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新闻公告
间伐强度对秦岭山地森林生态系统理水效应影响研究进展
作者: 秦岭站 更新时间: 2016-05-16

秦岭南坡是我国重要的水源涵养林区,同时又是南水北调中线工程的水源地。林区森林多为天然次生林,目前已进入中龄林阶段,林木生长受限。从提高经济效益、加速林木直径生长、促进林木结实、为更新创造适宜条件等方面考虑,需要进行合理间伐。为理清抚育间伐对秦岭山地森林生态系统理水效应的影响,进而为水源地森林经营管理提供科学依据,以秦岭站张胜利副教授为主的研究团队,选择秦岭南坡中山地带锐齿栎林、华山松林、油松林为研究对象,设置间伐强度为0%(对照)、5%、10%、15%、20%,采用野外观测等方法,就间伐强度对锐齿栎林、华山松林、油松林的水量再分配效应进行了探讨;同时,采集大气降雨、林内雨和枯透水水样,测定其水化学物质浓度,采用对比分析等方法,研究了间伐强度对林冠层和枯落物层水质效应的影响,另外还通过室内模拟试验,探讨了酸雨及重金属污染雨水情况下森林土壤对重金属的吸附解吸效应。

水量再分配效应研究表明,随间伐强度增大,锐齿栎林和油松林穿透雨量和树干茎流量呈增大趋势,林冠截留量呈减少趋势,锐齿栎林枯落物截留量和截留率呈减小趋势,油松林枯落物截留量和截留率表现为20%间伐<10%间伐<15%间伐<5%间伐<对照;间伐强度越大,土壤含水率、土壤贮水变化量越大;随间伐强度增大,锐齿栎林土壤蒸发量呈增大趋势,林木蒸腾量呈减小趋势,壤中流流量呈增大趋势,油松林土壤蒸发量表现为:20%间伐>10%间伐>15%间伐>5%间伐>对照,林木蒸腾量表现为对照>5%间伐>15%间伐>10%间伐>20%间伐,壤中流流量表现为15%间伐>20%间伐>10%间伐>5%间伐>对照;随间伐强度增大,锐齿栎林和油松林林冠截留量、枯落物截留量和林木蒸腾量对水分总支出的贡献率呈减小趋势,土壤蒸发量和壤中流流量的贡献率呈增大趋势。

水质效应研究表明,林冠层对偏酸性降雨pH有调升作用,间伐强度低于10%,降雨通过林冠层,对SO42-、PO43-、NO3-及盐基离子均有显著的淋溶效应,间伐强度高于10%,林冠层对以上离子以吸附作用为主,且随间伐强度增大,吸附作用逐渐增强,但对NH4+的吸附作用却逐渐降低;总体上,林冠层对随降雨输入的重金属元素表现为吸附,间伐强度低,对重金属的吸附作用较弱,间伐强度为20%时,吸附作用最强;枯透水pH均低于林内雨,间伐强度大于15%,枯透水pH随间伐强度增大而升高,低间伐强度下,枯透水SO42-浓度低于林内雨,NO3-、NH4+、PO43-、K+、Ca2+、Mg2+和重金属元素浓度明显高于林内雨;模拟降雨条件下,锐齿栎林土壤对雨水pH有调节作用,雨水偏酸性,土壤调升其pH,偏碱性,则降低其pH,间伐强度低于15%的样地,土壤对雨水pH调节作用较弱,间伐强度为20%时,土壤调升雨水酸度的能力最强;随雨水重金属浓度的不同,土壤对Cd、Pb和Zn既有解吸作用,又有吸附作用,雨水重金属浓度较低,土壤对重金属表现为解吸,解吸率随间伐强度的增大而降低,雨水重金属浓度较高,土壤对其表现为吸附,间伐强度为20%时,吸附率最大;雨水pH升高,有助于土壤对Cd、Pb、Zn的吸附。


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