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《北京林业大学》 2013年
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青海大通宝库河流域主要人工林水源涵养特性研究

曹广月  
【摘要】:宝库河属于北川河的二级支流,发源于大坂山,是青海著名的黑泉水库的主要水源供应河。黑泉水库在维持青海省省会城市——西宁市的经济发展和水源供应方面发挥着重要作用,其供水量占西宁市总供水量的60%,在西宁地区生态安全和水资源安全中处于非常重要的地位。因此,加强以水量调节、水质改善和防治土壤侵蚀为主要目的的水源涵养林建设已成为当务之急。本论文依托“十二五”科技攻关课题,对宝库河流域内五种不同树种配置的人工林下植被物种多样性、植冠层截留能力、林下枯落物水文效应及林下土壤层持水性能等方面进行了研究,并运用主成分分析法(PCA)对宝库河流域主要人工林树种水源涵养特性进行综合评价。本论文的研究目的主要是为青海大通地区水源涵养林建设提供科学依据,并将有助于明确该地区林业生态工程建设的发展方向。本研究主要得到以下结论: (1)研究区各不同林分类型人工林下灌木层物种丰富度指数按针阔混交林、阔叶林、针叶林的顺序依次降低,草本层物种丰富度指数也出现相同的变化趋势;在空间垂直层次上,多数类型人工林下草本层丰富度指数和多样性指数均高于灌木层,充分体现了宝库河流域现有人工林下植被以草本植物为主,灌木植物相对稀少的外貌特征,草本植物层在很大程度上决定了该地区林下植被物种的丰富程度。 (2)在空间垂直层次上,不同树种配置的各人工林群落截留量按乔木层、灌木层、草本层次依次递减。乔木层、灌木层、草本层截留量的平均值依次为7.50mm、2.09mm、1.42mm,分别占整个群落植冠层截留总量的68.1%、19.0%、12.9%;各林分类型的植冠层截留量均较当地优势农作物的植冠层截留量要高,但各不同树种配置的人工林其截留量又存在差异。青海云杉作为当地地带性顶极群落其植冠层截留量最高,云杉白桦混交林、落叶松纯林、云杉落叶松混交林、白桦纯林依次降低;在人工林群落植冠层分层截留、枯落物及土壤层消化吸收降雨的这—空间垂直序列中,植冠层截留量最低,平均仅2.20mm(1.26-2.66mm),但植冠层的主要作用更在于减少降水的侵蚀性危害,从而达到保持水土、涵养水源的作用。 (3)研究区五种不同林分类型的枯落物蓄积量在(30.2~73.2)t/hm2之间,枯落物最大持水量(平均值)在98.05~167.42t/hm2之间,针阔混交林的最大持水率好于阔叶林,阔叶林又好于针叶林;林下枯落物的持水量与浸水时间可以用公式W=aln(t)+b来拟合,枯落物吸水速率与浸泡时间可以用公式V=ktn来拟合,t为浸水时间。 (4)各林分类型的土壤容重总体差别不大,但均低于农田,说明林地可以提高土壤透气性,并改善土壤的持水能力。不同林分有效持水量变化范围在15.73~32.24t·hm-2之间。通过不同林分枯落物层和土壤层有效持水量的总和及其有效持水量和最大持水量的比值两项指标对比分析可知云杉白桦混交林、云杉落叶松混交林在水源涵养能力上最强,而云杉人工林涵养水源的能力最弱,需要进行林分结构的改善。 (5)各不同树种配置的人工林在涵养水源能力方面存在比较明显的差异,十五个样地综合评价值在(-1.328~1.575)之间。从不同林分类型来看,其总体情况按由大到小的排列顺序依次为云杉白桦混交林>云杉落叶松混交林>云杉纯林>华北落叶松纯林>白桦纯林。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S718.5

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