（生态学专业论文）重庆石灰岩地区四种典型群落的水源涵养效应研究.pdf

摘要 重庆石灰岩地区四种典型群落的 水源涵养效应研究 生态学专业硕士研究生刘欣 指导教师陶建平教授 摘要 重庆石灰岩地区土层浅薄，土壤容量少，贮水能力低，入渗系数大，加上该区地形以石 山坡地为主，人口压力大，陡坡垦殖比例大，降雨变异系数大，使得该区植被多发生逆向演 替。本文通过实地调查，选择该区四种典型群落进行研究。四种群落分别为：柏木群落 ( c 印脚淞丘”p 6 腑c o i l l n l 吼时) 、慈竹群落( 肌脚咖d 似肠m “s 咖z 如c o 衄n u n 时) 、棕榈群落 ( a 口c 垆口伊“s 力一6 甜，l 出c o m m l l i l i t ) r ) 、构树群落( b 加脚d 甩e 砌p 删mc o m m 帅时) 。通过 比较四种典型群落的林冠层、枯落物层、土壤层的水源涵养能力，为重庆石灰岩地区植被恢 复方式或恢复物种的选择提供理论依据。 本文研究内容包括：( 1 ) 通过植被调查，描述重庆石灰岩地区四种典型群落的特征。( 2 ) 通 过林冠层叶片储量调查及其持水实验，比较重庆石灰岩地区四种群落林冠层的滞水能力；通 过四种林下枯落物调查及其风干和持水实验，比较四种林下枯落物持水能力。将林冠层与枯 落物层综合比较四种群落地上部分持水能力。( 3 ) 通过土壤容重和持水量的研究，比较重庆石 灰岩地区四种群落土壤层的持水能力；通过土壤有盖、无盖实验，获得土壤最大水分渗透速 率和最大水分蒸发速率；通过四种群落土壤中根系生物量及形态指标测定，比较四种群落土 壤蓄水能力。 结果表明，该区群落外貌特征主要由草质、全缘、复叶、中型叶为主的高位芽植物所决 定。群落的外貌特征、垂直结构及盖度结构等都体现了该区仍处于亚热带次生演替前期，微 环境较为干旱。四种群落类型中，构树群落所处环境最为干旱。 四种群落林冠层单位面积总的最大持水量表现为：慈竹群落( 9 0 7 t l m l 2 ) 构树群落 ( 4 3 7 t h m - 2 ) 柏木群落( 3 3 7 t h m - 2 ) 棕榈群落( 2 9 7 t h m 。) ；四种林下枯落物的厚度为： 两南大学硕士论文 柏木群落( 6 1 2 c m ) 慈竹群落( 2 4 2 c m ) 构树群落( 1 8 2 c m ) 棕榈群落( 1 0 2 c m ) ( p 柏木群 落( 7 1 7 ) 构树群落( 5 5 3 ) 棕榈群落( 3 4 0 ) ；枯落物最大持水量为：慈竹群落 ( 3 0 4 5 t 1 l i 】一) 和柏木群落( 2 3 9 7 t h m 。2 ) 大于棕榈群落( 1 2 7 8 t m n - 2 ) ，构树群落( 1 1 4 0 t h m - 2 ) 最小。四种群落地上部分最大持水量为：慈竹群落大于柏木群落，以上两群落均大于棕榈群 落和构树群落。 通过土壤容重、持水量测定，比较四种群落o 一4 0 c m 土壤的最大持水能力。表现为：柏木 群落( 2 3 7 8t h m 呓) 最大，其他三者无显著差异；总孔隙、容纳重力水的大孔隙以及毛管 孔隙状况均以柏木群落最好，构树群落最差。通过土壤有盖、无盖实验，得到土壤最大水分 渗透速率在四种群落间无显著差异；水分蒸发速率以柏木群落最大，构树群落最小。根系生 物量及形态指标体现出构树群落的土壤蓄水能力最差。综合土壤容重和持水量、水分渗透速 率和蒸发速率以及根系生物量和形态指标，得到四种群落根系、土壤层的蓄水能力以构树群 落最差，柏木群落最好，慈竹群落和棕榈群落间无显著差异。 综合林冠层、枯落物层和土壤层三个层次，得到重庆石灰岩地区四种典型群落的水源涵 养能力。结果为：构树群落水源涵养能力为四者中最差。慈竹群落地上部分水源涵养能力最 强：柏木群落根系、土壤层的水源涵养能力最强。说明柏木或慈竹均可用于该区植被恢复， 并各有优势。 