生态修复下枯落物的蓄水效益.docx

生态修复下枯落物的蓄水效益水土流失问题已成为影响我国国家生态安全的头号环境问题［1－2］为推进水土保持生态环境建设在总结多年来水土保持实践经验的基础上水利部推动实施了水土保持生态修复工程。目前针对水土保持生态修复工程的研究主要集中于生态修复措施类型的划分［3－5］、群落演替及土壤理化性质等修复效益的监测方面［6－9］而作为林地重要覆盖面和保护层的枯落物层却鲜有报道。枯落物层具有防止雨滴击溅土壤、维持土壤结构、拦蓄渗透降水、分散滞缓减少地表径流、覆盖地表减少表层土壤的水分蒸发及增强土壤抗蚀性等作用［10－11］。为此笔者对水库水源涵养区不同修复措施下的枯落物的蓄水保水效益进行研究以期为生态修复效益的全面研究与分析提供参考也为库区及同类地区生态修复和水源涵养等的研究提供理论基础和参考。1研究区概况桃林口水库位于河北省秦皇岛市青龙满族自治县地理位置118度37′——119度37′E39度51′——41度07′N水库控制流域面积5060km2。研究区属于燕山山地丘陵区基岩以花岗片麻岩为主体局部有少量的石英砂岩地带性土壤为棕壤和褐土土层厚度＜50cm。研究区属暖温带半湿润大陆性季风气候区多年平均气温10．1℃平均降雨量700mm70％左右的降雨集中于7——8月年蒸发量1089mm。研究区为河北省桃林口水库上游水土流失重点治理区土壤侵蚀形式以水力侵蚀为主侵蚀强度以中度——轻度侵蚀为主。研究区属温带旱生阔叶林亚带植被覆盖度在80％以上。代表植物有油松（PinustabulaeformisCarr．）、侧柏（Platycladusorientalis（L．）Franco）、蒙椴（TiliamongolicaMaxim．）、蒙古栎（Quercusmongol－icaFisch．exLedeb．）、白榆（UlmuspumilaL．）、杨树（PopuluscathayaneRehd．）经济林树种主要为板栗（CastaneamollissimaBl．）、苹果（MaluspumilaMill．）、白梨（PyrusbretschneiDeri．）、桃（Amygda－luspersica（L．）Batsch）、山楂（Crataeguspinnpat－ifidaBunde）、山杏（PrunusarmeniacaL．）、花椒（ZanthoxylumbungeanumMaxim）等。随着海拔的变化植物种分布差异明显；其中海拔400～600m的阴坡分布着天然（次生）油松林阳坡多为蒙古栎、蒙椴、山杏和荆条（VitexnegundoL．var．hetero－phylla（Franch．）Rehd．）；250～400m处分布着经济林及散生果树沟谷内多为杨树土质较差的山坡上多为刺槐（RobiniapseudoacaciaL．）薪炭林；海拔150～250m处主要种植农作物及少量果树。2研究内容与方法依据桃林口水库水源涵养区生态修复试点工程生态修复作业设计将修复措施划分为6种类型不同修复措施类型、群落组成、调查地点及样地数目见表1。在不同措施类型项目区内研究枯落物的蓄积量、持水量、吸水速率和有效拦蓄量等蓄水保水效益并利用"空间代替时间"［12］的方法研究不同修复措施下与无修复措施下的蓄水保水效益的变化。2．1枯落物蓄积量的测定在不同生态修复措施典型地段设立标准样地样地大小50mx50m每种修复类型至少调查3个标准地在标准地内设定1mx1m的样方3个。在不破坏枯落物原有结构的情况下将枯落物收集在纱网内称其鲜重在85℃温度下烘干再称其干重以计算其单位面积蓄积量。2．2枯落物持水量和吸水速率的测定采用室内浸泡法测定枯落物持水量及其吸水速率将纱网及其内的枯落物浸泡至水中分别测定浸水15min30min1h2h4h6h8h和24h后的枯落物重量变化以研究其吸水速率及吸水过程［13－14］。2．3枯落物有效拦蓄量的测定枯落物有效拦蓄量（W）可用来估算枯落物对降雨的实际拦蓄量［15］即：W＝（0．85Rm－R0）M式中：Rm——————最大持水率（％）；R0——————平均自然含水率（％）；M——————枯落物蓄积量（t／hm2）。3结果与分析3．1枯落物蓄积量由图1和表2可知不同生态修复措施类型植物群落枯落物的蓄积量差别显著天然（次生）林封育型的枯落物蓄积量最大平均为26．88t／hm2荒坡封育型的最小平均为9．57t／hm2其他依次为疏林补植型（25．83t／hm2）、人工林封育型（25．11t／hm2）、荒坡造林型（24．10t／hm2）、陡坡梯田退耕型（12．22t／hm2）。生态修复措施实施后枯落物蓄积量