马尾松阔叶树混交异龄林水源涵养功能的研究

作者简介苏孙卿（１９６８－），男，福建尤溪人，林业工程师，从事森林培育工作。

收稿日期２００７!０３!３１马尾松是我国南方的主要用材树种，具有适应性强、主根明显、用途广、速生丰产等特点。

然而，随着马尾松造林面积的迅速扩大，单一针叶纯林的弱点逐渐暴露出来：地力衰退日益明显，林分产量降低，生态功能减弱等，已引起人们的广泛关注［１－２］。

营造针阔混交林是克服这些弱点的有效途径。

马尾松属阳性、深根性树种，林冠稀疏，林下透光度大，根系发达，在林下套种合适的阔叶树种，就能形成针阔混交复层异龄林的模式，从而达到提高其生态功能的目的。

笔者就马尾松林下套种细柄阿丁枫形成的混交复层异龄林及马尾松纯林的水源涵养功能的差异进行比较研究，旨在为营造针阔混交林提供依据。

１试验区概况试验区位于福建省中部的戴云山脉北侧，福建省尤溪国有林场城关工区水南山场，属戴云山脉森林立地区闽中低山丘陵区。

属中亚热带海洋性季风气候，年平均气温１８．９℃，年降水量１５８０ｍｍ，年均相对湿度８３％。

试验地海拔２００￣４００ｍ，土层４０￣８０ｃｍ，土壤肥力一般。

调查林分为１９９４年在２２年马尾松林下间伐套种细柄阿丁枫形成的针阔混交复层异龄林及未间伐套种的马尾松纯林。

林分基本情况见表１。

２研究方法分别在马尾松细柄阿丁枫混交复层异龄林和马尾松纯林设置４个２０ｍ×２０ｍ标准地，在标准地内进行每木检尺。

采用平均标准地法选择标准木，伐倒标准木，分别取叶、枝、干、根称重，并取样测定含水率，由此计算各器官生物量。

在每个标准地内设４个１ｍ×１ｍ小样方，调查样方内的林下植被和凋落物量，并取样测定含水率，计算林下植物的生物量和凋落物现存量。

在标准地内设１个主剖面和２个辅助剖面进行土壤调查，按０￣２０ｃｍ和２０￣４０ｃｍ土层取样，用环刀法测定土壤水分物理性质。

３结果与分析３．１不同林分地上部分的持水能力森林地上部分的持水性能主要由林冠层、林下植被层和枯枝落叶层的持水性能体现。

不同的森林类型，其树种组成不同，群落的结构存在差异，对降雨的拦蓄能力不同，这种差别是评价不同森林类型水源涵养功能的一个重要数量特征，也是区域内生态环境评价与维护的重要依据［３］。

３．１．１林冠层的持水能力。

降雨到达森林时，首先被林冠所截持，林冠层持水能力的大小主要由林冠层枝叶生物量、叶面积指数及其持水率所决定。

表２表明，林冠层持水量混交马尾松阔叶树混交异龄林水源涵养功能的研究苏孙卿（福建省尤溪国有林场，福建尤溪３６５１００）摘要［目的］为了研究马尾松阔叶树混交异龄林的水源涵养功能。

［方法］通过对马尾松林下套种细柄阿丁枫形成的混交复层异龄林与马尾松纯林的地上部分和土壤层持水能力的比较，研究了混交异龄林的水源涵养功能。

［结果］林冠层持水量混交林与纯林相当；林下植被层持水量混交林为１３．００ｔ／ｈｍ２，纯林为２５．７４ｔ／ｈｍ２；枯枝落叶层持水量混交林为１１．２２ｔ／ｈｍ２，纯林为２４．２０ｔ／ｈｍ２；土壤０～４０ｃｍ层持水量混交林为１７２４．２ｔ／ｈｍ２，纯林为１５９１．６ｔ／ｈｍ２。