关键词：石灰岩地区林冠层枯落物层土壤层水源涵养 l i a b s t r a c t m u d v0 nw a t e rc 0 n s e r v l n ge i i l c l e n c v0 tt 0 u r 一 1jo n 一一 r e d r e s e n t a t l v ec 0 m m u n l t l e sl nl l m e s t o n e jj 一 j m o u n t a i na r e a si nc h o n g q i n g p o s t g r a d u a t e ： l i ux i n s u p e r v i s o r ： p r o f e s s o rt i a oj i a n p i n g a b s t r a c t t h el i i l l e s t o n ea r e 硒o fc h o n g q i l l gc t 脚孔t e r i 瑟d 硒m i i ls o i ll a y e r l a c ko fs o i lc a p a c i 吼l o w w a t e rs t o 斑g ec a p a c i 睇g r e a t 妞f i l t r a t i o nc o e 伍c i e n t t h et o p o 铲a p h 够b a s e dm a i n l yo ns l o p el a n d 锄d 1 eg r e a ts 仃e s so fp o p u l a t i o n ，l a r g ep r o p o n i o no fc u l t i v a t i o no ns t e 印s l o p e ，h i g l lc o e 伍c i e n t v a r i a t i o no fm i n f a l l ，m o s t l yh a p p e nr c s e n ，es u c c e s s i o n h 1n l es t u d y ，f o u rr 印r e s e n t a t i v ev e g e t a t i o i l s o nl i n l e s t o n em o u n t a i na r e 勰w e r ec h o s e nf o r s e a r c l l i i 坞，1 ef o l l rv e g e t a t i o l l sw e r e ：( 却船s 甜j 乃，l p 6 ，如c o m m 砌t ) r 、匆加d c 口肠m “5 够访括c o m m u i l i t ) ，、7 n c ，驴口伊埘声，f 6 “，l d ac o m m u i l i t y 觚d 曰r d “s s d ，z e 砌秽彬罾mc o m m u i l i 够b yc o m p 痂gn l ew a t e rc o n s e n r m ge 伍c i e n c yo fc 锄o p y l a y e r 、l i t t e rl a y e r 、s o i l l a y e r ，i ti st h ea i l l lo f l es t i l d yt oo 丘打廿l e o 巧f o rc h o o s i n gt l l ev e g e t a t i o n r e s t o 船t i o np a t t e n l so rs p e c i e sf 0 rv e g e t a t i o nr e s t o r a t i o no nl i i l l e s t o n ea r e 硒i nc h o n g q i i l g t h es t u d yi i l c l u d e d ：( 1 ) t h ec h 觚璩t e r sw e r ed e s c 曲e db ys u e y i n gf o u rt y p i c a lv e g e t a t i o i l so n l i r n e s t o n em o u n t a i na r e 硒( 2 ) b ys u c y i i l gl e a v e sa i l dw a t e rh o l d i n ge x p e 劬e n t so ft l l e mi nc a n o p y n l ew a t e rh o l d i n gc a p a c i t i e so fc a p o n yw e r ec o m p a r e d ；锄db ya i r - d 叮a i l dw a t e rh o l d i n g e x p e r i i i 嘲瞻a i l ds u r v e y i i l go fl m e r s ，t h ew a t e rh o l d i n gc a