hm2的草本层生物量最大，而择伐孔面积为0.025hm2的枯落物生物量、最大持水量和有效拦蓄量最大。

［1］巍强，张秋良，代海燕，等.大青山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能［J］.水土保持学报，2008，22（2）：111-115.

［2］冷疏影，冯仁国，等.中国土壤侵蚀与水土保持学科主要研究进展［J］.水土保持学报，2004，18（1）：1-6.

［3］林波，刘庆.川西亚高山人工针叶林枯枝落叶及苔藓层的持水性能［J］.应用与环境生物学报，2002，8（3）：234-238.

［4］韩同吉，裴胜民，张光灿.北方石质山区典型林分枯落物层涵蓄水分特征［J］.山东农业大学学报：自然科学版，2005，36（2）：275-278.

［5］林慧龙，王军，徐震，等.草地农业生态系统中的碳循环研究动态［J］.草业科学，2005，22（4）：59-62.

［6］李红云，杨吉华，鲍玉海，等.山东省石灰岩山区灌木林枯落物持水性能研究［J］.水土保持学报，2005，19（1）：44-46.

［7］黄进，张金池，淘宝先.江宁小流域主要森林类型水源涵养功能研究［J］.水土保持学报，2009，23（1）：182-186.

［8］徐小牛，邓文鑫，张赟齐，等.安徽老山亚热带常绿阔叶林不同林龄阶段土壤特性及其水源涵养功能的变化［J］.水土保持学报，2009，29（1）：177-181.

［9］金铭，张学龙，刘贤德，等.祁连山林草复合流域灌木林土壤水文效应研究［J］. 水土保持学报，2009，23（1）：169-193.

［10］徐娟，余新晓，席彩云.北京十三陵不同林分枯落物和土层水文效应研究［J］.水土保持学报，2009，23（3）：189-193.

S715

A

1002-3356（2012）05-0003-02

2012-07-24

林业公益性行业科研专项（200804027-07）。