樱花林

浙江四明山区樱花种植对土壤及枯落物

持水能力的影响1

摘要：本文以浙江省宁波四明山镇同一区域的黄山松林、毛竹林、马褂木

林和樱花林为对象，研究不同森林枯落物层和土壤层的持水性能。结果表明:樱

花种苗的生产明显降低了枯落物的持水能力和表层土壤的持水效能，其水源涵养

功能显著下降。

关键词：樱花；枯落物；土壤；持水量；四明山

水源涵养是森林生态系统重要的生态服务功能之一[1]，森林枯落物层与土壤

层的持水性能决定着森林涵养水源能力的高低[2]。森林枯落物蓄积量、土壤孔隙

度、持水性能等水源涵养指标随着树种、林龄、密度及经营措施的不同而具有显

著差异[3]。浙江省主要森林枯落物有效拦蓄量大小排序为针阔混交林>杉木林>阔

叶林>马尾松林>毛竹林[4]。

四明山区域是宁波的水源发源地，上世纪90年代，四明山区域大力发展苗

木产业，黄山松、阔叶林等被改种樱花、红枫等苗木，种植面积最多时达11.4

万亩[5]。2013年开始，四明山区域针对苗木的过度发展，开始了“退苗还林”、

“自然封育”等生态修复工程。目前，有关该区域花木种植后枯落物和土壤持水

功能的研究未见报道。本文通过相邻样地比较法，采样分析了毛竹林、黄山松林、

马褂木林和樱花林的枯落物储量、持水性能和土壤水文性质，以期为评价四明山

区不同森林的水源涵养功能提供依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

四明山区域属于中亚热带季风气候区，年平均温度13℃，最高和最低气温分

别为32℃和-15℃，无霜期203d。年平均降水量2000mm，年平均相对湿度

83%[6]。

1.2试验设计

2020年5月，选择四明山镇相邻区域的樱花林、黄山松林、毛竹林和马褂木

林，设置不同样地各3个，共计12个，样地面积为20m×20m[7]。对样地进行

每木检测，测定胸径、树高、冠幅、郁闭度等，不同样地基本情况见表1。马褂

木和黄山松林属于天然封育状态；毛竹林处于半自然状态，每年春季挖笋；樱花

林处于强度经营状态，每年除草、施肥，樱花4~5a时，苗木带土球出售后补植

小苗。

表1不同森林样地基本情况

森

林类型

林

龄

/(

a)

平均

胸径

/(cm)

平均

树高

/(m)

冠幅/

(m2）

密度

/(株

hm-2)

郁

闭度

/(%

)

毛

竹林

30

9.5±

0.5

12.0

±1.0

4.0±

0.6

4833

±586

95.

0

马

褂木

30

23.6

±2.9

15.0

±2.5

12.0

±2.0

800±

100

90.

0

黄

30

23.210.512.0833±90.

山松林±4.6±2.0±2.51530

樱

花

30

6.5±

3.1

5.0±

2.0

4.0±

0.8

2900

±458

80.

0

1.3样品采集与分析

在样地的4个角和中心位置共布设5块1ｍ×1ｍ小样方，收集样方内全部凋

落物，准确称重后，分取部分样品，带回实验室在85℃烘箱中烘干至恒重，计算

自然含水率、凋落物储量。采用室内浸泡法测定凋落物持水特性[8]。

在样地内的中心位置，挖取1个土壤剖面，按照0~20cm土壤深度用200cm3

环刀取样，在实验室测定土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、最

大持水量、毛管持水量和非毛管持水量[7]。

1.4数据处理

采用单因素方差分析，利用LSD法进行多重比较和差异显著性分析

（P<0.05）。

2结果与分析

2.1不同森林枯落物储量及持水性能

2.1.1枯落物储量

樱花林枯落物储量仅为1.64thm-2，显著低于马褂木林（3.88thm-2）与

毛竹林（10.53thm-2）和黄山松林（13.26thm-2）（P<0.05）（图1）。

注：不同字母表示不同森林间存在显著性差异（P<0.05）。

图1不同森林枯落物储量

2.1.2枯落物持水过程

随着浸水时间的延长，森林枯落物持水量增加均表现为“快-缓慢-稳定”的

规律（图2）。浸泡0.5h后，毛竹林和黄山松林的枯落物持水量显著高于马褂木

林和樱花林（P<0.05）。森林枯落物持水速率0.25h内为最大，0.25~2h的吸水

速率急剧下降，2h后吸水速率基本稳定，在浸水4h后枯落物吸水速率曲线基本

重叠，达饱和状态（图3）。

图2不同森林枯落物持水量的变化

图3不同森林枯落物吸水速率的变化

2.1.3枯落物持水能力

从表3可知，毛竹林枯落物最大持水率（251.4%）显著高于黄山松林

（156.3%）(P<0.05)，与其他3种森林没有显著居差异。枯落物最大持水量和有

效拦蓄量均表现为毛竹林>黄山松林>马褂木林>樱花林，不同森林间的差异均达

到显著性水平(P<0.05)。

表3不同森林枯落物的持水能力

森

林类型

自然含水率

(%)

最大持水率

(%)

最大持水量

(thm-2)

有效拦蓄量

(thm-2)

毛

竹林

17.3±1.9a

251.4±31.