p a c i t i e so fl i t t e rw e r ec o 羽p a r c d t h e w a t e rh o l d i n gc 印a c i t i e so fo v e 瑁了o u n dp a n so ff o u rv e g e t a t i o n sw e r ec o m p a r e dw m l ei n t e g r a t e d m ec a l l o p yl a y 盯孤dt 1 1 el e n e r sl a y e l ( 3 ) b ys t u d 灿gt l l es o i lb u l kd e i l s 时a n dw a t e r h o l d 吨 c 印a c i t ) ，t 1 1 cm 醒i m lw a t e rh o l d i i l gc a p a c i t i e so fs o i li 1 1m ef o u rc o m m u m t i e sw e r eg a i l l e d ：b ym e l i d d e d 孤dn o tl i d d e de x p e 池n t s ，t l l ew a t e ro s m o s i ss p e e d 姐dw a t e re v a p l o m t i o ns p e e do f 廿l ef o u r c o 彻m 删t i e sw e r eg a m e d b ym e 硒u 血gi 1 1 d e x e sa b o u tm er o o tb i o r n 嬲s 锄dm o d a l i 劬t l l ew a t e r h o l d i n gc a p a c i t i e so ft l l ef - 0 l l rc o m m u l l i t i e sw e r ec o m p a r e d t h er e s u l ts h o w e dm a t l ec o m m u m 哆p h y s i o g n o m yw a sc h a r a c t e r i z e db yt l l ep h a n e r o p h y t e s w h i c hh a dh e i b a c e o i l sq u a l i 够、e n t i l em a r g i n 、c o m p o u n da i l dm e s o p l l y ul e a v e s t h o u 曲i t sv e r t i c a l s m j c t u r ea n dc o v e r a g es m l c t u r ei i l m c a t e dn l a tt l l e a r e 笛b e l o n g e dt 0s u b 臼叩i c a lz o n e ，m e i i l 西南大学硕士论文 m i c r o e n v i r o m e n to ft h i sa r e 髂w 舔al i n l ed r o u g h 吼s oi tw 勰a l s oi i l d i c a t e dt h a tm i sa r e ab e l o n g e d t op r e p h a s eo fs e c o n d a 哕s u c c e s s i o n b yc o m p 撕n gm ef 1 0 u rv e g e t a t i o n s ，i tw a u sg a i n e dm a tt h e c o n d i t i o no f 口删，归朋c o r r m m m t ) rw 弱t h ed r o u g h t e s t t h er e s u l ta l s os h o w e dm a tt 屺m a x i 眦1w a t e r - h o l d i n gc a p a c i t yi np e ra r e ao ff o u rd i 任e r e n t c a n 叩i e sp r e s e n t e d 豁= 咤厉刀捃c o m m u m t y b p q p 州角mc o 删i l i 哆 c 以力p 6 ，妇c o m m u n i t ) r z 力，f “疗p