外來(lái)樹(shù)種火炬樹(shù)的水保效應(yīng)

外來(lái)樹(shù)種火炬樹(shù)的水保效應(yīng)

0生長(zhǎng)成巖調(diào)查研究火炬樹(shù)，原產(chǎn)于北美。中心分布區(qū)自加拿大東南部的魁北克省和安大略省,向南延伸至美國(guó)的印第安納州和艾奧華州以及喬治亞州,在北緯40°—47°之間。中國(guó)于1959年由中國(guó)科學(xué)院植物研究所引種,先后在北京、山東、山西、陜西、寧夏等20多個(gè)省試種,均表現(xiàn)良好。特別是20世紀(jì)末,全國(guó)興起實(shí)施退耕還林還草工程,火炬樹(shù)具有優(yōu)良的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性,耐干旱、貧瘠、鹽堿,繁殖能力強(qiáng),適應(yīng)環(huán)境性能強(qiáng),且其花形獨(dú)特,形如火炬,樹(shù)葉秋季由黃變紅,有較高觀賞價(jià)值而被廣泛種植。在退化生境的恢復(fù)、水土保持林、涵養(yǎng)水源林的營(yíng)建中,是優(yōu)良的防護(hù)樹(shù)種,同時(shí)也作為公路、城鎮(zhèn)等美化環(huán)境和風(fēng)景林樹(shù)種1材料和方法1.1北梁其5.5%apos調(diào)查研究地區(qū)選擇在河南省北部鶴壁市淇濱區(qū),地理坐標(biāo)為北緯35°36',東經(jīng)114°06',海拔280~320m。土壤為石灰?guī)r發(fā)育形成的山地褐土,土層10~30cm。1.2調(diào)查研究對(duì)象在廣泛踏查的基礎(chǔ)上,2009年6月5日—2009年8月10日,選擇6年生火炬樹(shù)林、11年生火炬樹(shù)林、12年生刺槐林、15年生側(cè)柏林和荊條灌叢5個(gè)群落為調(diào)查研究對(duì)象。這5個(gè)群落均在陽(yáng)坡,坡位、坡度基本一致。每個(gè)群落選擇3個(gè)臨時(shí)調(diào)查樣地,喬木群落樣地為10m×10m,荊條灌叢樣地為5m×5m,進(jìn)行常規(guī)調(diào)查,基本情況見(jiàn)表1。1.3測(cè)試方法1.3.1冠層截面積的測(cè)量1.3.2床層密度測(cè)定1.3.3土壤體積的測(cè)定和滲透性能1.3.4試驗(yàn)設(shè)備1.3.5統(tǒng)計(jì)分析2結(jié)果與分析2.1火炬樹(shù)群落間采用人工模擬法測(cè)得的不同群落最大可能冠層截留量列于表2。由表2可知,11年生火炬樹(shù)冠層總持水量最大,達(dá)1.0465mm,最小是荊條灌叢,為0.4623mm,依次為11年生火炬樹(shù)>15年生側(cè)柏>6年生火炬樹(shù)>12年生刺槐>荊條灌叢。11年生火炬樹(shù)群落和荊條灌叢、12年生刺槐達(dá)到了顯著性差異,其他群落間沒(méi)有顯著性異。影響林冠截留的因素很多,除了降雨量、降雨強(qiáng)度、風(fēng)速等外因外,樹(shù)種本身的內(nèi)因,如葉面積指數(shù)、枝葉形狀、葉片的吸水性等方面是影響冠層截留量的重要因素2.2不同群落的阿波羅體積枯落物持水量取決于群落內(nèi)枯落物積累量及枯落物的持水能力,這和群落樹(shù)種、結(jié)構(gòu)、枯落物分解狀況等密切相關(guān)2.3火炬樹(shù)群落組成土壤是群落水分貯蓄的主要場(chǎng)所,土壤水分貯蓄量和貯蓄方式主要受其物理性質(zhì)的影響由表4可知,不論是非毛管持水量還是總持水量,均是11年生火炬樹(shù)群落最高,其排序?yàn)?1年生火炬樹(shù)>15年生側(cè)柏>12年生刺槐>6年生火炬樹(shù)>荊條。