重庆缙云山水源涵养林结构及功能研究

【摘要】： 本论文结合“十一五”国家科技支撑项目“重庆北部水源区水源涵养林构建技术试验示范(2006BAD03A1802)”,进行了重庆缙云山水源涵养林功能研究,以期为重庆缙云山水源涵养林植被建设提供科学依据。 本研究通过分析重庆缙云山森林类型,并选取典型森林类型,马尾松四川大头茶混交林、四川大头茶混交林、楠竹林、灌木林和农地的5个标准径流小区,马尾松广东山胡椒混交林、广东山胡椒杉木混交林、楠竹山矾马尾松混交林及马尾松火烧迹地4块标准样地作为研究对象,进行了森林水源涵养机理研究、功能评价和高效水源涵养林筛选。 对9种典型森林群落的林冠层、林下植被层、枯落物层和土壤层的水源涵养机理进行定量研究。结果表明:马尾松广东山胡椒混交林林冠持水量最大(28.70t/hm~2),马尾松火烧迹地最小(5.89t/hm~2);灌木林林下植被层持水量(25.4t/hm~2)远大于其他森林类型;林地枯落物的持水作用主要表现在降雨前期的1h以内,特别是在前10min,其24h持水量最大的是灌木林(15.61t/hm~2);林地土壤蓄水量在363.1～432.1mm,广东山胡椒杉木混交林土壤蓄水量最大。 采用层次分析法(AHP)构建了森林群落水源涵养功能层次结构模型,应用综合评分法对各森林群落水源涵养功能进行了静态评价,结果为:马尾松广东山胡椒混交林(0.792)广东山胡椒杉木混交林(0.786)楠竹山矾马尾松混交林(0.775)马尾松四川大头茶混交林(0.644)四川大头茶混交林(0.616)灌木林(0.604)马尾松火烧迹地(0.480)楠竹林(0.491)农地(0.424),从而筛选出高效水源涵养林为马尾松广东山胡椒混交林。 通过5个标准径流小区不同降雨条件下实测林内降雨和坡面产流数据,对其林冠截留能力和产流特征进行了动态评价。结果表明:3种乔木林中,马尾松四川大头茶混交林在降雨小于50mm时截留率最大,四川大头茶混交林在降雨小于5mm和大于10mm时,仅次于马尾松四川大头茶混交林,楠竹林在降雨5～10mm时截留率大于四川大头茶混交林,在降雨大于50mm时大于二者;灌木林的截留率在40%以上,其林冠截留能力明显优于其它森林群落。在小于5mm和大于25mm的降雨条件下,四川大头茶混交林削减径流峰值、延长径流历时和调节降雨的性能最强;在5～10mm的降雨条件下,马尾松大头茶混交林性能最强;在10～25mm的降雨条件下,灌木林性能最强,从而筛选出高效水源涵养林为为四川大头茶混交林。 利用缙云山遥感图像和森林资源GIS数据库,基于RS和GIS技术分析了缙云山森林群落的空间异质性、空间分布和涵养水源量分布。 选取了景观组分比例、边界密度、斑块密度、斑块平均面积等指标对缙云山的森林类型进行分析,研究该区森林类型的空间异质性。结果表明:缙云山森林破碎化程度较高,表现为边界密度和斑块密度都比较大,各森林类型的边界密度和斑块密度不同;不同分区不同森林类型的边界密度和斑块密度也呈现出异质性。 依据植被类型与数字高程模型对不同森林类型在空间上的分布与海拔、坡度、坡向等因子之间的关系和规律进行了研究。结果表明:各森林类型在海拔425-575m之间广有分布,面积比例随坡度变化表现为两端较少,集中位于16°-45°之间均呈正态分布,西北坡向上的分布皆愈30%。 缙云山水源林最大水源涵养总量为3982263m~3,其中马尾松林占66.48%、大头茶林占14.61%、慈竹林占6.34%、楠竹林占5.8%、杉木林占5.5%、山矾林占0.98%、苦竹林占0.28%。