fc o m m u n i t y ；m et h i c k n e s so f l i t t e r su n d e r 廿l ef o u rc o 姗u 1 1 i t i e sp r e s e m e da sc 乃刀p 6r 】函 c o m m u n i t ) ， q 厉玎括c o m m u n i t y 且p 哆p ) ，嘎，苔mc o m m u n i 哆 z 弘，f l 饥e fc o m m u n i 够；m es t o r a g e o f1 i t t e r sp r e s e n t e d 鹊够厅西c o m m u n 时觚dc 丘甩e 6 廊c o 舢咖m t ) ，l a 唱e r l 孤z 加砌刀西 c o m m u n i t ya n db p q ，i 归mc o m m u n i t y ；础咖r a lw a t e r - h o i d i n gp e r c e n t a g eo fl i t t e r sp r e s e n t e d 舔 够跏括c o m m u n i t ) r c 甩e 6 ，西c o m r 肌m t ) ， 曰p 昭) ，叫居mc 咖u n i t y z 力，m ，l 西c o m m u n i t ) ，； t h em a ) ( i m lw a t e r - h 0 1 d i n gc a p a c 时o fl i 他r sp r e s e r l t e d 雒砑跏括c o 姗u n 时锄dc 丘甩幻，捃 c o m m u n i t ) rl a 瑶e rt i l a nz 加砌嚣以c o m m u n i 锣a 1 1 dl a r g e rt 1 1 a n 丑p 印y ，- 谚熘c o m i i l _ 咖t y t h e m a 】( i m a lw a t e r - h o l d i n gc a p a c 时o f0 v e 玛r o u n dp a r to ff o u rv e g e t a t i o n sp r e s e n t e d 懿砑锄括 c o m m u i l i t y c 乃一p 6 胁c o m m u n 时 z 力r m 刀dc o 肌n u i l i t y 锄db 脚州庙阳c o 姗u n i 劬 t h er e s u l t so fc a m p 撕n gt h ew a t e rh o l d i l l gc 印a c i t yo f0 _ 4 c ms o i lb ym e 弱谢n gt l l es o i lb u l k d e n s i t ya n dw a t e rh o l d i n gc a p a c i t y ，s h o 、e dm a tm em a x i m a lw a t e rh o l d i i l gc a p a c i t yo fs o i li 1 1m e f o u rc o m m l 】n i t i e sw e r e 乃，l p 6 廊c o m m u n i 劬也e r ew e r en os i 印i f i c a n td i 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m 锄c e k e yw o r d s ：l i m e s t o r 怆a r c 弱c a n o p y l i 仕e rl a y e r s o i l l a y e r w a t e rc o 璐e r v i n ge 伍c i e n c y i v 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加 了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同 仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者： 割依 签字日期：护孑年多月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：i j 饮 j 签字日期： 晒年多月彩日 锄鲐们 签字日期：年月 日 第1 章前言 第1 章前言 1 1 文献综述 1 1 1 石灰岩地区相关研究 石漠化是用来表征植被、土壤覆盖的喀斯特地区转变为岩石裸露的喀斯特景 观的过程【1 】。