【摘 要】
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以晋西黄土区900～3 050株/hm~2范围内8个密度梯度的中龄（15～17a）刺槐林为研究对象,基于林分调查和树干解析方法获取林分生长特征数据、基于吉县国家生态站的定位观测设施及室内实验获取水土保持功能数据。从刺槐林的林冠层、枯落物层和土壤层系统深入地研究其水土保持功能,并结合林分生长特征,运用熵权TOPSIS模型对不同密度刺槐林进行综合评价,确定适宜该区刺槐林分生长和水土保持功能发挥的最佳林
【基金项目】
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国家自然科学基金“晋西黄土区水土保持林林分结构与功能耦合机理研究（31971725）”； 国家重点研发计划“黄土残塬沟壑区水土保持型景观优化与特色林产业技术及示范（2016YFC0501704）”； 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站；
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以晋西黄土区900～3 050株/hm~2范围内8个密度梯度的中龄（15～17a）刺槐林为研究对象,基于林分调查和树干解析方法获取林分生长特征数据、基于吉县国家生态站的定位观测设施及室内实验获取水土保持功能数据。从刺槐林的林冠层、枯落物层和土壤层系统深入地研究其水土保持功能,并结合林分生长特征,运用熵权TOPSIS模型对不同密度刺槐林进行综合评价,确定适宜该区刺槐林分生长和水土保持功能发挥的最佳林分密度。以最佳林分密度为依据,以促进林分生长和提升水土保持功能双重目标为导向,开展刺槐林分密度定向调控研究,提出有效、可行的林分密度调控措施。研究结果对在晋西黄土区实现刺槐林分密度精准调控具有一定参考价值,可为促进水土保持林防护效果的提升提供科学依据。主要结论如下:（1）刺槐林分生长特征（1）研究区刺槐林胸径和冠幅分布显左偏,树高分布显右偏,密度为1 775株/hm~2刺槐林胸径和冠幅的分布及2 100株/hm~2刺槐林的树高分布最接近正态分布。刺槐林分密度对其生长指标影响显著（P<0.05）,胸径、树高、冠幅和冠长随林分密度的增大大致表现为先增后减,而树冠率则相反。对单株刺槐生长发育而言,林分密度显著影响胸径和树高生长的起始林龄为6a,显著影响材积生长的起始林龄为9a（P<0.05）。在1 775～3 050株/hm~2密度范围内,林分密度越大,单株刺槐生长发育越受到抑制,其胸径、树高、材积总生长量越小,并且这种抑制作用随林龄的增长愈发强烈。（2）刺槐林下植被中,灌木层和草本层的植物类型均随林分密度的增大由阳生向中生再向阴生演替,草本层植物的演替过程比灌木层明显。灌木层和草本层的物种丰富度Patrick指数、Simspon和Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数均随刺槐林分密度的增大呈现先增后减的变化趋势,密度为1 775株/hm~2的刺槐林下植被群落结构较好,植被更新和演替能力较强,整体功能较为稳定。（2）刺槐林水土保持功能（1）林冠层水土保持功能。刺槐林冠截留率随林分密度的增大大体表现为先上升后下降,在1 775～2 425株/hm~2密度范围内,刺槐林冠截留能力较强。（2）枯落物层水土保持功能。8种密度刺槐林枯落物层的厚度、蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量具有显著差异（P<0.05）,在900～2 100株/hm~2密度范围内,其值随林分密度的增大表现为先增后减。林分密度为1 500株/hm~2时,刺槐林枯落物层的厚度和蓄积量较大,持水能力和拦蓄能力较强。（3）土壤层水土保持功能。刺槐林的土壤容重在垂直梯度上表现为随土层深度的增加而增大,土壤孔隙、团聚体稳定性、土壤最大持水量、有机质、氮肥和磷肥含量则表现为逐层递减,土壤质量含水率表现为先下降后上升。林分密度对刺槐林土壤层的水土保持功能指标影响显著（P<0.05）,在1 775～2 100株/hm~2密度范围内,刺槐林的土壤容重较小、孔隙状况较好;在1 500～2 100株/hm~2密度范围内,刺槐林的土壤团聚体稳定性较强,有利于土壤抵抗外力侵蚀;林分密度为1 775株/hm~2时,刺槐林土壤的蓄水入渗能力最强;在1 500～1 775株/hm~2密度范围内,刺槐林土壤养分丰沃,保肥能力较好。（3）基于熵权TOPSIS模型结合林分生长特征和水土保持功能,对不同密度刺槐林进行综合评价,结果显示1 500～1 775株/hm~2的密度条件最适宜晋西黄土区中龄（15～17a）刺槐林的生长发育,并能保证其充分发挥水土保持功能。以此为依据对密度低于或高于1 500～1 775株/hm~2的刺槐林实施定向调控,低密度刺槐林分的调控措施为补植乔木（刺槐、油松或侧柏幼树）和补播灌草（乡土植物:灌木如黄刺玫、杠柳、茅莓等;草本如黑麦草、苔草、虉草等）,高密度刺槐林分的调控措施为疏伐（采用下层疏伐法）。
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