重庆石灰岩地区四种典型群落的水源涵养效应研究

【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(Cupressus funebris community)、慈竹群落(Neosinocalamus affinis community)、棕榈群落(Trachycarpus foribunda community)、构树群落(Broussonetia papyrifera community)。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(9.07t·hm~(-2))＞构树群落(4.37t·hm~(-2))＞柏木群落(3.37t·hm(-2))＞棕榈群落(2.97t·hm~(-2));四种林下枯落物的厚度为:柏木群落(6.12cm)＞慈竹群落(2.42cm)＞构树群落(1.82cm)＞棕榈群落(1.02cm)(p＜0.05):枯落物的储量为慈竹群落(13.07t·hm~(-2))和柏木群落(11.73t·hm~(-2))大于棕榈群落(5.63t·hm~(-2))和构树群落(3.65t·hm~(-2));枯落物自然含水量为:慈竹群落(72.60%)＞柏木群落(71.7%)＞构树群落(55.3%)＞棕榈群落(34.0%);枯落物最大持水量为:慈竹群落(30.45t·hm~(-2))和柏木群落(23.97t·hm~(-2))大于棕榈群落(12.78t·hm~(-2)),构树群落(11.40t·hm~(-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0-40cm土壤的最大持水能力。表现为:柏木群落(2378 t·hm~(-2))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。