喀斯特石漠化代表了世界上一个独特湿润区石质荒漠化，即好的水 热条件下的荒漠化【2 训。自l cg r a n d1 9 7 3 年在美国科学杂志上发文指出了喀 斯特地区地面塌陷、森林退化、早涝灾害、原生环境中的水质等生态环境问题以 来【5 1 ，喀斯特环境问题就受到世界各国的普遍关注【6 一】。近1 0 年来，随着喀斯特 地区以石漠化为主要特征的生态环境退化日益严峻，国内外对喀斯特地区的研究 重点有了明显变化，从原来的侧重地貌过程和水文过程的研究转变到喀斯特生态 系统脆弱性和人类影响、喀斯特地区的环境退化、生态重建研刭8 。1 2 】。 喀斯特( k a r s t ) 地貌，是指可溶性盐类碳酸盐( 石灰岩、白云岩) ，在一定 的地质、气候和水文等条件下，通过地表水和地下水对这类碳酸盐岩石溶蚀和侵 蚀作用而产生的地表形态和地下形态的地貌类型。通常所说的石灰岩地貌即为喀 斯特地貌。全世界的石灰岩分布面积近2 2 0 0 万k m 2 ，约占陆地面积的1 5 ，中国 西南地区的喀斯特以其连续分布面积最大、发育类型最齐全、景观最秀丽和生态 环境最脆弱而著称于世，其碳酸盐类岩石出露面积4 1 0 5 万k m 2 ，是世界上最大 的岩溶连续带，且多位山地，占西南地区总面积的3 0 ，主要集中在滇、黔、桂 三省区。重庆市碳酸盐岩出露面积占幅员面积的3 8 9 【l3 1 。该区岩系风化速度慢， 成土过程缓慢，土层浅薄且分布不连续：山多坡陡的地表结构不利于水土资源的 保存；钙生性环境对植被生长的选择限制作用强；加上人口压力大，陡坡垦殖比 例大，导致该区植被发生逆向演替【1 4 5 1 。因此，该区生态环境不仅是保护问题， 而是生态恢复和重建的问题。 1 1 2 水源涵养效应研究 有效的植被恢复或生态重建的前提是对现存植被的水源涵养效应的科学评 价。以往研究主要从宏观和微观两方面对石灰岩地区水源涵养效应进行评价。宏 观评价即景观尺度【l6 。2 1 1 。大尺度的研究，提高了工作效率和成果的客观性：但也 往往由于尺度过大使结果与实际情况有所偏差。微观评价主要体现在土壤营养元 素及地表径流等方面，并取得一定进展。水分是石灰岩地区植被恢复的主要限制 卜几 田 1 1 2 1 林冠层的水源涵养效应研究 大气垂直降水落到森林表面，受到林冠截留，引起降水的第一次分配。林冠 截留的降水，一部分直接蒸发到大气中，另一部分浸润枝叶形成一层水膜，并逐 渐在叶缘形成水滴，当重力超过附着于叶面的表面张力时，即下落到林地；还有 一部分顺着枝条、树干流到林地，形成树干径流，或称树干截涮3 2 】。一般来说， 森林生态系统林冠截留降水占总降水量的1 0 4 0 。统计资料表明，我国主要森 林生态系统林冠截留量由东南沿海向西北内陆、由南向北逐渐递减，而林冠截留 率则与之相反，呈逐渐递增趋势【3 3 1 。 国内外学者对于林冠截流的研究可总结为两个方面：一是对林冠截流量进行 研究，包括定量测定以及由此获得数学模型【3 4 刁6 1 ，并在均匀林冠截流模型的基础 上得到了非均匀林冠截流模型【3 7 】；二是对林冠降雨特征进行研究，也就是林冠对 降雨的雨谱、雨滴动能等影响的研究【3 1 1 。得到了雨滴雨谱测定的色斑雨滴 率定公式。不同立地条件下径流量、侵蚀模数随雨强的增加而增加，并与降雨强 度呈指数函数或幂函数关系。其中对林冠截留降雨的定量测定方法主要有“雨量 筒法”和“简易吸水法【4 2 “3 】两种。“雨量筒法方法简便，所获结果准确可信， 但由于内因( 植被本身特点) 和外因( 降雨量、风速等) 共同作用，使测定结果 变幅较大；“简易吸水法 所获结果也较为准确，并可获得植被的最大滞水量，两 2 第1 章前言 者各有优缺点。两种方法均可获得林冠截留量。 1 1 2 2 枯落物层的水源涵养效应研究 林下枯落物是指覆盖在林地土壤表面的未分解、半分解植物凋落物，它是森林 植物地上各器官的枯死、脱落物总称一】。枯落物作为森林生态系统水源涵养的三 个层次之一，除截持降水外，更有吸收和阻延地表径流，抑制土壤蒸发，改善土 壤性质，增加降水入渗，防止土壤溅蚀，增强土壤抗冲能力等功能【4 5 1 。枯落物层 在水源涵养效应的三个层次之中最为重要。国内外学者也分别在枯落物的截留降 雨作用、拦沙效应、分解速率、化学性质等方面取得了一定成果【4 8 1 。