林分总持水量混交林为１７９９．２ｔ／ｈｍ２，纯林为１６９１．３ｔ／ｈｍ２。

［结论］马尾松细柄阿丁枫混交复层异龄林的水源涵养能力明显高于马尾松纯林。

关键词马尾松；混交异龄林；水源涵养中图分类号Ｓ７１４．７文献标识码Ａ文章编号０５１７－６６１１（２００７）２０－０６１１０－０１ＳｔｕｄｙｏｎＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎｏｆＭｉｘｅｄＵｎｅｖｅｎ－ａｇｅｄＦｏｒｅｓｔＣｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆＣｈｉｎｅｓｅＲｅｄＰｉｎｅａｎｄＢｒｏａｄｌｅａｆＳＵＳｕｎ!ｑｉｎｇ（ＹｏｕｘｉＳｔａｔｅ!ｏｗｎｅｄＦｏｒｅｓｔＦａｒｍｏｆＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｙｏｕｘｉ，Ｆｕｊｉａｎ３６５１００）Ａｂｓｔｒａｃｔ［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］Ｔｈｅａｉｍｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅａｎｄｂｒｏａｄｌｅａｆ．［Ｍｅｔｈｏｄ］Ｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｎｔｈｅａｅｒｉａｌｐａｒｔａｎｄｔｈｅｓｏｉｌｌａｙｅｒｆｒｏｍｔｈｅｍｉｘｅｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓｔｏｒｉｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｆｏｒｍｅｄｂｙｉｎｔｅｒｐｌａｎｔｉｎｇＡｌｔｉｎｇｉａｇｒａｌｉｌｉｐｅｓｕｎｄｅｒＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅｆｏｒｅｓｔｗｉｔｈｔｈａｔｆｒｏｍｔｈｅｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅ．［Ｒｅｓｕｌｔ］Ｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆｆｏｒｅｓｔｃａｎｏｐｙｌａｙｅｒｏｆｍｉｘｅｄａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ．Ａｓｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｌａｙｅｒｕｎｄｅｒｆｏｒｅｓｔ，ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１３．００ｔ／ｈｍ２ａｎｄ２５．７４ｔ／ｈｍ２，ｒｅｓｐ．，ａｓｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒｌａｙｅｒ，ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１１．２２ｔ／ｈｍ２ａｎｄ２４．２０ｔ／ｈｍ２ｒｅｓｐ．，ａｓｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｓｏｉｌｌａｙｅｒ（０～４０ｃｍ），ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１７２４．２ｔ／ｈｍ２ａｎｄ１５９１．６ｔ／ｈｍ２ｒｅｓｐ．ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｆｏｒｅｓｔｓｔａｎｄ，ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１７９９．２ｔ／ｈｍ２ａｎｄ１６９１．３ｔ／ｈｍ２ｒｅｓｐ．［Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ］Ｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆｍｉｘｅｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓｔｏｒｉｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｆｏｒｍｅｄｂｙｕｎｄｅｒｓｏｗｉｎｇＡｌｔｉｎｇｉａｇｒａｌｉｌｉｐｅｓｕｎｄｅｒＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅ；Ｍｉｘｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔ；Ｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ林分类型树种年龄∥年郁闭度胸径∥ｃｍ树高∥ｍ密度∥株／ｈｍ２混交林马尾松３２０．８２６．１１９．５４２０阿丁枫１０６．８６．５１０６５纯林马尾松３２０．８２０．０１７．０８９０表１试验区林分基本情况林为５０．８ｔ／ｈｍ２，纯林为４９．８ｔ／ｈｍ２，两者非常接近。

３．１．２林下植被层的持水能力。

不同林分结构影响了林下（下转第６１１３页）表２不同林分地上部分持水性能比较林分类型林冠层林下植被层枯枝落叶层生物量∥ｔ／ｈｍ２持水率∥％持水量∥ｔ／ｈｍ２生物量∥ｔ／ｈｍ２持水率∥％持水量∥ｔ／ｈｍ２生物量∥ｔ／ｈｍ２持水率∥％持水量∥ｔ／ｈｍ２纯林４９．０１０２．０４９．８１７．８８１４３．９８２５．７４１６．８８１４３．４１２４．２０混交林６２．３８１．５５０．８８．００１６２．４７１３．００９．１３１２２．９８１１．２２安徽农业科学，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＡｇｒｉ．Ｓｃｉ．２００７，３５（２０）：６１１０，６１１３责任编辑张杨林责任校对王淼表３獐牙菜样品的相似度分析结果批号相似度批号相似度ＲｃｏｓαＲｃｏｓα１０．９７７７０．９８１７８０．９６０８０．９７３６２０．９８６２０．９９００９０．９９６６０．９９７６３０．９７８６０．９８５１１００．８６２９０．９１１６４０．９７４９０．９８２６１１０．９８７３０．９９１７５０．９８６４０．９８８５１２０．９００６０．９２８５６０．９９３００．９９２６１３０．９３３１０．９４６１７０．９８２６０．９８８６１４（共有模式）１．００００１．００００别的１２、１３号样本与共有模式相似程度较低。

３讨论（１）色谱条件的选择和优化。

考虑到色谱峰分离程度及试验成本，选用流动相组成为乙醇（Ａ）－０．０４％磷酸水溶液（Ｂ）。

在确定了流动相的组成以后，考察了梯度洗脱的程序。

根据各类成分的性质，在分段考察梯度程序的基础上，最终确定的整个过程梯度程序为：０￣２５ｍｉｎ（１０％Ａ∶９０％Ｂ），２５￣４０ｍｉｎ（３０％Ａ∶７０％Ｂ），４０￣５０ｍｉｎ（４５％Ａ∶５５％Ｂ），５０￣７０ｍｉｎ（６０％Ａ∶４０％Ｂ），流速１．０ｍｌ／ｍｉｎ。

该试验结果表明在２６０ｎｍ波长处各峰分离良好，且峰数目也比较多。

（２）川西獐牙菜指纹图谱的初步应用。

指纹图谱技术用于中药材鉴别和质量评价，在解决了对照指纹图谱与待检测样品的图谱之间的相似度计算量化以后，另一个关键问题就是对照指纹图谱与待检测样品图谱之间相似度的阈值的确定。

由该研究的相似度分析可知，１０批青海川西獐牙菜药材样品平均相似度，以相关系数测度来表征，为０．９７２７；以夹角余弦测度来表征，为０．９７９２。

说明１０批青海川西獐牙菜药材样品指纹图谱的特征性和专属性很强。

因此可以用平均相似度作为该药材的鉴别和质量评价的阈值。

这样，１１号待检测样品的相关系数和夹角余弦的相似性测度值，分别为０．９８７３和０．９９１７，大于０．９７２７和０．９７９２阈值，因此，可鉴别出该样品为合格的青海川西獐牙菜药材。

同样，１２、１３号待检测样品的相关系数和夹角余弦的相似性测度值小于相应的阈值，可鉴别出这２个样品为不合格的青海川西獐牙菜药材。

这样鉴别出的结果与实际药材的情况是一致的。

表３中的１２、１３号样品实为抱茎獐牙菜，由于种属上的不同，其药材内部化学成分存在的差异，必然反映在指纹图谱上的差异，因而它和川西獐牙菜图谱相比，相似度低。

（３）该方法稳定、可靠、重现性好，可用于川西獐牙菜药材指纹图谱的建立，并可为其质量的全面控制提供参考。

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