1a

26.5±2.8a20.7±2.4a

马

褂木

17.5±2.1a

191.7±23.

2ab

7.4±0.9c5.6±0.9c

黄

山松林

19.2±2.5a

156.3±18.

5b

20.7±2.4b15.1±1.8b

樱

花林

16.5±2.3a

185.3±20.

9ab

3.0±0.5d2.3±2.7d

注：不同字母表示不同森林间存在显著性差异（P<0.05）。

3.2不同森林土壤物理性质及土壤持水性能

3.2.1土壤物理性质

土壤容重介于0.8~1.0g•cm-3，土壤总孔隙度和毛管孔隙度分别

43.7%~49.9%，43.7%~49.9%，不同森林间没有显著性差异（P>0.05）（见表4）。

土壤非毛管孔隙度大小表现为毛竹林>黄山松林>马褂木林>樱花林。

3.2.2土壤持水性能

土壤最大持水量和非毛管持水量分别为1198.1~1242.2，874.4~998.3t•hm-2，

不同森林间没有显著性差异（P>0.05）；毛竹林土壤非毛管持水量最高为334.0

t•hm-2。

表4不同森林土壤物理性质与持水量

森

林

类

型

土壤

容重

(g•cm-3)

总孔隙

度

(%)

毛管孔

隙度

(%)

非毛管

孔隙度(%)

量大持水量

(t•hm-2)

毛管持水

量(t•hm-2)

毛

竹

林

1.0±

0.2a

59.9±

6.5a

43.7±

4.6a

16.7±1

.5a

1198.1±13

0.2a

874.4±92

.3a

马

褂

木

0.8±

0.1a

60.3±

5.9a

47.1±

4.5a

13.2±1

.3b

1206.4±11

8.7a

942.7±90

.6a

黄

山

松

林

1.0±

0.2a

62.1±

6.7a

48.0±

4.9a

14.4±1

.4ab

1242.2±13

4.1a

960.2±98

.1a

樱

花

林

0.9±

0.1a

61.5±

6.3a

49.9±

5.2a

11.1±1

.2b

1230.0±12

6.4a

998.4±10

4.9a

注：同一列中不同字母表示不同森林间存在显著性差异（P<0.05）。

3讨论与结论

森林枯落物是森林涵养水源的主要作用层之一，土壤非毛管孔隙和非毛管持

水量的大小直接反映森林土壤涵养水源的生态功能[8]。本研究表明，强度经营樱

花林的枯落物储量、持水量、最大持水量、有效拦蓄量以及土壤非毛管孔隙和非

毛管持水量显著低于其他3种人工林（P<0.05）。四明山区域樱花叶量少、落叶

早，定期施用除草剂，林下单调；苗木达一定规格后，带土球起苗出售，土壤扰

动大，表土裸露。研究表明樱花林各项指标均较差，枯落物有效拦蓄量远低于浙

江省其它森林。四明山区域目前的樱花种植模式不利于该区域的水源涵养功能。

参考文献

[1]周佳雯，高吉喜，高志球，杨伟超.森林生态系统水源涵养服务功能解

析[J].生态学报,2018,38(05):1679-1686.

[2]潘春翔,李裕元,彭亿,等.湖南乌云界自然保护区典型生态系统的土

壤持水性能[J].生态学报,2012,32(2):538-547.

[3]赵禹宁,陆莹,王晓静,等.森林枯落物水文效应研究进展与趋势[J].

中国林副特产,2021(01):113-114,116.

[4]孙欧文,蔡建国,吴家森,等.浙江省典型森林类型枯落物及林下土壤

水文特性[J].水土保持研究,2019,26(1):118-123.

[5]张立均.四明山区苗木产业控制性发展与环境保护策略[J].三江论坛,

2016(9):14-16.

[6]李东宾,何立平,李修鹏,等.四明山区域野生杜鹃资源现状与保护对

策[J].中国野生植物资源,2021,40(1):77-81.

[7]蒋仲龙,叶柳欣,刘军,等.封育年限对毛竹林凋落物和土壤持水效能

的影响[J].浙江农林大学学报,2020,37(05):860-866.

[8]王东丽,郝可欣,梁潇洒,等.干扰对固沙樟子松林凋落物特征及持水

性的影响[J].浙江农林大学学报,2019,36(6):1125-1133．

［作者简介］

李东宾（1987-），男，工程师，从事森林资源与生态研究，

Email:****************；

通讯作者：罗国安（1984-），男，工程师，从事林业科技推广，Email:

****************。

基金项目：宁波市科学技术局公益类科技计划项目（2019C10027）

1收稿日期：接受日期：

基金项目：宁波市科学技术局公益类科技计划项目（2019C10027）。

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