長白山典型森林集水區(qū)的水文功能研究.pdf

1、水循環(huán)是森林生態(tài)系統(tǒng)重要的生態(tài)功能之一。本文通過選取長白山地區(qū)原始闊葉紅松林遭受破壞后形成的典型次生林集水區(qū)—紅松闊葉混交林過伐林、白樺林、山楊林、雜木林、白樺-落葉松沼澤林、人工落葉松林為研究對象，采取野外調(diào)查的方法結(jié)合已有的研究結(jié)果，從水循環(huán)的各組分出發(fā)，在生態(tài)系統(tǒng)水平和景觀水平上進(jìn)行了水分平衡方面的定量研究，旨在為森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營管理提供科學(xué)依據(jù)。獲得如下結(jié)論： 森林集水區(qū)不同群落生長季節(jié)內(nèi)的林冠截留、林內(nèi)雨、樹干莖流不

2、同。六種群落的林冠截留量與降雨量呈對數(shù)關(guān)系，林冠截留率與林外降雨量呈負(fù)冪指數(shù)關(guān)系。在林冠截流方面，人工落葉松林要好于天然次生林和闊葉紅松林。林內(nèi)雨與降雨量呈顯著的線性關(guān)系。生長季節(jié)內(nèi)，每種群落產(chǎn)生林內(nèi)雨的臨界林外降雨量為1.76-3.38mm。天然次生林的總林內(nèi)雨量和平均穿透率均高于人工落葉松林。樹干莖流量與降雨量呈顯著的線性關(guān)系。在總干流量和平均干流率方面各群落之間差別不大，且總量不多，約占降雨量的2％-4％。 不同群落枯枝落

3、葉層截留量與降雨量呈S型曲線的變化趨勢。在林外降雨量達(dá)21.5mm，六種群落枯枝落葉層的截留量穩(wěn)定，為2.46-3.58mm。 不同群落的蒸騰耗水量不同。在總蒸騰耗水量方面，以山楊林、雜木林、白樺-落葉松沼澤林較高，為162.6-165.9mm，過伐林、白樺林和人工落葉松林較小，為150-153.2mm。 不同群落的土壤層徑流量與降雨量呈線性關(guān)系，四種次生群落土壤徑流總量為135.58mm-160.48mm。綜合來看人工

4、落葉松林的徑流量(123.13mm)小于天然次生林。 森林集水區(qū)不同群落生長季節(jié)內(nèi)調(diào)節(jié)降雨的能力不同。六種群落自然狀態(tài)的調(diào)水能力分別是362.54mm、426.72mm、418.83mm、425.47mm、659.15mm、479.65mm，飽和狀態(tài)分別是498.8mm、552.7mm、549.7mm、562.3mm、702.1mm、597.5mm。 森林集水區(qū)土壤融化期和生長季節(jié)的河川徑流過程明顯不同。集水區(qū)的土壤自4

5、月13日開始融化，土壤融化期為17天：過伐林、白樺林完成過程約需17天，雜木林、山楊林和人工落葉松林僅需7天。河流徑流總量為1156896m3，前7天占64.90％。生長季節(jié)內(nèi)河川徑流總量為129.67mm，7月份占48.5％。土壤融化期和生長季節(jié)內(nèi)河川徑流的總量為2453590m3，其中土壤融化期過程對河川徑流的補給占47.15％，生長季節(jié)占52.85％。 森林集水區(qū)的貯水潛力大，表現(xiàn)出一定的水生態(tài)格局。夏初季節(jié)枯枝落葉層和土

6、壤的貯水潛力大：自然含水率和飽和含水率方面，不同群落的枯枝落葉層分別為38.80％-48.50％和200.13％-269.36％；土壤A、AB、B層分別為110％-181％、43％-58％、30％-46％和202-253％、84-97％、40-70％。夏初季節(jié)枯落物層和土壤層總的自然貯水量為163.18mm(占降雨量的38.77％)，以白樺-落葉松沼澤林最高(38.08％)，人工落葉松林最低(8.69％)，其它群落居中(10.16％-1

7、6.86％)。枯落物層和土壤層總的飽和貯水量為279.57mm(占降雨量的66.42％)，以白樺-落葉松沼澤林林最高(24.5％)，人工落葉松林最低(9.52％)，其它群落居中(14.7％-19.94％)。 森林集水區(qū)水量平衡各組分的作用不同，表現(xiàn)出一定的季節(jié)變化趨勢。森林集水區(qū)林冠水量平衡中起主要作用的是林內(nèi)雨和林冠截留：林內(nèi)雨量約占同期降雨量的68.92％，林冠截留量為27.73％，樹干莖流量為3.35％。集水區(qū)水量平衡中的