闽北不同类型毛竹林水文生态功能研究

被引量 : 23次 | 上传用户:newyidiyu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
闽北是我国毛竹分布和种植的主要地区,现有毛竹林面积36.1×104 hm2,占全国的1/10,毛竹林是当地农民经济收入的主要来源。由于人们过分追求经济效益,该地区竹林种植纯林化明显,整体林分结构和质量差,加上不合理的经营措施,盲目推广“深翻”垦复模式,易引起水土流失,地力衰退,导致竹林生态环境恶化。因此,如何在大规模高效培育和利用毛竹林资源的同时,提高毛竹林水源涵养功能至关重要。本研究以闽北山区竹杉混交林(Ⅱ)、毛竹纯林(Ⅲ)、竹阔混交林(Ⅳ)为研究对象,杉木纯林(Ⅰ)和常绿阔叶林(Ⅴ)为对照,从森林的3个界面,即林冠层、枯落物层、土壤层,对各林分穿透水、树干茎流、林冠截留、地表径流、枯落物截留、土壤含水率等进行连续观测和分析,探讨不同类型毛竹林对降水的再分配作用和林内水分运动规律,以及对森林水文功能的影响,并运用层次分析法模型建立毛竹林水文生态功能评价的指标体系,对各林分生态水文功能及水源涵养价值进行评价,为闽北地区竹林可持续经营提供理论依据和技术指导。具体结论为:(1)不同类型毛竹林林冠截留能力介于常绿阔叶林和杉木纯林之间,其中竹杉混交竹林的截留能力最优。5种林分林冠截留率、穿透雨率和树干茎流率变化范围分别22.29%~31.33%,67.72%~76.98%、0.73%~2.87%。林冠截留率的大小顺序为:常绿阔叶林(31.33%)>竹杉混交林(28.17%)>竹阔混交林(23.48%)>毛竹纯林(22.88%)>杉木纯林(22.29%)。林冠截留量和降雨量之间的关系可用3次曲线(Y =β01X +β2X2 +β3X3)方程表示。采用林冠层蓄水容量和叶面积指数对各林分场降雨截留进行拟合,得到林冠截留的概念模型,能较好地模拟实验区不同林分的林冠截留过程。(2)杉木纯林枯落物对降雨的截留能力最强,竹杉混交林在3种竹林类型中枯落物的截留能力最强。各林分枯落物截留量与林内降雨量呈正相关关系,各林分枯落物层对低雨量,低雨强的降雨截留能力更强,而对高雨量和高雨强的降水截留能力有所降低。当降雨量小,历时短,降雨强度小的时候,枯落物截留率排序为:杉木纯林(33.09%)>竹杉混交林(30.63%)>常绿阔叶林(29.40%)>竹阔混交林(28.69%)>毛竹纯林(28.48%)。在降雨量大、历时长、降雨强度大的情况下,5种林分的枯落物截留能力相应减少,枯落物的截留率从大到小的排序为:杉木纯林(24.33%)>常绿阔叶林(21.59%)>竹杉混交林(20.53%)>竹阔混交林(17.98%)>毛竹纯林(17.56%)。(3)试验区全年的土壤含水量较高,分布均匀,月平均土壤含水量为22.98%~37.88%,年均土壤含水量排序为:常绿阔叶林(31.95%)>竹杉混交林(30.46%)>竹阔混交林(30.10%)>杉木纯林(29.78%)>毛竹纯林(29.31%)。通过主成分分析,光辐射强度、林地空气温度和地表温度及地下0-60 cm温度是决定各林分土壤含水量的重要因子。通过非线性参数拟合,求得根系密度与上壤水分之间的非线性模型,根系密度随着土层深度的增加,平均根长密度排序为:竹阔混交林(5.81×10-3 cm·cm-3)>毛竹纯林(5.57×10-3 cm·cm-3)>竹杉混交林(5.04×10-3 cm·cm-3)>常绿阔叶林(2.18×10-3 cm·cm-3)>杉木纯林(2.05×10-3 cm·cm-3)。通径分析表明土壤的物理性状直接影响到土壤的持水性能、保水能力等,以最大持水量的直接作用最大。