青狮潭保护区典型森林类型土壤水源涵养功能分析

时间：2024-05-22

蒋冬生，蒋莲艳，唐红莲，龙九付，唐洪文，阳树松(.广西桂林林业学校，广西桂林54004;.广西灵川县林业局，广西桂林5499)

水源涵养林是指以调节、改善水源流量和水质的一种防护林，也称水源林。土壤层是森林水源涵养的主体，而林冠层的持水量仅占森林水源涵养能力的15%以下［1］。

由于受经济利益的驱动，漓江上游水源涵养林被经济林、竹林、用材林等取代，致使漓江源头森林生态系统结构发生了很大的改变。流域上游森林群落中，中幼林增多、成熟林减少，特别是具有较强生态维持功能的老龄林(原始林)比重降低;森林群落中常绿阔叶林减少，人工纯林、经济林增多，复层林演变为单层林，生物多样性明显降低，水源涵养功能下降［2－3］。该研究分析了青狮潭保护区4种林分类型土壤层最大持水量和凋落物持水量，以期提高森林生态系统水源涵养功能。

1 研究区概况

青狮潭水源林保护区位于 110°5'15″～110°17'30″E，25°26'20″～25°47'30″N，在广西灵川县的西北部，与临桂县的宛田瑶族乡，龙胜县的江底乡、和平乡，兴安县的金石乡相邻，区域范围包括青狮潭镇及兰田乡全部，面积58 399.7 hm2，占全县土地总面积的25.4%。功能区林地面积48 312.5 hm2，占全县林地面积的28.9%，占该保护区土地面积的82.7%［4］。功能区内有青狮潭自治区级自然保护区以及桂林市饮用水源之一的青狮潭水库，生态条件优越，生物多样性丰富，承担着水源涵养、维护生物多样性等生态功能。该保护区毛竹林面积较大，占功能区林地面积的33.0%，占全县毛竹林面积的80.5%［5］，是灵川县最大的毛竹生产区。

2 研究方法

2.1 样地选择根据研究区基本情况，选择具有代表性的水青冈林、荷木林、杉木林、毛竹林4种典型森林类型为研究对象，在各森林类型中选择1块地形地貌、水文、土壤类型、海拔、坡向、坡度、坡位基本相同的样地，比较各样地地表凋落物及土壤最大持水量差异性［6］，4种典型林地样地特征见表1。

表1 典型林地样地特征

2.2 土壤采样在固定样地外围选设与固定样地植被、地形条件(坡向、坡度、坡位)均相似地段，在小地形较为平整，无近期崩塌或严重侵蚀，距树干1～2 m以外区域选设土壤剖面［7］。土壤剖面要求长1.0 ～1.5 m，宽0.8 m，深1.5 ～2.0 m，选择剖面时宜向阳，坡度较大时可与坡向一致，主要调查土壤类型、土层厚度、腐殖质厚度、土壤颜色、质地、母岩等［8］。

2.3 土壤层最大持水量测定采用土壤水分速测仪器测定土壤含水率，采用环刀法测定土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、通气度、饱和(最大)持水量、毛管持水量、最小(田间)持水量以及渗透速度等，比重计法测定土壤颗粒含量。环刀法取样是在0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm土层取自然状态土样，重复3次［3］，将土样带回室内测定土壤物理性质，折算土壤最大持水量。

2.4 凋落物持水量测定在代表性区域的典型林分内设置观测样地，样地要求生境条件、植物群落种类组成、群落结构、利用方式和强度等具有相对一致性;垂直带谱上样地设置在每带的中部，并且坡度、坡向和坡位基本一致。在样点内划定1 m×1 m小样方，将小样方内所有现存凋落物按未分解层、半分解层和分解层分别采收，测定其持水量［9］。方法是将收集的凋落物置于80℃烘箱中烘至恒重后称重，再将烘干后的凋落物置于水中浸泡24 h取出晾干后称重，两者之差为凋落物持水量［1］。

