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结构决定着功能,林分密度是影响林分结构、稳定性及其功能的关键指标。为从水土保持功能角度探索刺槐人工林适宜密度问题,本文以山西吉县蔡家川流域内的刺槐人工林为研究对象,采用野外调查与室内试验的方式,对475、900、1200、1575、1825、2350株/hm2六种不同密度刺槐林的涵养水源、保育土壤、生物多样性保护、理水减沙功能进行研究,并运用Topsis评价方法对刺槐林水土保持功能做出综合评价,旨在提出刺槐人工林经营的合理密度范围,为该区实现功能导向型植被调控与优化配置提供科学指导,促进森林植被建设的可持续发展。研究结果如下:(1)林分密度对刺槐林涵养水源功能的影响。6种不同密度的刺槐林林冠层最大容水量在1.62～5.33t/hm2之间变动,密度为2350株/hm2的林分林冠层最大容水量最大,达5.33t/hm2。6种不同密度的刺槐林枯落物总厚度在28.67～54.33mm之间变动,总蓄积量在2.98～10.65t/hm2之间变动。随林分密度增大,枯落物最大持水量以及有效拦蓄量均呈先增大后减小的变化趋势,部分林分间有显著差异;枯落物持水能力与拦蓄能力均以密度为1575株/hm2的林分最强,分别为37.01t/hm2和23.64t/hm2。枯落物持水量和吸水速率与浸水时间分别呈对数函数关系和幂函数关系:Q=alnt+b,V=ktn。中低密度林分土壤容重较小,通气性良好。土壤贮水能力和入渗性能以密度为1575株/hm2的林分最好,入渗速率与入渗时间之间存在幂函数关系:f=at-b。(2)林分密度对刺槐林保育土壤功能的影响。中高密度林分的土壤有机质普遍较多,密度为1825株/hm2的林分土壤有机质含量最大,为15.070g/kg,部分样地间有显著差异。全氮含量的波动范围为0.549～0.809g/kg。氨氮含量为14.756～22.260mg/kg。硝氮含量随林分密度升高大致呈增大后减小的峰形变化,密度为1575株/hm2时达到最高。全磷含量在各土层间差异不显著,在不同密度之间呈波动式变化,密度为900株/hm2的林分土壤全磷含量最高,为0.676g/kg。速效磷含量随密度增大有减少的趋势,不同密度林分之间差异未达到显著水平。(3)林分密度对刺槐林生物多样性保护功能的影响。6种密度刺槐林下共有植物102种,隶属于47科88属。随着林分密度增大,优势种由阳生植物向中生植物、喜荫植物过渡。刺槐林下灌木、草本的丰富度指数无明显变化规律,中高密度的林分林下植物群落物种丰富度保持在较高的水平;刺槐林下草本层比灌木层植物种类更为丰富,二者的Shannon-Wiener指数、Simpson指数均随密度呈现先增大后减小的变化过程,1 825株/hm2的林分多样性指数最高;灌木层与草本层均匀度指数均以1825株/hm2时最高。(4)林分密度对刺槐林理水减沙功能的影响。对于6种密度刺槐林来说,产流量与产沙量均随着林分密度的增大而减小,表现为2350株/hm2<1825株/hm2<1575株/hm2<1200 株/hm2<900 株/hm2<475 株/hm2。(5)采用Topsis法对6种不同密度刺槐林的水土保持功能开展综合评价,得出刺槐人工林综合排序依次为:1575株/hm2、1825株/hm2、1200株/hm2、900株/hm2、2350株/hm2、475株/hm2。说明中密度林分(1200～1825株/hm2)具备良好的水土保持功能,过高或过低密度均不利于水土保持功能的发挥,建议今后向此密度范围进行调控。