(4)通过坡面人工径流小区观测,降雨量是影响地表径流的主要因子。当降雨量小于5 mm时各林分均不产生地表径流,各林地产流降雨的临界值分别为杉木纯林6.11 mm,竹杉混交林6.21 mm,毛竹纯林5.15 mm,竹阔混交林5.9 mm,常绿阔叶林6.21 mm。地表径流有随着雨量级的增大而增加的趋势,全年的地表径流量以毛竹纯林的最多,常绿阔叶林最少,排序为:常绿阔叶林(12.6 mm)<竹杉混交林(13.2 mm)<杉木纯林(14.4 mm)<竹阔混交林(16.2 mm)<毛竹纯林(28.1 mm)。通过灰色关联分析,植被参数对径流量的影响以草本层盖度的影响最大,灰色关联度为0.772。水量平衡分析表明各林分的实际支出水量小于实际输入水量,说明实验区降雨量可以保证植物的正常水分代谢,而无需额外从土壤系统中获取水分。(5)综合评价,水源涵养生态功能、经济价值均以常绿阔叶林最优,混交竹林优于毛竹纯林,尤其是竹阔混交林最好。水源涵养功能排列顺序为:常绿阔叶(0.877)>杉木纯林(0.805)>竹阔混交林(0.783)>竹杉混交林(0.684)>毛竹纯林(0.627)。采用替代工程法评估了各林分单位面积水源涵养的经济价值,各林分水源涵养总价值排序为:常绿阔叶林(1 546.46元·hm-2)>竹阔混交林(1 467.54元·hm-2)>竹杉混交林(1 357.23元·hm-2)>杉木纯林(1 322.91元·hm-2)>毛竹纯林(1 273.87元·hm-2)。闽北地区的山坡度大,降雨量及强度大且集中,容易造成山体滑坡和水土流失,在经营毛竹林时适当发展混交竹林,尤其是竹阔混交林,既能有效提高林分质量,又能充分发挥其涵养水源的功能,兼容了经济、生态两者的效益,将更有利于竹林经营可持续发展。
其他文献
对住宅小区智能化系统设计方案进行综合评价,涉及到建筑物使用者舒适性、建筑物管理者管理的方便程度、在现有基础上进行扩充的可能性、建筑物的节能程度、整个智能小区的性
温州市是全国知名的侨乡,随着华侨队伍的日趋增长,因父母出国留在家乡或是出生之后被父母送回国内的留守儿童已成为一个特殊群体。如何更好地促进这些儿童的健康成长,已成为
本文立足于我国未成年人保护实际,通过对未成年人监护制度基本理论的分析,在全面、具体考证国外未成年人监护制度的基础上,认识和剖析我国未成年人监护制度存在的种种不足并
中国青花瓷的产生是中国陶瓷历史上一个重要的转折点,它不仅开创了中国陶瓷的新品种,而且改变了中国传统的陶瓷审美观念,它是在丝路传播的过程中产生与发展起来的,是中西方文
拱桥是我国广泛采用的一种桥梁结构型式,本文针对重庆交通大学周志祥教授承担的国家自然科学基金项目(51078373)“钢箱-砼组合拱结构性能与分析方法研究”和西部交通建设科技
针对当前大学实验课程存在的“教”和“学”的问题,充分贯彻“以生为本”的教学理念,以反思性教学理论为基础,结合实验教学研究,构建了反思性教学下大学实验课程“教”“学”
为提高焊接工艺先进性,动车组牵引电机引出线焊接拟采用电阻钎焊或感应钎焊代替火焰钎焊方法,通过对三种焊接方法制作的工作试件进行相关检验,并对试验数据对比分析,确定引出
灯光是现代室内设计非常重要的一部分,用于营造空间。其作用主要体现在心理感受、视觉记忆等方面。日常生活中人们越来越重视灯光。除了照明的作用,在现代室内设计中灯光还被
边坡及其支挡结构物的震害越来越受到人们的重视,特别是在汶川地震中,滑坡阻断了交通并严重阻碍了震后救援工作。汶川震后调查表明,支挡结构中抗滑桩板墙整体毁坏的很少,只是
随着我国对虾养殖业的发展和低碳经济的提出,如何优化养殖池塘系统内部结构,降低对虾养殖生产对近岸环境的污染,成为人们日益关注的问题。本文于2009年4月至11月和2010年4月