3 结果与分析

3.1 土壤层最大持水量由表2可知，不同主要树种的林型土壤持水性能和贮水量明显不同。土壤层最大持水量范围在1 052.0～1 368.0 t/hm2。水青冈林、荷木林各土壤层最大持水量大小是0～20 cm土壤最大持水量＞20～40 cm土壤最大持水量＞40～60 cm土壤最大持水量，毛竹林土壤层最大持水量大小是40～60 cm土壤最大持水量＞20～40 cm土壤最大持水量＞0～20 cm土壤最大持水量［10］。

表2 土壤层最大持水量 t/hm2

3.2 凋落物持水量由表3可知，凋落物干重最高的水青冈林，达到1 482.7 g/m2，最低是毛竹林1 082.7 g/m2;水青冈林凋落物层持水量最高达到47.7 t/hm2，最低是毛竹林13.1 t/hm2。

表3 凋落物层持水量统计

3.3 土壤层水源涵养差异性分析对不同林分土壤层最大持水量采用最小显著差异法(Least Significant Difference，简称LSD法)进行统计分析，结果表明水青冈林与毛竹林土壤层最大持水量有显著差异，毛竹林与荷木林、杉木林土壤层最大持水量不存在显著差异。

3.4 凋落物层持水量差异性分析利用SPSS分析比较不同林分凋落物层持水量，结果表明有极显著差异，说明不同林分的凋落物对土壤水源涵养功能有极显著差异，水青冈林分凋落层持水量最高、毛竹林分凋落物层持水量最低。

4 结论与建议

(1)水青冈林、荷木林、杉木林、毛竹林4种林型中，水青冈林的土壤层最大持水量最高，毛竹林最低，可见毛竹林土壤水源涵养功能较低，生态效益较差。而灵川县是广西毛竹主产区之一，该县林地保护利用规划(2010～2020年)规划期任务是稳定现有种植面积，重点抓好低产林改造，提高毛竹单产，至规划期末规划改造毛竹低产林面积2 000 hm2［11］。因此要提高保护区水源涵养功能，必须协调当地居民经济发展与生态保护的关系。

(2)水青冈林、荷木林、杉木林、毛竹林4种林型中，水青冈林凋落物层土壤层持水量最高，毛竹林最低，并且具有显著性差异。建议保护区大力推广天然林保护工程，减小人工林的更新造林项目，提高公益林补助金额，让经济与生态保护协调发展。

(3)为了减轻不合理发展方式带来的冲击和压力，推动生态功能保护区内生态环境与社会经济的协调发展，应当在充分考虑当地经济、社会发展的需要和生态环境承载能力的基础上，调整产业结构和生产力布局，积极寻求替代产业，改变粗放的经济增长方式，发展生态经济。

［1］王勤，张宗应，徐小牛.安徽大别山库区不同林分类型的土壤特性及其水源涵养功能［J］.水土保持学报，2003，17(3):59 －61.

［2］李海防，王金叶，刘兴伟，等.广西猫儿山主要林型水源涵养功能研究［J］西北林学院学报，2012，27(1):50 －53.

［3］李海防，段文军，王金叶.广西猫儿山森林水源涵养功能及水资源供求评价［J］.安徽农业科学，2010 38(24):13289－13291.

［4］林林.青狮潭水源林保护区［J］.广西林业，1994(2):29 －30.

［5］灵川县林地保护利用规划(2010－2020年)［Z］.2011.

［6］王兵，鲁绍伟，李红娟，等.中华人民共和国林业行业标准LY/T 1952－2011森林生态系统长期定位观测方法［S］.北京:中国标准出版社，2011.

［7］曾成，郭纯青，胡君春.漓江流域上游水资量变化研究［J］.资源环境与工程，2005，19(3):203 －207.

［8］王金叶，李海防，段文军，等.漓江上游水特征及典型森林群落地表径流规律的研究［J］.中南林业科技大学学报，2012，32(6):72 －77.

［9］杨永德，魏美才.漓江流域水资源危机探讨［J］.林业科学研究，2004，17(6):782－787.

［10］陈光升，胡庭兴，黄立华，等.华西雨屏区人工竹林凋落物及表层土壤的水源涵养功能研究［J］.水土保持学报，2008，22(1):159 －162.