外来树种火炬树的水保效应

外来树种火炬树的水保效应

0生长成岩调查研究火炬树，原产于北美。中心分布区自加拿大东南部的魁北克省和安大略省,向南延伸至美国的印第安纳州和艾奥华州以及乔治亚州,在北纬40°—47°之间。中国于1959年由中国科学院植物研究所引种,先后在北京、山东、山西、陕西、宁夏等20多个省试种,均表现良好。特别是20世纪末,全国兴起实施退耕还林还草工程,火炬树具有优良的生物学和生态学特性,耐干旱、贫瘠、盐碱,繁殖能力强,适应环境性能强,且其花形独特,形如火炬,树叶秋季由黄变红,有较高观赏价值而被广泛种植。在退化生境的恢复、水土保持林、涵养水源林的营建中,是优良的防护树种,同时也作为公路、城镇等美化环境和风景林树种1材料和方法1.1北梁其5.5%apos调查研究地区选择在河南省北部鹤壁市淇滨区,地理坐标为北纬35°36',东经114°06',海拔280~320m。土壤为石灰岩发育形成的山地褐土,土层10~30cm。1.2调查研究对象在广泛踏查的基础上,2009年6月5日—2009年8月10日,选择6年生火炬树林、11年生火炬树林、12年生刺槐林、15年生侧柏林和荆条灌丛5个群落为调查研究对象。这5个群落均在阳坡,坡位、坡度基本一致。每个群落选择3个临时调查样地,乔木群落样地为10m×10m,荆条灌丛样地为5m×5m,进行常规调查,基本情况见表1。1.3测试方法1.3.1冠层截面积的测量1.3.2床层密度测定1.3.3土壤体积的测定和渗透性能1.3.4试验设备1.3.5统计分析2结果与分析2.1火炬树群落间采用人工模拟法测得的不同群落最大可能冠层截留量列于表2。由表2可知,11年生火炬树冠层总持水量最大,达1.0465mm,最小是荆条灌丛,为0.4623mm,依次为11年生火炬树>15年生侧柏>6年生火炬树>12年生刺槐>荆条灌丛。11年生火炬树群落和荆条灌丛、12年生刺槐达到了显著性差异,其他群落间没有显著性异。影响林冠截留的因素很多,除了降雨量、降雨强度、风速等外因外,树种本身的内因,如叶面积指数、枝叶形状、叶片的吸水性等方面是影响冠层截留量的重要因素2.2不同群落的阿波罗体积枯落物持水量取决于群落内枯落物积累量及枯落物的持水能力,这和群落树种、结构、枯落物分解状况等密切相关2.3火炬树群落组成土壤是群落水分贮蓄的主要场所,土壤水分贮蓄量和贮蓄方式主要受其物理性质的影响由表4可知,不论是非毛管持水量还是总持水量,均是11年生火炬树群落最高,其排序为11年生火炬树>15年生侧柏>12年生刺槐>6年生火炬树>荆条。林地土壤的渗透能力直接影响到林地水分的保蓄能力,由表4可知,不论是从稳渗历时还是从稳渗速率来看,均是11年火炬树最高,保蓄土壤的水能力最好,其下分别是15年侧柏和12年刺槐,这2个指标荆条灌丛略高于6年火炬树。2.4火炬树不同群落持水量和土壤非毛管贮水量为便于综合比较不同群落的水保功能,将不同群落冠层最大可能截留量、枯落物层持水量和土壤非毛管贮水量列于表5。由表5可知,各群落总的持水能力为:11年生火炬树>15年生侧柏>12年生刺槐>6年生火炬树>荆条。说明火炬树群落有着较高的保持水土能力,其在6年时水保持能力就已超过乡土荆条灌丛。3不同群落类型保蓄分规律(1)所观测的5种群落树冠最大可能截留量排序为:11年生火炬树>15年生侧柏>6年生火炬树>12年生刺槐>荆条;4个树种冠层截持率分别为:侧柏35.81%、火炬树32.40%、荆条26.53%、刺槐23.53%。火炬树因叶质厚,叶生物量大,有绒毛而且具有较高的截持率和较高的枝叶量,因而有较高的冠层截留能力,达到1.0465mm。与已有的一些研究成果相比,火炬树的冠层最大可能截留量高于绝大多数灌木(2)各群落枯落物量以11年生火炬树最高,达4496.8kg/hm(3)供试的5个群落中,以11年生火炬树土壤稳渗和稳渗速率最高,依次为11年生火炬树>15年生侧柏>12年生刺槐>荆条>6年生火炬树;0~20cm非毛管贮水量也以11年火炬树为最高,达25.02mm,其他依次为15年生侧柏>12年生刺槐>6年生火炬树>荆条。火炬树枯落物量大,根系层密集,对土壤物理性质的影响优于供试的其他树种。因此,具有较高的保蓄水分的能力。(4)将群落的冠层截留量,枯落物层持水量和土壤层贮水3个层次综合考虑,11年火炬树群落为供试5个群落中保蓄水分最好的群落,其他依次为15年生侧柏>12年生刺槐>6年生火炬树>荆条。6年火炬树群落已超过乡土灌丛荆条的水土保持能力。因此,在太行山低山丘陵区,火炬树是营造水土保持林的优良树种。采用人工模拟法,这样测出的冠层截留量接近冠层一次降雨最大可能截留量,因此,又叫最大可能截留量在标准地中沿对角线4角和中心分别设1m×1m小样方,测量枯落物层厚度,收集所有枯落物,去除杂物后称重,取样烘干,推算枯落物含水率与干重,推算群落单位面积枯落物量。采用浸水法测定枯落物最大持水量,样品浸水24h后称重,取3次重复平均值,推算最大持水率和持水量在各标准地典型地段,挖掘土壤剖面