[发明专利]一种喀斯特森林凋落物持水能力测定的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及凋落物持水能力测定技术领域，更具体涉及一种喀斯特地区森林 凋落物持水能力测定的方法，同时还涉及一种喀斯特地区森林凋落物持水能力测 定的装置，尤其适用于喀斯特地区森林研究。

背景技术

凋落物是森林生态系统的重要组成部分，是林地有机质的主要物质库和维持 土壤肥力的基础，是生态系统内物质循环的中心环节，具有重要的水土保持和水 源涵养生态功能。因为受到降雨量及降雨持续时间、林分密度、林冠透雨特性、 坡度和土壤孔隙度等因素的影响，对不同林分的凋落物持水特性进行原位定量研 究比较困难，因此，目前多采用室内浸水法研究凋落物层的最大持水量和最大持 水率。

喀斯特地貌约占全球陆地面积的15％，约2200万km²，同时供大约10亿人 (约占全球人口的17％)居住和生活。喀斯特地区拥有同沙漠边缘一样的脆弱环 境，是世界上主要的生态脆弱带之一，其生态脆弱性表现在环境容量小、抗干扰 能力弱、稳定性低和自我调节能力差。我国西南喀斯特区位于世界三大连片喀斯特发 育区之一的东亚片区中心，面积约54万km²，是世界上最大的喀斯特连续分布带。 该地区山地面积大，降水丰沛，可溶岩成土速率缓慢，土层薄，土壤容许流失量 低，水土流失危险度高，是非地带性的脆弱生态带，其生态环境一旦破坏恢复难 度大且效率低下而缓慢。20世纪以来，喀斯特地区森林覆盖率急剧下降，水土 流失及石漠化加剧，喀斯特区生态功能严重退化。

面对全球气候变化，喀斯特生态系统生境退化，土壤质量退化，持水性能下 降，植树造林会显著增加生态系统的碳储量、提升生态系统功能。植树造林工程 在喀斯特地区得到政府的重视和大力支持。喀斯特森林凋落物储量与持水特性研 究对于了解喀斯特森林在水分涵养方面的生态意义十分重要，而目前相关研究甚 少。因此，规范喀斯特地区森林凋落物持水性能研究的方法显得极其重要且刻不 容缓。

发明内容

本发明目的是，针对喀斯特森林凋落物持水能力强但其大小难以原位测定的 难题，提供了一种凋落物持水能力室内测定的方法，该方法可操作性强、简便易 行，能通过室内操作定量分析凋落物持水能力大小，对研究喀斯特森林凋落物水 源涵养功能提供数据支持。

本发明的另一个目的是在于提供了一种喀斯特地区森林凋落物持水能力测 定的装置，结构简单，使用方便，以铁丝、尼龙网与塑料盆为工具，取材容易、 成本低，可以便捷完成凋落物持水能力的测定。使用该装置能最大程度模拟凋落 物自然状态下的持水性能，为喀斯特森林凋落物生态功能研究提供技术支撑。

一种喀斯特森林凋落物持水能力测定的方法，其步骤是：

步骤1、凋落物收集与含水率测定：在选取的样地中按“梅花形”五点法设 置的1m×1m样方调查不同林地凋落物储量，并各取部分凋落物测定含水率。

步骤2、凋落物持水能力测定：取定量风干后的凋落物样品1kg装入所制备 的凋落物持水能力测定装置中，然后置于装满水的凋落物持水能力测定装置中的 塑料盆上，分别浸泡0.5、1、1.5、2、4、6、8、10、12和16h后，倒出塑料 盆中水，继续将网兜置于塑料盆上至凋落物不滴水时称重。每样地2－4个重复。 步骤3、凋落物的持水量、持水率及吸水速率计算如下：

凋落物持水量(t·hm^-2)＝[凋落物湿重(kg·m^-2)-凋落物烘干重(kg·m^-2)]× 10

凋落物持水率＝(凋落物持水量/凋落物干重)×100％

凋落物吸水速率(kg·kg^-1·h^-1)＝凋落物持水量(kg·kg^-1)/吸水时间(h)。

其中：t代表吸水时间，hm²代表面积(公顷)，kg代表质量(千克)，m²代 表面积(平方米)，h代表时间(小时)。