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山东泰安黄前水库流域主要植被类型的水文特征研究

李德生  
【摘要】: 本文运用水量平衡原理和森林拦蓄降雨极限容量原理,针对山东泰安黄前水库流域主要植被类型的林冠层、林下灌木和草本植物、地表的枯落物层以及土壤层对降雨的截留、吸附和储存等进行了观测研究,为今后库区流域的植被恢复和改造以及经营管理提供了依据。研究结果表明: (1)林冠截留量针叶林大于阔叶林、硬阔叶林大于软阔叶林、混交林高于纯林。估算林冠的最大截留量为油松林15 mm,板栗林13 tmm,刺槐林11 mm,柿树林1lmm。同龄林随林分密度的增大,其林冠截留量增大、林内降雨量减少、树干茎流量增大。研究区林冠截留量(Y)和冠层水容量(X)之间的相关关系紧密:Y=-0.6893X+19.329(r=0.9309),林冠截留量明显大于冠层水容量。在46.5 mm/6.6 h的降雨条件下,估算林冠层的蒸散量为4.5~6 mm,占总降雨量的9.68%~12.90%。 经济林中樱桃林的林冠截留量最大(18.6 mm),杏树、枣树、柿树和板栗林差异不明显(13.5~14.9mm)。 (2)林下灌木和草本植物可截持自身重量50%~70%的降水,而地表的枯落物可截持本身重量1.1~3.9倍的降水。林下植被和枯落物的截持量随降雨量和降雨持续时间的增加而增加。地表枯落物的截持率表现出阔叶林大于针叶林。地表枯落物最大持水量(Y)与枯落物载量(X)之间的相关关系为:Y=0.0675X+0.6721(r=0.8683)。 枯落物与土壤侵蚀量的关系密切,枯落物层厚度越大,土壤侵蚀量就越小。去掉地表未分解枯落物层将导致土壤侵蚀量增大339~861 t/km2·a。 (3)林地土壤土壤容重越小,总孔隙度和非毛管孔隙度就越大。土壤层次越深,其容重越大、总孔隙度和非毛管孔隙度越小。林地土壤最大持水量可达1500 t/hm2,一般的降雨量土壤都可以完全吸收,不形成地表径流。降雨后土壤水分变化趋势表现为:刺槐林土壤含水量变化幅度最大,柿树林、板栗林和油松林居中,黄荆灌丛较小。经济林的土壤物理性状和持水状况介于森林和灌丛之间。 (4)地表径流量和土壤侵蚀量均以刺槐林最小(46.5 mm/6.6 h降雨条件下,仅为0.15 mm和0.33 t/km2),柿树林、板栗林和油松林居中,黄荆灌丛最大(46.5 mm/6.6 h降雨条件下,达10.58 mm和83.56 t/km2)。反映其涵养水源保持水土作用为:刺槐林柿树林板栗林油松林黄荆灌丛。在相同降雨量情况下的地下径流量表现为:阳坡刺槐林(46.5 mm/6.6 h降雨条件下,为0.6685 mm)阳坡油松林阴坡油松林(0.2870 mm)。刺槐林的地表径流水在径流的过程中被土壤再吸收的比率较大。降雨量越大,地下径流出现的时间越早,高峰期出现的时间越晚,而地下径流持续时间差异不明显(40~50 h)。 总体来看,不同植被类型对降雨的分配存在一定的差异。刺槐林、油松林等水源涵养林各个部分均对降雨有较大的分配比例。经济林(樱桃和杏树林)对降雨的分配上林冠层所占比重较大,其林下植被和枯落物层的降雨分配比重较小。灌丛草地等植 被类型由于无林冠的降雨分配,其涵养水源保持水土作用明显低于森林植被。


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