林地土壤的滲透能力直接影響到林地水分的保蓄能力,由表4可知,不論是從穩(wěn)滲歷時(shí)還是從穩(wěn)滲速率來(lái)看,均是11年火炬樹(shù)最高,保蓄土壤的水能力最好,其下分別是15年側(cè)柏和12年刺槐,這2個(gè)指標(biāo)荊條灌叢略高于6年火炬樹(shù)。2.4火炬樹(shù)不同群落持水量和土壤非毛管貯水量為便于綜合比較不同群落的水保功能,將不同群落冠層最大可能截留量、枯落物層持水量和土壤非毛管貯水量列于表5。由表5可知,各群落總的持水能力為:11年生火炬樹(shù)>15年生側(cè)柏>12年生刺槐>6年生火炬樹(shù)>荊條。說(shuō)明火炬樹(shù)群落有著較高的保持水土能力,其在6年時(shí)水保持能力就已超過(guò)鄉(xiāng)土荊條灌叢。3不同群落類(lèi)型保蓄分規(guī)律(1)所觀測(cè)的5種群落樹(shù)冠最大可能截留量排序?yàn)?11年生火炬樹(shù)>15年生側(cè)柏>6年生火炬樹(shù)>12年生刺槐>荊條;4個(gè)樹(shù)種冠層截持率分別為:側(cè)柏35.81%、火炬樹(shù)32.40%、荊條26.53%、刺槐23.53%?；鹁鏄?shù)因葉質(zhì)厚,葉生物量大,有絨毛而且具有較高的截持率和較高的枝葉量,因而有較高的冠層截留能力,達(dá)到1.0465mm。與已有的一些研究成果相比,火炬樹(shù)的冠層最大可能截留量高于絕大多數(shù)灌木(2)各群落枯落物量以11年生火炬樹(shù)最高,達(dá)4496.8kg/hm(3)供試的5個(gè)群落中,以11年生火炬樹(shù)土壤穩(wěn)滲和穩(wěn)滲速率最高,依次為11年生火炬樹(shù)>15年生側(cè)柏>12年生刺槐>荊條>6年生火炬樹(shù);0~20cm非毛管貯水量也以11年火炬樹(shù)為最高,達(dá)25.02mm,其他依次為15年生側(cè)柏>12年生刺槐>6年生火炬樹(shù)>荊條?；鹁鏄?shù)枯落物量大,根系層密集,對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響優(yōu)于供試的其他樹(shù)種。因此,具有較高的保蓄水分的能力。(4)將群落的冠層截留量,枯落物層持水量和土壤層貯水3個(gè)層次綜合考慮,11年火炬樹(shù)群落為供試5個(gè)群落中保蓄水分最好的群落,其他依次為15年生側(cè)柏>12年生刺槐>6年生火炬樹(shù)>荊條。6年火炬樹(shù)群落已超過(guò)鄉(xiāng)土灌叢荊條的水土保持能力。因此,在太行山低山丘陵區(qū),火炬樹(shù)是營(yíng)造水土保持林的優(yōu)良樹(shù)種。采用人工模擬法,這樣測(cè)出的冠層截留量接近冠層一次降雨最大可能截留量,因此,又叫最大可能截留量在標(biāo)準(zhǔn)地中沿對(duì)角線4角和中心分別設(shè)1m×1m小樣方,測(cè)量枯落物層厚度,收集所有枯落物,去除雜物后稱(chēng)重,取樣烘干,推算枯落物含水率與干重,推算群落單位面積枯落物量。采用浸水法測(cè)定枯落物最大持水量,樣品浸水24h后稱(chēng)重,取3次重復(fù)平均值,推算最大持水率和持水量在各標(biāo)準(zhǔn)地典型地段,挖掘土壤剖面