油松林地 去除枯落物层后径流量比原状林增加5 8 倍，足见枯落物在森林水土保持中的重要 性 4 9 1 。一方面枯落物的截留降雨作用与降雨量有关【5 0 】；另一方面枯落物对降雨的 截留量大小取决于其蓄水容量( 即最大蓄水量) 【5 u 2 1 。而枯落物的蓄水容量与枯 落物的厚度、储量及性质有关【5 3 1 。枯落物阻延径流流出的时间与其厚度呈正相关 【5 4 】，枯落物的储量越大其蓄水能力越强【5 3 l 。以往对枯落物层水源涵养方面的研究 往往与土壤层的研究相联系。 1 1 2 3 根系、土壤层的水源涵养效应研究 降落到林地地面上的雨水，大部分直接从裂开的土壤孔隙渗入到土层中。由 于森林的存在，增加和保持了土壤的孔隙，从而增加和保持了土壤对降水的渗透 性能。因此即使是激烈骤雨，也不至于激速流出而是缓慢流出。土壤是林地水分 蓄持的主体。林地土壤多孔疏松，物理性质好，孔隙度高，具有较强的透水性。 林地土壤的水分蓄持能力与土壤的厚度和土壤的孔隙状况密切相关。其中，土壤 非毛管孔隙度是土壤重力水移动的主要通道，与土壤蓄水能力关系密切，不同林 地蓄水能力差异较大。有研究表明，喀斯特地区的土壤侵蚀作用既存在物理侵蚀还 伴随着化学侵蚀，某些流域的化学侵蚀速率达0 2 m m a - 1 ，超出平均水平的2 3 倍【5 5 】。 由于化学侵蚀的严重，相应地导致了氮、磷、钾等养分的大量流失【5 6 1 。因此，土 壤中营养元素的转移和流失成为研究的前沿和热点问题。以往已有研究涉及土壤 水分5 7 。5 9 j ；土壤理化性质、土壤肥力【6 0 ，6 1 1 ；土壤微生物、酶活性【6 2 】等。 强降雨之后，经常出现塌方、滑坡和泥石流等地质灾害。森林植被根系深广， 有很强的固土和阻挡作用，有森林、林带护持的山坡、沟谷、堤坝、地埂等很少 出现上述现象。由于森林的枯枝落叶层对土壤的改良( 避免雨滴直接击溅、增加有 机质等) 和林木根系对土壤结构的改良( 穿插切割、细根死亡、根系分泌物) 等， 林地表层和深层土壤的孔隙度，特别是非毛管孔隙度均较高，因此具有很强的蓄 水保水能力，其容蓄水的能力受土壤质地、厚度、结构和根系活动范围等因素的 西南大学硕士论文 影响，变化较大。根系的存在能够改良土壤的物理性质，增大土壤的孔隙度，从 而增强土壤的容蓄水能力【6 3 1 。 1 2 本论文的研究目的和内容 本文在实地调查的基础上，选择重庆北碚石灰岩地区的四种常见群落为研究 对象。四种群落的建群种分别为：柏木、慈竹、棕榈以及构树。柏木，乔木，小 枝细长下垂，生鳞叶的小枝扁，排成一平面，两面同形；为广布种，喜生于温暖 湿润的各种土壤地带，尤以在石灰岩山地钙质土上生长良好。慈竹，竿高5 1 0 m ， 叶片窄披针形，质薄，先端渐细尖，基部圆形或楔形，上表面无毛，下表面被细 柔毛；绝大多数为人工种植，常见于西南各省。棕榈，乔木状，耐干旱，叶片呈 3 4 圆形或近圆形，深裂成3 0 5 0 片具皱折的线状剑形；具有极高的观赏价值；分布 于长江以南各省区。构树，乔木，适应环境能力极强，既耐干旱瘠薄，又耐干冷 湿热气候；小树之叶常有明显分裂，表面粗糙，疏生糙毛，背面密被绒毛；生长 迅速，果、叶、皮和枝干都有很高的利用价值。以上四种群落中，柏木群落和慈 竹群落为人工恢复群落；构树群落和棕桐群落为自然恢复的产物。 本文旨在通过对四种群落类型的林冠层、枯落物层以及根系、土壤层三个层 次的水源涵养效应的比较，综合比较四种群落的水源涵养效应。从而为重庆石灰 岩地区的植被恢复工作中物种的选择提供理论依据。 1 3 拟解决的关键问题 1 ) 明确四种群落林冠层叶片的种类、数目、叶片性质( 单位质量叶片的最大滞水 量) ，以比较四种群落林冠层单位面积最大滞水量。 2 ) 明确四种群落林下枯落物的储量、厚度、性质( 单位质量枯落物最大持水量) ， 以比较四种枯落物单位面积最大持水量。 3 ) 明确四种群落土壤单位面积最大持水量、土壤渗透及蒸发速率的大小，以比较 四种林下土壤最大持水量及土壤结构。明确四种群落土壤中根系的生物量、形 态特征，以比较四种群落根系对土壤结构的改良作用。 4 ) 明确四种群落三个层次总的水源涵养效应，以为该区植被恢复物种选择提供依 据。 