论文部分内容阅读
本文以研究青海高寒区5种典型林分的生态水文特性为目标,于2016-2017年生长季调查了5种林分下灌木和草本的物种多样性和均匀度。林冠层采用冠层分析仪,在每个样地选取5个点进行林木冠层拍照,然后使用分析软件对照片进行分析,得到5种林分生长季叶面积指数的动态变化和变异系数。用回归分析法研究了5种林分下降雨量与截留率的关系。研究了5种林分的枯落物储量、持水性能。分析了土壤的物理特征、土壤的持水能力、土壤的渗透特性。运用层次分析法和综合评分法得到林冠层、枯落物层、土壤层的生态水文功能得分。并进一步通过合成权重得到了5种林分整体的生态水文功能得分。为当地森林经营管理、植被配置和健康评价提供理论依据,也有利于当地林业的可持续发展。本文主要得到如下结论: (1)5种林分下灌木层和草本层的物种丰富度大小依次为:云杉白桦混交林>白桦林>青海云杉>华北落叶松>云杉落叶松混交林。同一林分下灌木层的物种丰富度指数和多样性指数均比草本层要小,说明在青海高寒区草本植物在林下植被中具有优势地位。 (2)5种林分在生长季叶面积指数变化均呈现“增加-平缓-减小”的动态变化趋势,白桦的叶面积指数在整个生长季变化幅度最大,青海云杉在整个生长季叶面积指数变化最小。可以看出,在整个生长季,就叶面积指数变异系数而言,大小依次为白桦>华北落叶松>云杉白桦混交林>云杉落叶松混交林>青海云杉。 (3)5种林分的林冠截留率大小依次为云杉落叶松混交林>云杉白桦混交林>青海云杉>华北落叶松>白桦。两种混交林由于叶面积指数较高,所以截留率也较大。5种林分的截留率与降雨量、降雨强度均呈现负相关。随着降雨量、降雨强度的增大,5种林分的截留率均逐渐减小。枝叶的最大容水量排序为云杉落叶松混交林>云杉白桦混交林>青海云杉>华北落叶松>白桦。 (4)青海高寒区5种林分枯落物厚度介于1.5-3.8cm之间。半分解层枯落物所占比例均大于未分解层。枯落物总储量大小依次为云杉白桦混交林>云杉落叶松混交林>青海云杉>华北落叶松>白桦。有效拦蓄量介于22.18t/hm2-98.01t/hm2之间,相当于2.22mm-9.80mm水深。大小表现为云杉白桦混交林>云杉落叶松混交林>青海云杉>华北落叶松>白桦。 (5)5种林分的日均蒸散量,白桦混交林的最大,为1.75mm/d,其次是白桦林,为1.55mm/d,最小的是青海云杉,为1.00mm/d。5种林分的蒸散量在6月、7月、8月份逐渐增大,蒸散量在9月份下降。 (6)在土壤物理特性方面,5种林分的土壤容重大小排序为白桦>华北落叶松>云杉白桦混交林>青海云杉>云杉落叶松混交林。土壤容重与土壤的渗透性能极显著负相关,土壤总孔隙度、土壤非毛管孔隙度与土壤渗透性能极显著正相关。土壤的总孔隙度是影响土壤稳渗速率的主要因素,两者相关系数R2达到0.7213。土壤的最大持水量大小排序为云杉落叶松混交林>青海云杉>云杉白桦混交林>华北落叶松>白桦。在土壤化学特性方面,云杉落叶松混交林下土壤的有机质含量最高,云杉白桦混交林次之,这两种混交林的持水性能也最好。土壤的有机质含量、速效磷含量、全氮含量与土壤的渗透性能有显著正相关性。 (7)运用层次分析法和综合评分法对5种林分的林冠层、枯落物层、土壤层和整个林分进行了量化评价。从5种林分的林冠层生态水文功能来看,云杉落叶松混交林的最优,云杉白桦混交林的次之,白桦林的最差。枯落物层的生态水文功能以云杉白桦混交林的最优,白桦林的最差。土壤层的以云杉落叶松混交林的最优,白桦林的最差。5种林分整体的生态水文功能得分介于0.573-0.900之间,表现为云杉白桦混交林(0.900)>云杉落叶松混交林(0.885)>青海云杉(0.832)>华北落叶松(0.707)>白桦(0.573)。