南嶺藜蒴栲群落林冠損傷后的水文特征研究.pdf

1、氣候變化（尤其頻繁發(fā)生的極端氣候事件）及其對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響是個(gè)不爭事實(shí)，全球變化背景下的水文生態(tài)研究，一直是世界研究熱點(diǎn)之一，而森林結(jié)構(gòu)改變對(duì)水文功能影響是森林-水分關(guān)系研究的核心。本文在2008年中國南方特大冰雪災(zāi)害背景下，針對(duì)森林結(jié)構(gòu)變化對(duì)森林水文過程影響這一科學(xué)問題開展研究。在南嶺小坑流域，選取以藜蒴栲為優(yōu)勢(shì)種的亞熱帶常綠闊葉林作為研究對(duì)象，通過人工去除林冠層、并在樣地內(nèi)添加和移除處理枝葉，模擬冰雪災(zāi)害對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞。采

2、用群落生態(tài)學(xué)方法，定期調(diào)查未受損森林及同類受損森林的各種結(jié)構(gòu)因子，揭示受損森林自然恢復(fù)過程中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律;2012年4月～2013年3月期間，在模擬林冠受損樣地和對(duì)照樣地，采用平均木法分別選取12株樹干流測(cè)定樣木、以網(wǎng)格法機(jī)械地分別布設(shè)14個(gè)穿透雨收集器，共獲得46次降水的樹干流和穿透雨數(shù)據(jù)，以此分析林冠受損對(duì)森林降水分配規(guī)律的影響;通過成對(duì)徑流場(chǎng)比較的方法研究坡面地表徑流特征，并揭示影響地表徑流變化的主要因子。獲得的主要

3、結(jié)果如下:
　　 (1)林冠受損對(duì)群落喬木層結(jié)構(gòu)和林下植被產(chǎn)生了較大影響。研究發(fā)現(xiàn):試驗(yàn)1.5年后，受損樣地喬木頂部有大量枝條萌生，林冠開始逐漸恢復(fù)，但是同未受損林分比較，冠層郁閉度仍有很大差距。去除林冠層后，林下植被蓋度較處理之前有較大幅度提高，林下喬木幼苗的組成發(fā)生了較大變化，野桐、山烏桕、山蒼子等喜光性樹種替代藜蒴栲占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，可能會(huì)改變森林未來的演替方向。去除林冠層在短期內(nèi)可顯著增加林下植被物種豐富度和生物多樣性。

4、r>　　 (2)林冠受損顯著影響降水再分配格局。試驗(yàn)期間人工記錄降雨總量為1859.1mm，其中對(duì)照(CN)林冠截留總量為385.2mm，平均截留率為20.7％;總穿透雨量為1315.5mm，平均穿透雨率為70.8％;總干流量為158.4mm，平均干流率為8.5％。去除冠層、林下添加處理枝葉的樣地(TD)，林冠截留總量為238.7mm，平均截留率12.8％;總穿透雨量1550.9mm，穿透雨率為83.5％;總干流量為69.5mm，干流

5、率為3.7％。
　　 (3)影響降水再分配格局因子分析。研究發(fā)現(xiàn)林冠截留量、穿透雨量和樹干流量與降雨量均有顯著的正相關(guān)性。林冠截留量與降雨量成對(duì)數(shù)函數(shù)相關(guān)，穿透雨量和降雨量呈線性相關(guān)，樹干流與降雨量呈二項(xiàng)式相關(guān)。而林冠截留率與降雨量呈負(fù)對(duì)數(shù)相關(guān)，穿透雨率和降雨量之間呈二項(xiàng)式相關(guān)，干流率和降雨量呈正對(duì)數(shù)相關(guān)。通過對(duì)比分析，得出:降雨量和喬木層郁閉度是影響森林林冠截留、穿透雨和樹干流大小的主要因子。
　　 (4)森林的最大截

6、留量分析。研究發(fā)現(xiàn)，未受損藜蒴栲群落最大截留量為21.3mm，其中林冠的最大截留量為20.2mm，林下植被層0.5mm，枯枝落葉層0.6mm;當(dāng)森林受損(TD)后，森林的林冠層最大截留量明顯減少，為9.9mm，而林下植被層和枯枝落葉層截留量顯著增加，分別為1.6mm和3.5mm。
　　 (5)林下地被層生物量及持水能力研究。不同處理下的灌木、草本總生物量差別較大，其中TD灌草生物量最大，為8.75t/hm2;TR（去除冠層+移除

7、冠層枯枝落葉）次之，為6.26h/hm2;CN最小，為2.53t/hm2。最大持水量表現(xiàn)為TD(15.71t/hm2)＞TR(11.31t/hm2)＞CN(5.06t/hm2)。
　　 不同處理枯落物層總貯量為TD(46.20t/hm2)＞CN（3.74t/hm2）＞TR(2.56t/hm2)。最大持水量為TD(35.11t/hm2)＞CN(6.28t/hm2)＞TR(5.63t/hm2);最大持水率分別為TR(222.7％)＞

8、TD(175.2％)＞CN(172.6％)。TD樣地內(nèi)枝持水性能遠(yuǎn)低于葉的持水性能?？萋湮锍炙俣群徒輹r(shí)間呈指數(shù)相關(guān)。
　　 (6)林冠受損顯著影響坡面徑流和泥沙流失量。坡面徑流和泥沙流失量都表現(xiàn)為TR＞CN＞TD，即去除林冠并移走林冠殘?bào)w（TR處理）顯著地增加林地坡面徑流量和泥沙流失量，而去除林冠但保留林冠殘?bào)w在林地（TD處理）能顯著減少林地坡面徑流量和泥沙流失量。
　　 用灰色關(guān)聯(lián)度分析影響坡面徑流的主導(dǎo)因子主要有