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本文以辽宁东部山区森林为研究对象,以杂木林、蒙古栎林、红松林和落叶松林为典型代表林分,基于野外实地调查和实验室分析,研究了森林冠层、枯落物和土壤三个层次的蓄、滞留水效应(林冠截留、枯落物持水、土壤蓄水及入渗)及其影响因素,同时开展了不同林分类型净化水质功能的研究;利用层次分析法对上述4种典型林分类型的拦蓄降水效应进行评价;利用综合污染指数法对净化水质功能进行评价;利用综合蓄水法分析了辽宁东部山区森林水源涵养能力大小的空间特征,并对森林水源涵养总量进行了估算,采用影子价格法对森林水源涵养功能进行价值评估,研究结论如下: (1)4种林分冠层最大持水量从大到小依次为:红松林(22.47t hm-2)、蒙古栎林(20.23t hm-2)、杂木林(17.26t hm-2)和落叶松林(13.78t hm-2);在辽东地区生长季平均风速(2.94m s-1)条件下,阔叶和针树种叶冠层持水量分别占饱和截留量的74.5%和57.9%;在考虑风速影响时,蒙古栎林有效持水量最大,为15.07t hm-2,红松林和杂木林居中,分别为13.01t hm-2和12.86t hm-2,落叶松林最小,为7.98t hm-2。 (2)4种林分地表枯落物蓄积量排序为:落叶松林(16.83t hm-2)>红松林(11.86t hm-2)>杂木林(9.28t hm-2)>蒙古栎林(5.92t hm-2);最大持水量排序为:落叶松林(59.81thm-2)>红松林(43.16t hm-2)>杂木林(37.85thm-2)>蒙古栎林(21.99t hm-2)。枯落物的有效拦蓄量不仅与枯落物蓄积量有关系,还与枯落物的最大持水率和自然持水率有关,其值从大到小依次为:落叶松林(39.12t hm-2)、红松林(32.74t hm-2)、杂木林(29.79t hm-2)和蒙古栎林(14.71t hm-2);在相同降雨强度下,阔叶林截留量大于针叶林,半分解层截留量大于未分解层,在不同降水强度下,阔叶林和针叶林截留量均随着雨强的增大而增大,且半分解层截留量大于未分解层,阔叶截留量大于针叶。 (3)4种林分土壤总蓄水量从大到小依次为:红松林(5597.74t hm-2)、杂木林(5436.89thm-2)、蒙古栎林(5059.00thm-2)和落叶松林(4946.04thm-2);非毛管孔隙度蓄水量排序为:红松(932.56hm-2)>杂木(790.30hm-2)>落叶松(728.03hm-2)>蒙古栎(726.39hm-2);土壤初渗速率和稳渗速率入渗速率都是杂木林最大,其次是红松林和蒙古栎林,最小的为落叶松林。 (4)4种林分类型总拦蓄降水能力(林冠截留、枯落物持水和土壤蓄水)排序为:红松林(972.44thm-2)>杂木林(827.40t hm-2)>落叶松林(775.13thm-2)>蒙古栎林(756.17t hm-2)。 (5)水质参数在水分传输过程中变化程度不同。大气降雨—冠层—枯落物层传输过程中,电导率(COND)和浊度(TUR)依次上升,而溶解氧(DO)和温度依次下降,水质变差;枯落物渗透雨—地表水—地下水传输过程中,pH和溶解氧(DO)依次上升,对水质起到改善作用;大气降雨—地表水—地下水传输过程中,化学需氧量(COD)、全氮(TN)和全磷(TP)均依次下降,水质得到净化。 (6)根据层次分析法评价4种林分拦蓄降水功能,综合评价值排序为:红松林(0.7207)>杂木林(0.5591)>落叶松林(0.2084)>蒙古栎林(0.2060);根据综合污染指数法评价净化水质功能,大气降水、地表水和地下水分别评价为Ⅲ类水、Ⅱ类水和Ⅰ类水,说明森林对水质具有净化作用。 (7)辽东山区森林总面积为248.38万公顷(针叶林23.87万公顷,阔叶林183.21万公顷,针阔叶混交林6.63万公顷,灌木林34.67万公顷),有效水源涵养总量排序为:阔叶林(16.91×108t)>灌木林(3.09×108t)>针叶林(2.03×108t)>针阔混交林(0.50×108t)。比较三个层次所占比例发现,冠层和枯落物层水源涵养量占总水源涵养量的比例较小,范围分别在0.65%-8.00%和1.29%-10.00%,土壤层水源涵养量占总水源涵养量的比例较大,在82.00%-98.06%。 (8)辽东山区森林水源涵养总价值排序为:阔叶林(70.62×108元)>灌木林(12.92×108元)>针叶林(8.48×108元)>针阔混交林(2.09×108元)。