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《中国林业科学研究院》 2011年
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海南尖峰岭热带雨林凋落物和土壤水文特性研究

燕东  
【摘要】:凋落物层和土壤层作为森林生态系统的重要层次,具有调节径流、保持水土、涵养水源等重要的生态功能。尖峰岭热带森林作为我国典型的热带雨林生态系统之一,因地处热带,台风、暴雨频发,其凋落物和土壤对防止水土流失和涵养水源尤其重要。本文以尖峰岭161个公里网格样地和3种林分固定样地为基础,采用野外定位监测和室内模拟实验相结合的方法,对不同类型森林凋落物和土壤的生态水文特性进行了研究,以期为尖峰岭林区乃至其他热带地区森林水量平衡研究、水文生态效益评价提供一定参考。 所得主要结论如下: (1)热带雨林凋落物水文特性 公里网格样地研究结果表明,尖峰岭热带雨林的凋落物储量为3.23-12.76 t/hm~2,平均6.46 t/hm~2。最大持水量为5.32-19.23 t/hm~2,平均10.40 t/hm~2。原始林、径级择伐后天然更新次生林(简称“径级择伐林”)和皆伐后天然更新次生林(简称“皆伐林”)的凋落物最大持水率大小依次为皆伐林(169.2%)径级择伐林(168.0%)原始林(155.6%),不同森林类型间最大持水率差异显著(p0.05)。 3种林分固定样地监测结果表明,尖峰岭山地雨林原始林、山地雨林次生林和低地雨林原始林的凋落物储量年平均值分别为5.89、6.13和5.23 t/hm~2,3个固定样地凋落物储量月际间差异不大,但受台风影响的个别月份产生的“非正常凋落物”的储量值较大。凋落物自然含水率和有效拦蓄量的雨季旱季差别明显,山地雨林原始林、山地雨林次生林和低地雨林原始林旱季的凋落物自然含水率分别为78.8%、68.0%和38.9%,而雨季的凋落物自然含水率却高达113.6%、107.0%和102.5%。3种林分固定样地旱季凋落物有效拦蓄量变化范围是2.86-4.62 t/hm~2,雨季有效拦蓄量变化范围是1.26-2.81 t/hm~2。浸水试验结果表明,不同森林类型凋落物持水量和凋落物持水率随着浸泡时间的增加符合W= a ln t+ b模型而变化,凋落物吸水速率随着浸泡时间的增加依W= a t-b模型下降。所得回归方程的决定系数R2均在0.96以上,拟合效果良好。 (2)热带雨林土壤水文特性 公里网格样地研究结果表明,尖峰岭热带雨林表层30 cm土层土壤容重变化范围是0.74-1.67 g/cm~3,总孔隙度变化范围是33.6-61.6%。土壤最大储水深变化范围100.2-184.8 mm,土壤有效储水深变化范围8.3-64.0 mm。 3种林分固定样地研究结果表明,山地雨林原始林、山地雨林次生林和低地雨林原始林1 m土层土壤容重加权平均的变化范围是1.31-1.55 g/cm~3,总孔隙度在36.8%-47.4%之间。3个固定样地1 m土层土壤最大储水深的范围是365.9-473.9 mm,各类型森林的最大储水能力与土壤物理性质密切相关。 根据对土壤水分动态变化的连续监测,结果表明,山地雨林原始林和次生林土壤水分动态变化均表现为双峰趋势,低地雨林原始林土壤水分动态表现为单峰趋势。各林分土壤含水量均表现为10月最高,3月最低。旱季、雨季土壤含水量差别明显。山地雨林原始林和次生林土壤水分监测数据表明:雨季,土壤含水量与降雨和空气湿度间存在极显著的正相关关系,与空气温度和净辐射间存在极显著的负相关关系;旱季,土壤含水量与空气温度、空气湿度、水汽压和风速等有一定的相关性,但具体情况比较复杂。 拟合了山地雨林原始林、次生林土壤水分和7个气象因子的多元线性回归方程,拟合效果均表现为雨季优于旱季。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S714

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