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间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响

简永旗 吴家森 盛卫星 聂国辉 郑城 姜培坤

简永旗, 吴家森, 盛卫星, 聂国辉, 郑城, 姜培坤. 间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
引用本文: 简永旗, 吴家森, 盛卫星, 聂国辉, 郑城, 姜培坤. 间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
JIAN Yongqi, WU Jiasen, SHENG Weixing, NIE Guohui, ZHENG Cheng, JIANG Peikun. Effects of thinning and stand types on litter stock and soil water-holding capacity[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
Citation: JIAN Yongqi, WU Jiasen, SHENG Weixing, NIE Guohui, ZHENG Cheng, JIANG Peikun. Effects of thinning and stand types on litter stock and soil water-holding capacity[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355

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间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
基金项目: 浙江省科学技术重点项目(2019C03121);浙江省水利厅项目(RB1916);浙江省公益林和国有林场管理总站项目(GYLZ-2019001)
详细信息

Effects of thinning and stand types on litter stock and soil water-holding capacity

  • 摘要:   目的  探讨间伐和林分类型对森林凋落物储量及土壤持水效能的影响,为提高不同林分类型水源涵养功能提供科学依据。  方法  以浙江省建德市3个小流域的间伐与未间伐杉木Cunninghamia lanceolata林和阔叶林为对象,野外采集凋落物与土壤(0~10、10~30、30~60 cm)样品,测定凋落物的储量、持水率和持水量以及土壤的容重、孔隙度和持水量。  结果  杉木林间伐较未间伐的凋落物储量降低了25.2%(P<0.05),而凋落物最大持水率和有效拦蓄率分别增加了24.4%和47.1%(P<0.05);间伐对阔叶林凋落物储量无显著影响,但凋落物最大持水量和有效拦蓄量分别比未间伐的增加了42.5%和42.2%(P<0.05);凋落物持水性能总体表现为间伐林分高于未间伐林分。间伐显著提高了杉木林10~60 cm土壤非毛管孔隙度和非毛管持水量(P<0.05);间伐显著增加了阔叶林30~60 cm土层土壤非毛管孔隙度(P<0.05)及0~10、30~60 cm土层土壤非毛管持水量(P<0.05);间伐杉木林各土层土壤最大持水量均显著高于间伐阔叶林(P<0.05),并且间伐杉木林0~60 cm土层土壤最大持水量(3 775.19 t·hm−2)高于其他林分。  结论  间伐显著提高了森林凋落物的持水能力和土壤的持水性能,其中间伐杉木林凋落物及土壤整体的水源涵养功能最强。图3表5参考24
  • 图  1  林分类型和间伐对森林凋落物储量的影响

    Figure  1  Effects of stand types and thinning on litter stocks of forests

    图  2  林分类型和间伐对森林凋落物持水量的影响

    Figure  2  Effects of stand types and thinning on water-holding quantity of forest litter

    图  3  不同处理林分0~60 cm土壤的非毛管持水量

    Figure  3  Non-capillary water-holding capacity of stand soils (0~60 cm) for different treatments

    表  1  不同处理杉木林和阔叶林样地基本情况

    Table  1.   Basic situation of C. lanceolata and broad-leaved forest plots in different treatments

    处理土壤类型坡度/(°)林龄/a密度/(株·hm-2)平均胸径/cm
    未间伐杉木林红壤30351 09514.9
    间伐杉木林 红壤3035 60021.7
    未间伐阔叶林红壤25302 50511.5
    间伐阔叶林 红壤25301 00515.5
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    表  2  林分类型和间伐对森林凋落物持水速率的影响

    Table  2.   Effects of stand types and thinning on water absorption rate of forest litters

