秦岭北麓针阔叶混交林水文效应分析

周晓虎，韩少琼

(陕西省楼观台实验林场，陕西 周至 710402)

秦岭北麓针阔叶混交林水文效应分析

周晓虎，韩少琼

(陕西省楼观台实验林场，陕西 周至 710402)

通过设置观测场方法，研究了秦岭北麓针阔叶混交林水文效应，结果显示秦岭北麓针阔叶混交林截留雨水的特点是，平均降水量和月降水量，均是林内较林外小；截留率的季节变化以冬、春、秋、夏季依次递减；由于林冠的节流作用，林内径流量为12.38 mm，是林外年径流量的50.7%，每公顷年泥沙流失量林内为7.68 kg，较林外减少74.5%；林内产生径流的开始时间较林外迟8-15 min，而结束时间迟60 min左右，径流量为林外的17.1%～25.5%，最大流量为林外的7.9%～49.6%；平均流量为林外的14.8%～21.9%。

秦岭北麓；针阔叶混交林；径流；降水量、森林水文

森林植被具有最大的涵养水源，保持水土等功能。不同森林植被，由于各自不同的生物学和生态学特性，所以构成了森林群落的水文效应的差异[1,2]。天然针阔混交林稳定的林分结构，发挥了较好的森林水文效应。为了研究针阔混交林的水文效应，进一步认识森林水分的再分配状况，从而对森林水分在运动过程中的总趋势有一个了解[1]。我们2010-2014年，在秦岭北麓周至县进行了针阔混交林水文观测，总结分析如下。

1 试验地概况

试验地位于秦岭北麓周至自然保护区，东经107°33′～108°28′，北纬33°33′～33°56′，呈东西走向，南以秦岭主梁与佛坪、宁陕两县接壤，西接太白林业局，西北与太白山自然保护区毗邻，东接宁西林业局，总面积5.5 km2，该地属于暖温带半湿润气候区。年平均气温13℃，年平均相对湿度80%,年降水量750～850 mm,蒸发量430～540 mm，为降水量的57%。土壤为土娄土、淋溶褐土等。枯枝落叶层通常厚2～3 cm，分解良好。植被为华山松、栓皮栎、山杨等天然针阔混交林。平均树高华山松11 m，栓皮栎为9 m，山杨12 m，密度为华山松334株·hm-2，栓皮栎268株·hm-2，山杨495株·hm-2。

2 研究方法

根据森林生态系统研究需要，在林内设置了一个联合观测场，在场内设置20 cm口径的雨量筒9个，观测林冠下的降水分量，同时按林分树种组成选取11株样树，在树干的胸高处安装接水器，观测树干茎流的降水分量。林冠下的降水分量与树干径流的降水分量之和作为林内降水量[3.4]。

在林内的以西约500 m的等高坡位空旷地，设置约0.8 hm2作为林外对照。林外对照地为稀疏灌木林地，盖度0.3，平均高1.5 m。

林内地表径流的水平面积为500 m2。在径流场的四周修建不渗透水分的隔水墙。在隔水墙顺坡下方设置60°三角形薄壁溢流堰。堰箱底安装净水装置，在堰箱上方安装SW40型日计水位计，作径流水位高度的自动记录[5.6]。

泥沙含量的测定是从径流水中取样，经过滤，置于105 ℃烘箱内烘干至恒重。

3 观测结果分析

3.1 针阔混交林对降水的节流作用

降落到林分上的水一部分直接到达地面，另一部分被林冠及林下植物所截留，但由于风和自身重力的作用，一部分又落到地面，还有一部分通过蒸发而返回到大气中去，使林内外降水差异明显(表1)。

从表1可看出，无论是平均降水量或是月降水量，都是林内较林外小。截留率的季节变化以冬、春、秋、夏季依次递减，基本上是随降水量的增大而呈递减趋势。月截留率最大在12月(22.6%)，最小是9月(8.4%)。具体反映了森林对截留作用的特点。

表1 2010-2014年林内外平均降水量比较

3.2 针阔混交林对径流量的影响

由于林冠的节流作用，消弱了暴雨对地面的溅击能力；残落物腐殖质层具有很大的容水量和渗水性，吸收和保持水分的作用较强，减少了地表径流。从而使林内年径流量与泥沙流失量明显较少(表2)。

