论文部分内容阅读
本文以辽宁省抚顺市老秃顶子自然保护区为试验地,基于野外实地调查和实验室分析研究,以保护区内常见的6种典型森林植被类型：杂木林、落叶松林、山杨林、红松林、杨桦林和蒙古栎林为研究对象。在涵养水源方面,从林冠层、枯落物层和土壤层三个层次入手分析林冠截留、枯落物持水、土壤持水及入渗的水文特性。采用数理统计、相关分析和主成分分析等分析方法对各层的水文生态效应进行分析,并建立了该区森林水文生态效应评价的指标体系,用熵权法对各项指标进行综合评价。在改善水质方面,研究并分析了pH、气压、温度、电导率、溶解氧、氧化还原电位、NH4+-N、 NO3-N、全氮和全磷这些指标,水质评价采用综合指数法。研究结果如下：(1)树干径流量在大气降雨量中所占的比例很小,小于3.52%。不同森林类型典型林分因森林类型、森林结构和森林覆盖率等不同,林冠截留能力也不同。6种类型林地的林冠截留能力大小顺序为：蒙古栎林(32.58%)>山杨林(29.25%)>杨桦林(27.43%)>杂木林(26.36%)>红松林(24.71%)>落叶松(18.59%)。降水量(P)与林冠截留率(N)之间存在负幂函数关系(N=aPb (a, b为常数))。(2)不同类型林地枯落物厚度介于1.97-4.83cm,蓄积量大小顺序为：蒙古栎(37.30t/hm2)>杨桦林(37.11t/hm2)>红松林(27.58t/hm2)>杂木林(21.84t/hm2)>落叶松(20.59t/hm2)>山杨林(15.19t/hm2)。不同林地枯落物最大持水量依次为：蒙古栎(36.02t,/hm2)>杨桦(32.97t/hm2)>红松(22.70t/hm2)>杂木林(19.19t/hm2)>落叶松(16.68t/hm2)>山杨(13.28t/hm2)。最大持水率变化范围为207.86%～268.80%,以杨桦林为最大,红松(222.42%)和落叶松(207.86%)最小。最大拦蓄量介于9.80-34.06t/hm2,有效拦蓄量为4.13-20.39t/hm2,且主要森林植被类型枯落物最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量变化趋势一致。枯落物持水量与浸泡时间之间存在对数关系,吸水速率与浸泡时间之间存在幂函数关系。(3)土壤饱和持水量以天然杂木林(358.43mm)为最大,储水能力最弱的为山杨林(325.99mm)和杨桦林(318.58mm)。有效持水量的大小顺序为红松林(75.49mm)>杨桦林(67.27mm)>天然杂木林(51.73mm)>天然蒙古栎(47.47mm)>天然山杨林(44.33mm)>落叶松林(41.48mm)。杨桦林和山杨林的初渗速率最大,分别为41.40mm/min和40.14mm/min;红松的稳渗速率最大,为8.12mm/min,蒙古栎林地土壤的初渗速率和稳渗速率都是最小的,分别仅为17.46mm/min和4.07mm/min。不同森林类型的土壤饱和导水率差异比较明显,影响Ks的主导因子为土壤结构(容重、孔隙度)、有机质含量以及土壤质地。(4)六种林分类型中以杨桦林的水文效应最优,其次是蒙古栎林,水文效应最差的是落叶松林。(5)水质不同参数指标在水分传输过程中其变化程度不尽相同,水质监测指标表明不同林地对水质的改善作用也不同。水源涵养林的壤中流对水质的pH、电导率、溶解氧、氧化还原电位、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(N03-N)、全氮(N)和全磷(P)具有最明显的缓冲和改善作用,相对而言而树干径流水质较差。利用综合指数法对水质进行评价,河水的M值为0.235,达到国家《地表水环境质量标准》Ⅰ类水质的标准,不同林分地表径流都显示是Ⅱ类水质,而杂木林、落叶松和蒙古栎林的壤中流显示是Ⅰ类水质,其余林分类型的壤中流却是Ⅱ类水质。该保护区内磷污染是较严重的,基本没有氮污染。