    浸水时间持水速率/ (g·kg−1·h−1)
    间伐杉木林未间伐杉木林间伐阔叶林未间伐阔叶林
    0.254266.6±225.6 b3298.6±140.2 c7190.0±483.5 a7041.8±386.6 a
    0.50163.9±20.2 b438.5±55.5 a661.5±83.0 a156.2±15.3 b
    1.00113.9±8.3 b119.8±10.5 b375.7±35.8 a39.5±5.6 c
    2.00159.1±18.0 a79.5±14.9 b156.6±14.2 a79.7±15.8 b
    3.0076.3±14.6 b41.5±12.0 b94.7±11.2 ab158.1±17.5 a
    4.0053.4±6.3 b55.3±8.6 b21.3±5.1 c104.6±10.9 a
    5.0041.1±4.7 b29.9±10.6 b135.0±16.8 a41.0±9.0 b
    6.0027.3±3.5 a11.3±1.9 b23.1±2.6 a19.2±3.2 a
    8.0044.0±4.9 a43.5±12.1 a67.9±13.2 a60.8±11.8 a
    10.0012.8±3.8 b13.0±1.8 b62.7±15.8 a13.1±4.0 b
    12.004.0±0.6 c7.3±1.0 c111.0±13.4 a47.1±6.3 b
    24.0016.3±3.4 ab11.6±2.5 b24.0±4.0 a11.1±2.9 b
      说明:不同小写字母表示林分间的差异显著(P<0.05)
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    表  3  不同处理的凋落物持水量或持水速率与凋落物浸泡时间之间的回归方程与相关性

    Table  3.   Regression equation and correlation between water-holding capacity or water absorption rate of litter and immersion timefor different treatments

    处理凋落物持水量(y)与浸泡时间(t)的关系凋落物持水速率(y)与浸泡时间(t)的关系
    方程式相关系数方程式相关系数
    间伐杉木林 y=−1.607 5t2+85.37t+970.40.968 3**y=2 075.6 t−2.1290.864 9*
    未间伐杉木林y=−1.252 6t2+67.24t+794.40.973 7**y=2 170.3 t−2.2280.932 6*
    间伐阔叶林 y=2.374 6t2+89.98t+1 799.70.965 5**y=3 209.1 t−1.9330.779 8*
    未间伐阔叶林y=0.372 2t2+71.33t+1 657.30.980 6**y=1 635.1 t−1.8770.704 8*
      说明:* 表示0.05的显著水平,** 表示0.01的显著水平
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    表  4  不同林分类型凋落物的持水能力

    Table  4.   The waterholding capacity of litter of different types of forest stand

    处理自然含水率/%最大持水率/%最大持水量/(t·hm−2)最大拦蓄率/%有效拦蓄量/(t·hm−2)有效拦蓄率/%
    间伐杉木林 21.4±2.2 b183.9±29.3 c8.0±2.4 a162.5±40.4 c5.9±1.7 ab134.9±33.9 c
    未间伐杉木林33.9±0.8 a147.8±11.3 d8.4±1.3 a113.9±10.5 d5.4±0.9 ab91.7±8.8 d
    间伐阔叶林 19.8±0.7 b335.2±20.4 a8.2±0.5 a315.5±38.6 a6.4±0.5 a265.1±32.7 a
    未间伐阔叶林15.1±4.5 c259.7±11.3 b5.7±0.8 b244.6±10.9 b4.5±0.7 b205.6±9.4 b
      说明:不同小写字母表示林分间差异显著(P<0.05)
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    表  5  不同处理林分的土壤物理性质

    Table  5.   The soil property and waterholding quantity of different types of forest stand

