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水土流失問題已成為影響我國國家生態安全的頭號環境問題［1－2］，為推進水土保持生態環境建設，在總結多年來水土保持實踐經驗的基礎上，水利部推動實施了水土保持生態修復工程。目前，針對水土保持生態修復工程的研究主要集中于生態修復措施類型的劃分［3－5］、群落演替及土壤理化性質等修復效益的監測方面［6－9］，而作為林地重要覆蓋面和保護層的枯落物層卻鮮有報道。枯落物層具有防止雨滴擊濺土壤、維持土壤結構、攔蓄滲透降水、分散滯緩減少地表徑流、覆蓋地表減少表層土壤的水分蒸發及增強土壤抗蝕性等作用［10－11］。為此，筆者對水庫水源涵養區不同修復措施下的枯落物的蓄水保水效益進行研究，以期為生態修復效益的全面研究與分析提供參考，也為庫區及同類地區生態修復和水源涵養等的研究提供理論基礎和參考。 1 研究區概況 桃林口水庫位于河北省秦皇島市青龍滿族自治縣，地理位置118°37′—119°37′E，39°51′—41°07′N，水庫控制流域面積5 060km2。研究區屬于燕山山地丘陵區，基巖以花崗片麻巖為主體，局部有少量的石英砂巖，地帶性土壤為棕壤和褐土，土層厚度＜50cm。研究區屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，多年平均氣溫10．1℃，平均降雨量700mm，70％左右的降雨集中于7—8月，年蒸發量1 089mm。研究區為河北省桃林口水庫上游水土流失重點治理區，土壤侵蝕形式以水力侵蝕為主，侵蝕強度以中度—輕度侵蝕為主。 研究區屬溫帶旱生闊葉林亞帶，植被覆蓋度在80％以上。代表植物有油松（Pinus tabulaeformisCarr．）、側柏（Platycladus orientalis（L．）Franco）、蒙椴（Tilia mongolica Maxim．）、蒙古櫟（Quercusm ongol－ica Fisch．ex Ledeb．）、白榆（Ulmus pumila L．）、楊樹（Populus cathayane Rehd．），經濟林樹種主要為板栗（Castanea mollissima Bl．）、蘋果（Malus pumilaMill．）、白梨（Pyrus bretschnei Deri．）、桃（Amygda－lus persica（L．）Batsch）、山楂（Crataegus pinnpat－ifida Bunde）、山杏（Prunus armeniaca L．）、花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim）等。隨著海拔的變化，植物種分布差異明顯；其中，海拔400～600m的陰坡分布著天然（次生）油松林，陽坡多為蒙古櫟、蒙椴、山杏和荊條（Vitex negundo L．var．hetero－phylla（Franch．）Rehd．）；250～400m處分布著經濟林及散生果樹，溝谷內多為楊樹，土質較差的山坡上多為刺槐（Robinia pseudoacacia L．）薪炭林；海拔150～250m處主要種植農作物及少量果樹。 2 研究內容與方法 依據桃林口水庫水源涵養區生態修復試點工程生態修復作業設計，將修復措施劃分為6種類型，不同修復措施類型、群落組成、調查地點及樣地數目見表1。在不同措施類型項目區內，研究枯落物的蓄積量、持水量、吸水速率和有效攔蓄量等蓄水保水效益，并利用“空間代替時間”［12］的方法研究不同修復措施下與無修復措施下的蓄水保水效益的變化。 2．1 枯落物蓄積量的測定 在不同生態修復措施典型地段設立標準樣地，樣地大小50m×50m，每種修復類型至少調查3個標準地，在標準地內設定1m×1m的樣方3個。在不破壞枯落物原有結構的情況下，將枯落物收集在紗網內，稱其鮮重，在85℃溫度下烘干，再稱其干重，以計算其單位面積蓄積量。 2．