表2 2010-2014年林内外年径流量及泥沙流失量比较

从表2看出，林内径流量为12.38 mm，占降水量的0.8%，是林外年径流量的50.7%，每公顷年泥沙流失量林内为7.68 kg，较林外减少74.5%。表明针阔叶混交林有减少了年径流量、保持水土、涵养水源等作用。

3.3 针阔混交林减缓洪峰效果

由于林冠及林下植物的截留作用，加之地被物腐殖质层的吸水保水及林木基部分散径流的作用，有利于经流水渗透于土壤中，导致径流量减少、径流速度减慢、径流时间延长，径流峰谷的出现也比林外的相应推迟，与林外差异明显(表3)。

从表3可看出，林内产生径流的开始时间较林外迟8～15 min，而结束时间迟60 min左右；径流量为林外的17.1%～25.5%；最大流量为林外的7.9%～49.6%；平均流量为林外的14.8%～21.9%。表明针阔叶混交林对减少径流量、减慢径流速度、延长径流时间效果显著。

表3 林内外地表径流过程比较

4 结论

(1)秦岭北麓试验针阔叶混交林平均降水量或是月降水量，都是林内较林外小。截留率的季节变化以冬、春、秋、夏季依次递减，基本上是随降水量的增大而呈递减趋势，具体反映了森林对截留作用的特点。

(2)试验林地由于林冠的节流作用，林内径流量为12.38 mm，占降水量的0.8%，是林外年径流量的50.7%，每公顷年泥沙流失量林内为7.68 kg，较林外减少74.5%。表明针阔叶混交林有减少年径流量、保持水土、涵养水源等作用。

(3)林内产生径流的开始时间较林外迟8～15 min.，而结束时间迟60 min.左右；径流量为林外的17.1%～25.5%；最大流量为林外的7.9%～49.6%；平均流量为林外的14.8%～21.9%。表明针阔叶混交林对减少径流量、减慢径流速度、延长径流时间效果显著。

(4)研究表明，秦岭北麓针阔叶混交林对降水有截留作用、对减少林内降水量和径流量、延长径流时间和减慢径流速度、保持水土、涵养水源的作用明显。所以森林的存在不仅直接为国家提供大量木材，同时也间接地为农业生产服务，对有效保护生态平衡具有重要作用。

[1] 高甲荣,肖斌,张东升.国外森林水文研究进展[J],水土保持学报,2001,5(15),60-64.

[2] 韩恩贤，韩刚.黄土高原沟壑区沙棘人工混交林改土效应研究[J]，自然资源学报,2005, 6(21)：1-6.

[3] 尹光彩,周国逸,刘景时.鼎湖山针阔叶混交林生态系统水文效应研究[J],热带亚热带植物学报,2004,(12)195-201.

[4] 陈礼光,郑郁善,林金国.突脉青冈林分水文效应研究[J],福建林学院学报，1999,2(19)170-173.

[5] 马祥庆,何智英,俞新妥.杉木幼林生态系统水文效应研究[J],福建林学院学报,1994,1(14),35-39.

[6] 王平,闫成璞,王玉玺.人工林植被水文效应研究[J],黑龙江水利科技,1999，(3)：5-7.

Hydrological Effects of Mixed Coniferous and Broad-leaved Forest in the Northern Slop of Qinling Mountains

ZHOU Xiao-hu, HAN Shao-qong

(LouguantaiExperimenalForestFarmofShaanxi,Zhouzhi,Shaanxi710402)

Rainfall interception by coniferous and broad-leaved mixed forest in the north slop of Qinling Mountains is featured with averagely and monthly less within the forest than out of forest.The interception rate is decreased seasonably and successively from winter, spring to autumn and summer.The annual surface rainfall in forest reaches 12.38 mm, 50.7% of that outside forest due to canopy interception.The amount of soil erosion per hectare within forest is 7.68 kg, 74.5% less comparing with that outside forest.The time generating surface runoff within forest is 8 to 15 minutes delayed compared with that outside.The ending time of runoff within forest is 60 minutes delayed compared with ending time outside forest.The amount of surface runoff within forest accounts for 17.1%-25.5% of outside.The maximum surface runoff in forest accounts for 7.9%-49.6% of outside.The average surface runoff in forest accounts for 14.8%-21.9% of outside.

mixed coniferous and broadleaf forest; surface rainfall; precipitation; forest hydrology

2015-08-08 作者简介：周晓虎(1982-)，男，陕西子长县人，工程师，主要从事林业资源经营与管理工作。

S715.7

A

1001-2117(2015)05-0021-03