【摘 要】
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涵养水源是森林植被最重要的生态服务功能之一,不同林分类型水源涵养功能存在差异性,为探究北京不同林分类型的水源涵养功能之间的差异,本文选取北京山区典型的3种林分(灌木、栓皮栎、油松)为研究对象,对其林下枯落物和土壤持水性能以及土壤理化性质进行比较和分析,并结合有效蓄水量和最大蓄水量定量比较其水源涵养能力。以次降雨为例,应用氢氧同位素技术分析3种林分降雨及土壤水分的垂直分配特征,为该区森林的生态服务功
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(41601028); 中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室开放基金资助项目(WL2017001);
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涵养水源是森林植被最重要的生态服务功能之一,不同林分类型水源涵养功能存在差异性,为探究北京不同林分类型的水源涵养功能之间的差异,本文选取北京山区典型的3种林分(灌木、栓皮栎、油松)为研究对象,对其林下枯落物和土壤持水性能以及土壤理化性质进行比较和分析,并结合有效蓄水量和最大蓄水量定量比较其水源涵养能力。以次降雨为例,应用氢氧同位素技术分析3种林分降雨及土壤水分的垂直分配特征,为该区森林的生态服务功能计算提供参考依据,结果表明:(1)3种林分枯落物蓄积量、持水能力各不相同,林分总蓄积量为12.13~18.86t/hm~2,枯落物最大持水量、有效拦蓄量和最大拦蓄量分别为12.76~32.28 t/hm~2、11.65~53.89 t/hm~2和13.70~63.44 t/hm~2,均表现为栓皮栎最大,灌木最小。(2)3种林分土壤容重差异性显著,栓皮栎、灌木和油松土壤容重均值分别为1.21 g/cm~3、1.48 g/cm~3、1.59 g/cm~3,土壤总孔隙度、自然贮水量、最大持水量、最小持水量、毛管持水量均随土层深度呈降低趋势,总体表现为栓皮栎>灌木>油松。(3)3种林分(枯落物层和0~80 cm土壤层)有效蓄水量从大到小依次是栓皮栎(1994.45 t/hm~2)、油松(1962.14 t/hm~2)、灌木(1389.60 t/hm~2),栓皮栎有效蓄水量是灌木的1.44倍,林分最大持水量从大到小依次是栓皮栎(3311.60 t/hm~2)、灌木(3088.98 t/hm~2)、油松(2907.61 t/hm~2),栓皮栎最大持水量是油松的1.13倍,综合表现为栓皮栎水源涵养能力最好。(4)次降雨条件下,3种林分对降雨的再分配各不相同,穿透雨率为油松(43%)>栓皮栎(33%)>灌木(18%),总树干茎流率为栓皮栎(16%)>油松(2%),总林冠截留率为灌木(82%)>油松(55%)>栓皮栎(51%),枯落物持水为栓皮栎(22%)>油松(14%)>灌木(6%),土壤持水为油松(31%)>栓皮栎(27%)>灌木(12%)。(5)3种林分0-10cm土层土壤水的同位素值受降雨的影响较大,随土层深度的增加,降水对土壤水影响减小。综上所述,枯落物层与土壤层水源涵养能力最大的林分是栓皮栎,油松次之,灌木最弱,因此,在今后的水源涵养林建设中可优先考虑栓皮栎。
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