2 枯落物持水量和吸水速率的測定 采用室內浸泡法測定枯落物持水量及其吸水速率，將紗網及其內的枯落物浸泡至水中，分別測定浸水15min，30min，1h，2h，4h，6h，8h和24h后的枯落物重量變化，以研究其吸水速率及吸水過程［13－14］。 2．3 枯落物有效攔蓄量的測定 枯落物有效攔蓄量（W）可用來估算枯落物對降雨的實際攔蓄量［15］，即：W＝（0．85Rm－R0）M式中：Rm———最大持水率（％）；R0———平均自然含水率（％）；M———枯落物蓄積量（t／hm2）。 3 結果與分析 3．1 枯落物蓄積量 由圖1和表2可知，不同生態修復措施類型植物群落枯落物的蓄積量差別顯著，天然（次生）林封育型的枯落物蓄積量最大，平均為26．88t／hm2，荒坡封育型的最小，平均為9．57t／hm2，其他依次為疏林補植型（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）。生態修復措施實施后枯落物蓄積量差異顯著，且荒坡封育型、陡坡梯田封育型、疏林補植型、荒坡造林型植物群落的枯落物蓄積量修復后均高于未修復。其中，疏林補植型的枯落物蓄積量增加量最小，修復后比未修復僅增加3．20％，荒坡造林型的增幅最大，高達163．17％。不同生態修復措施實施后枯落物蓄積量的增加可歸因于林地生物量的增加和人為干擾的減弱，二者的疊加作用使得林地枯落物蓄積量增加明顯。 3．2 枯落物吸水動態變化 由表2可知，在開始浸泡的0．5h內，枯落物迅速吸水，持水量也迅速增加，隨浸泡時間的延長，持水量呈現不斷增加的趨勢，但增加速度逐步變緩，至24h時基本達到最大值，表明枯落物持水量達到飽和?？萋湮锏奈俾食尸F出三個明顯的階段（圖3）。第一階段為浸水前期（4h內），枯落物吸水速率變化最快，隨浸泡時間的增加而速率呈迅速下降趨勢；第二階段出現在4～8h，吸水速率逐漸變緩；第三階段出現在8～24h，此階段吸水速率變化幅度較小，枯落物基本達到飽和持水量。雖然不同修復措施下枯落物剛浸入水中時吸水速率相差較大，但隨浸泡時間的延長，枯落物吸水速率趨勢一致。這表明隨著浸泡時間的增加，枯落物的持水逐漸趨于飽和。對不同修復措施下枯落物吸水速率V與浸泡時間t進行回歸分析（表3），二者間的關系遵循乘冪函數，即V＝ktn（V為枯落物吸水速率；t為浸泡時間；h，k，n為參數），相關系數均在0．99以上。#p#分頁標題#e# 3．3 枯落物有效攔蓄量 由表2可知，不同生態修復措施下枯落物層的有效攔蓄量不同，且存在顯著性差異。不同修復措施下，天然（次生）林封育型枯落物有效攔蓄量最大，為85．09t／hm2，有效攔蓄深8．51mm；荒坡封育型的有效攔蓄深最小，為2．85mm；其他措施有效攔蓄深依次為荒坡造林型（5．22mm）、疏林補植型（5．13mm）、人工林封育型（4．51mm）、陡坡梯田封育型（3．92mm）。不同生態措施的實施造成有效攔蓄量差異極顯著，與未修復相比，荒坡封育型、陡坡梯田封育型、疏林補植型、荒坡造林型的枯落物有效攔蓄深修復后均高于未修復，其中，荒坡造林型造林后比造林前增加了98．63％，疏林補植型比未補植增加了25．56％，荒坡封育型比未封育增加了20．41％。 4 結論 （1）生態修復措施的實施增加了林內枯落物的蓄積量，天然（次生）林封育型的枯落物蓄積量最大，荒坡封育型的最小，其他依次為疏林補植型＞人工林封育型＞荒坡造林型＞陡坡梯田退耕型；各修復措施的實施使得枯落物蓄積量差異顯著，修復后的枯落物較未修復增加3．20％～163．17％。 （2）枯落物持水量Q與浸泡時間t之間存在對數函數關系，即Q＝aln（t）＋b，相關系數皆在0．92以上；枯落物吸水速率V與浸泡時間t間存在乘冪函數關系，即V＝ktn，相關系數高達0．99?？萋湮镂俾试?h時逐漸減緩，在8h時枯落物持水基本達到飽和。 （3）不同修復措施間的攔蓄量差異顯著，天然（次生）林封育型枯落物有效攔蓄深最大（8．51mm），荒坡封育型的有效攔蓄深最?。?．85mm）。不同生態措施的實施使得有效攔蓄深差異顯著，各措施修復后較未修復的有效攔蓄深了20．41％～98．63％，其中以荒坡造林型增加最大，荒坡封育型增加最小。