4 第1 章前言 参考文献： 【1 】袁道先中国岩溶学【m 】北京：地质出版社，1 9 9 3 2 】黄秋吴，蔡运龙，王秀春我国西南部喀斯特地区石漠化研究进展 j 】自然灾害学报， 2 0 0 7 ，1 6 ( 2 ) ：1 0 6 1 11 3 】李阳兵，高明，谢德体等重庆岩溶山地土地类型及其评价 j 】西南农业学报，2 0 0 4 ，1 7 ( 6 ) ： 7 5 0 7 5 4 4 】 y u a l ld a o x i a l l r d c kd e s e n i f i c a t i o ni i ln l es u b 缸0 p i c a lk a r s to fs o u mc h i m 【j 】 z e i t s c h r i r m 卜g e o m o 印h o l o g i e ，1 9 9 7 ，1 0 8 ：8 1 - 9 0 5 】喻廷中国石漠化分布现状与特点 j 】中南林业调查规划，2 0 0 3 ，2 2 ( 2 ) ：5 3 5 5 【6 】李阳兵，王世杰，容丽西南喀斯特山地石漠化及生态恢复研究展望 j 】生态学杂志， 2 0 0 4 ，2 3 ( 6 ) ：8 4 - 8 8 7 】l e ( 、删l dhe h y d r o l o 百c a la n de c o l o 百c a lp r o b l e m so f k a r s tr e 百o r 塔【j 】f 明c b1 9 7 3 ，1 7 9 ： 8 5 9 8 6 4 8 f 0 r ddc ，w i l l i a i t l spw 1 柏木群落 ( 3 3 7 t - h m - 2 ) 棕榈群落( 2 9 7 t h m - 2 ) ；四种林下枯落物的厚度为：柏木群落( 6 1 2 c m ) 慈竹群落( 2 4 2 c m ) 构树群落( 1 8 2 c m ) 棕榈群落( 1 0 2 c m ) ( p 柏木群落( 7 1 7 ) 构树群落 ( 5 5 3 ) 棕榈群落( 3 4 o ) ；枯落物最大持水量为：慈竹群落( 3 0 4 5 t h m _ 2 ) 和柏木群 落( 2 3 9 7 t h m 2 ) 大于棕榈群落( 1 2 7 8 t h m 2 ) ，构树群落( 1 1 4 0 t h m - 2 ) 最小。四种群落地上 部分最大持水量为：慈竹群落大于柏木群落，以上两群落大于棕榈群落和构树群落。 关键词：石灰岩地区林冠截流枯落物持水能力 c h a p t e r3s t u d yo nw a t e r h o l dc a p a c i 够o fo v e r g r o u n d p a r t0 ff 0 u rv e g e t a t i o n si nu m e s t o n em o u n t a i na r e a si n c h o n g q i n g a b s t r a c t ：n 们u 曲s u l 眦y 卸dw a t e rh o l d m ge x p e 血嘣惬o f1 e a v e si nc a j l 叩y ，c o m p a r e dt l l eh o l d c a p a c i t ) ，o fc a p o n y ；锄dt h r o u 曲a 小d 叫a 1 1 dw a t 盯h o l d i i l ge x p e r i m e 吣a n ds u e yo fl i 地r s ， c o i l l p a r e dm eh o l dc a p a c i t ) ，o fl i t t e r c o l l i g a t em et w op 耐st 0c o m p a r e w a t e rh o l d i n gc 印a c i t ) ro f o v e 玛r o u n dp a r to ff o u rv e g e t a t i o i l s t h e 他s u hs l l 0 、st l l a tt l l em 弧i 啪1w a t e r 1 l o l d i n gw e i g h to f l e a v e sp r e s e n t s 舔肫d j 加d c 口缸m 螂够咒西c o m n l u i l i t ) ， b ，d “船d 刀p 砌弘矽州膨阳c o 姗u n i 妙 c 却船删s 丘，z p 6 廊c o 砌吼时 行口c 砂肠c 口甲淞力砌刀dc o m m u n 埘；t i l e 廿l i c