    土层/cm处理土壤容重/
    (g·cm−3)
    总孔隙度/
    %
    毛管孔隙度/
    %
    非毛管孔
    隙度/%
    最大持水量/
    (t·hm−2)
    毛管持水量/
    (t·hm−2)
    非毛管持水量/
    (t·hm−2)
    0~10间伐杉木林 0.87±0.01 b67.3±0.7 a48.8±3.4 a18.5±2.8 ab672.7±6.9 a488.1±34.0 a184.7±28.3 ab
    未间伐杉木 1.03±0.04 ab62.9±1.4 ab45.7±1.8 a17.2±0.9 b628.8±14.4 ab457.2±17.7 a171.7±8.7 b
    间伐阔叶林 1.08±0.08 a59.3±0.6 b36.0±4.5 b23.3±2.7 a592.7±5.8 b359.7±45.0 b233.0±46.6 a
    未间伐阔叶林1.07±0.14 a59.7±5.5 b37.5±3.4 b22.2±2.1 ab597.0±54.5 b374.7±34.4 b222.3±21.1 ab
    10~30间伐杉木林 0.95±0.08 b64.0±3.2 a44.2±4.2 a19.8±1.3 a1 280.4±64.1 a884.8±84.6 a395.6±25.1 a
    未间伐杉木 1.08±0.07 ab60.3±2.8 ab47.0±4.8 a13.3±2.0 b1 205.2±56.0 ab939.7±95.6 a265.5±41.0 b
    间伐阔叶林 1.19±0.07 a55.1±2.5 c39.4±4.6 a15.7±2.9 ab1 102.2±50.3 c787.6±92.16 a314.6±57.7 ab
    未间伐阔叶 1.16±0.03 a56.4±0.9 bc42.4±3.1 a14.2±2.6 b1 128.3±18.1 bc847.0±62.2 a281.3±51.8 b
    30~60间伐杉木林 1.04±0.03 b60.7±0.9 a42.0±1.1 a19.3±0.8 a1 822.1±27.1 a1 244.7±33.8 a577.5±22.9 a
    未间伐杉木林1.10±0.11 ab59.6±4.4 ab44.3±3.6 a15.3±4.3 b1 787.4±132.1 ab1 328.2±107.1 a459.2±125.3 b
    间伐阔叶林 1.26±0.01 a52.4±0.4 c31.8±3.2 b20.6±3.3 a1 573.1±12.1 c954.6±95.2 b618.5±97.4 a
    未间伐阔叶林1.22±0.14 a53.9±5.2 bc40.0±4.5 a13.9±3.6 b1617.0±156.7 bc1 198.8±134.4 a418.2±108.8 b
      说明:不同小写字母表示林分间的差异显著(P<0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-28
  • 修回日期:  2020-12-02

间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
    基金项目:  浙江省科学技术重点项目(2019C03121);浙江省水利厅项目(RB1916);浙江省公益林和国有林场管理总站项目(GYLZ-2019001)
    作者简介:

    简永旗,从事农业资源利用研究。E-mail: jianyongqijack@163.com

    通信作者: 姜培坤,教授,从事农业资源与环境研究。E-mail: jiangpeikun@zafu.edu.cn
  • 中图分类号: S714.8

摘要:   目的  探讨间伐和林分类型对森林凋落物储量及土壤持水效能的影响,为提高不同林分类型水源涵养功能提供科学依据。  方法  以浙江省建德市3个小流域的间伐与未间伐杉木Cunninghamia lanceolata林和阔叶林为对象,野外采集凋落物与土壤(0~10、10~30、30~60 cm)样品,测定凋落物的储量、持水率和持水量以及土壤的容重、孔隙度和持水量。  结果  杉木林间伐较未间伐的凋落物储量降低了25.2%(P<0.05),而凋落物最大持水率和有效拦蓄率分别增加了24.4%和47.1%(P<0.05);间伐对阔叶林凋落物储量无显著影响,但凋落物最大持水量和有效拦蓄量分别比未间伐的增加了42.5%和42.2%(P<0.05);凋落物持水性能总体表现为间伐林分高于未间伐林分。间伐显著提高了杉木林10~60 cm土壤非毛管孔隙度和非毛管持水量(P<0.05);间伐显著增加了阔叶林30~60 cm土层土壤非毛管孔隙度(P<0.05)及0~10、30~60 cm土层土壤非毛管持水量(P<0.05);间伐杉木林各土层土壤最大持水量均显著高于间伐阔叶林(P<0.05),并且间伐杉木林0~60 cm土层土壤最大持水量(3 775.19 t·hm−2)高于其他林分。  结论  间伐显著提高了森林凋落物的持水能力和土壤的持水性能,其中间伐杉木林凋落物及土壤整体的水源涵养功能最强。图3表5参考24

English Abstract

简永旗, 吴家森, 盛卫星, 聂国辉, 郑城, 姜培坤. 间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
引用本文: 简永旗, 吴家森, 盛卫星, 聂国辉, 郑城, 姜培坤. 间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
JIAN Yongqi, WU Jiasen, SHENG Weixing, NIE Guohui, ZHENG Cheng, JIANG Peikun. Effects of thinning and stand types on litter stock and soil water-holding capacity[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
Citation: JIAN Yongqi, WU Jiasen, SHENG Weixing, NIE Guohui, ZHENG Cheng, JIANG Peikun. Effects of thinning and stand types on litter stock and soil water-holding capacity[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355

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