信豐森林健康示范區(qū)主要林分土壤水源涵養(yǎng)功能分析

信豐森林健康示范區(qū)主要林分土壤水源涵養(yǎng)功能分析

森林健康意味著森林不僅可以保持其良性存在并更新，還可以充分發(fā)揮其保護野生動物、木材使用、休閑娛樂、水源保護等功能和效率。土壤涵養(yǎng)水源功能主要表現(xiàn)在靜態(tài)持水能力與動態(tài)滲透能力兩方面,它對降水分配過程、水分循環(huán)和土壤流失等過程作用明顯1森林生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀江西信豐森林健康項目示范區(qū),設(shè)在大橋鎮(zhèn)(25°21′12.8″N,115°8′38.82″E)、萬隆鄉(xiāng)(25°13′22.01″N,114°47′34.79″)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn),屬低效林改造及經(jīng)濟林建設(shè)森林健康類型區(qū)項目,重點以解決低效針葉純林改造為主要目標。示范區(qū)內(nèi)地貌以低山丘陵為主,土壤為黃紅壤,氣候溫暖濕潤,雨量充沛,年平均氣溫17℃,年平均降水量1430mm,年平均無霜期263d,地帶性植被為常綠闊葉林,但多被采伐利用?，F(xiàn)主要森林類型有:經(jīng)封山育林形成次生常綠闊葉林,逆行演替形成馬尾松林和毛竹林,以及杉木、濕地松、火炬松等人工林22.1樣地調(diào)查的方法根據(jù)示范區(qū)森林資源狀況,并綜合考慮各林分類型特點、培育現(xiàn)狀、立地條件、林齡、經(jīng)營措施、受干擾程度等多個方面因素,選擇具有代表性林分進行樣地調(diào)查2.2隨機挖土壤剖面2010年10月,在各樣地內(nèi)隨機挖土壤剖面3個,用100cm33.1土壤孔隙結(jié)構(gòu)土壤容重與孔隙度是反映土壤物理性質(zhì)的重要參數(shù),都直接影響著土壤持水能力、通氣性能和滲透性能由圖1可知,6種林分土壤都是上層容重最小,其值在0.75~1.07g/cm就總孔隙度而言,除馬尾松林外,其他類型都是表層土壤最大,均超過了45.0%。全層土壤總孔隙均值為44.04%~50.37%,大小順序為:毛竹林>杉木林>常綠闊葉林>火炬松林>濕地松林>馬尾松林。土壤容重和孔隙度受枯落物特性、根系分布及人類活動等因素影響3.2不同種類森林土壤的持水能力土壤持水能力可分為非毛管持水能力、毛管持水能力、最大持水能力。它們都是評價土壤涵養(yǎng)水源及調(diào)節(jié)水分循環(huán)的一個重要指標由表2可以看出,6種林分土壤平均非毛管持水能力為:毛竹林>杉木林>濕地松林>常綠闊葉林>馬尾松林>火炬松林。毛竹林土壤(尤其是表層)顆粒排列疏松、非毛管孔隙度大,故其非毛管持水力最大。毛管持水能力大小為:火炬松林>常綠闊葉林>杉木林>馬尾松林>濕地松林>毛竹林。常綠闊葉林毛管持水能力較強,是因為其凋落物易于分解,土壤生物活動強度大,有利于改良土壤性質(zhì)6種森林土壤最大持水能力依次為:毛竹林>杉木林>常綠闊葉林>火炬松林>濕地松林>馬尾松林。毛竹林因土壤疏松、孔隙度大,其潛在持水能力最強,而馬尾松林因土壤緊實,孔隙度小的因而最弱。3.3土壤入滲模型土壤滲透性也是森林水源涵養(yǎng)功能的另一個重要指標,表現(xiàn)了土壤的動態(tài)水文特性。6種林分各層土壤的滲透速率變化趨勢一致,即初期滲透速率較高,隨著時間的推移而逐漸下降,最后達到穩(wěn)滲狀態(tài)。整個入滲過程可用Horton土壤入滲模型來模擬。=式中:從不同林分看,毛竹林土壤各層滲透速率都較大,其上、中、下層初滲速率分別為3.773,2.927,4.008mm/min,穩(wěn)滲速率分別也為1.525,1.157,1.709mm/min;火炬松相對較小,其初滲速率依次為0.163,0.390和1.637mm/min,穩(wěn)滲速率只有0.112,0.206,0.930mm/min。各林分土壤滲透性好壞依次為:毛竹林>杉木林>濕地松林>馬尾松林>闊葉林>火炬松林。從不同層次看,除常綠闊葉林外,其他林分都是下層土壤的初滲速率和穩(wěn)滲速率最大,中層或上層較小,說明人畜踩踏會增加緊實度,減少滲透率,但中下層土壤石礫增加會增加土壤滲透率。3.4初滲系數(shù)選取初滲系數(shù)(4土壤滲透率分析森林土壤對水分的調(diào)節(jié)能力主要表現(xiàn)在靜態(tài)持水能力與動態(tài)滲透能力兩方面,它們都與土壤孔隙度高低、孔隙大小及分布情況有關(guān)。一般而言,土壤容重越小,孔隙度愈高,其持水能力、透水性愈強江西信豐森林健康示范區(qū)6種林分表層土壤容重為0.75~1.07g/cm6種林分各層土壤滲透速率的變化趨勢一致,在初期滲透速率較高,隨著時間的推移而下降,最后達到穩(wěn)滲狀態(tài),而且整個入滲過程用Horton土壤入滲模型模擬效果較好。毛竹林土壤初滲速率分別為3.773,2.927,4.008mm/min,穩(wěn)滲速率分別為1.525,1.157,1.709mm/min;火炬松相對較小,其初滲速率依次為0.163,0.390,1.637mm/min,穩(wěn)滲速率只有0.112,0.206,0.950mm