k n e s so f l i t t e r su n d e r m ef o u rc 伽m u m t i e sw 蠲c 丘刀p 6 ，i 括c o m m 嘶够 够，t 括c o m m u i l i t ) r b 啦州居m c o m i m “t y z 力，似以dc o m m u i l i t y ；t l l e s e r 、，e so fl i t t e 巧w e r e 咖括c o r r m m n i t ya n dc ”e 6 廊c o n l i l l u n 时1 a 唱e r l a l l7 = 加砌刀dc o 删t y 锄d 丑p 印州，备mc o 皿n u n i t y ；m t u m l w a t e r - h o l d i n gp e r c e n t a g eo fl i t t e rw 硒够甩西c o n m m r l i t ) r c 乃刀p 6 ，函c o m m 嘶t ) ， 口 p q p 州应阳c o m m u l l i t ) ， z 扣m 历百c o m m 嘶锣；l em a x i l l ：l a lw a t e r h o l d i n gw e i g h to fl i t t e rw 嬲 动锄妇c o 衄眦时a i l dc 乃以e 6 胁c o n 珊啪【i t yl 鹕e rm a nz 力，m 刀dc o 舢蚰n ya i l d1 a 唱e rm a i l 曰 p 够y 嘲f 叠mc o m m u i l i t y t h em a x i m a lw a t e r - h o l d i n gw e i g h to fo v e r 伊o l l n dp a r to ff o u rv e g e t a t i o l l s w 船咖2 括c o m 删l l l i t y c 以甩e 6 胁c o m 鲫m i t y z 力砌咒讲c o m m 吼时a n d 召p q ，和，口 c o 埘m u i l i 何 1 9 西南大学硕十论文 k a yw o r d s ：l i m e s t o n ea r e a sc a n o p yi i l t e r c 印t i o n l i t t e rw a t e rh o l d i n gc a p a c i t ) r 植被的水源涵养效应评价主要分为以下三个层次：林冠层、枯落物层以及土 壤层【1 1 。林冠层对降雨的截留作用引起降水的第一次分配 2 】，森林生态系统林冠 截留降水占总降水量的1 0 4 0 【3 】。叶片是林冠截流的重要器官。叶片的最大滞 水量由叶片表面是否有绒毛、叶片的质地( 纸质或革质等) 【4 】、单位质量叶片总 表面积等因素决定。“简易吸水法 能确定植冠层的最大截留量或饱和截留量，是 一种植物群落的截留理论值或最大潜力的测定方法【5 】。本文即通过简易吸水法测 定林冠截流的理论最大值。 林下枯落物是指覆盖在林地土壤表面的未分解、半分解植物凋落物，它是森林 植物地上各器官的枯死、脱落物总称【6 1 。枯落物作为森林生态系统水源涵养的三个 层次之一，除截持降水外，更有吸收和阻延地表径流、抑制土壤蒸发、改善土壤性 质、增加降水入渗、防止土壤溅蚀、增强土壤抗冲能力等功能【_ 7 1 。国内外学者也分 别在枯落物的截留降雨作用、拦沙效应、分解速率、化学性质等方面取得了一定成 果 8 j1 1 。油松林地去除枯落物层后径流量比原状林增加5 8 倍，足见枯落物在森林水 土保持中的重要性【1 2 1 。一方面枯落物的截留降雨作用与降雨量有判1 3 】；另一方面 枯落物对降雨的截留量大小取决于其蓄水容量( 即最大蓄水量) 【1 4 ”】。而枯落物的 蓄水容量与枯落物的厚度、储量及性质有关【16 1 。枯落物阻延径流流出的时间与其厚 度呈正相判1 7 】，枯落物的储量越大其蓄水能力越强【1 6 】。本文通过枯落物厚度、储 量、最大持水量获得枯落物层截流的理论最大值。 重庆石灰岩地区土壤渗漏性强，土壤浅薄，保水能力差，水分是限制石灰岩 地区植物生长的重要因素【1 8 】。选择一种适生植物以达到水源涵养的目的成为当务 之急。本章通过对四种群落类型林冠层、枯落物层持水能力的研究，比较四种群 落类型地上部分水源涵养能力，为进一步选择高水源涵养能力的植被恢复物