中国林科院森环森保所发表最新研究成果 探索黄土高原华北落叶松人工林林水综合管理新模式

近期，森环森保所森林水文学科组发表最新研究成果：基于在宁夏六盘山森林生态站多年调查的华北落叶松人工林大量样地的分层结构特征和长期监测的固定样地林分结构对水文过程影响的研究积累，建立了林冠层叶面积指数（LAI）随林龄、林木密度和海拔变化的模型，以及生长季森林总蒸散（ET）及其组分随LAI、潜在蒸散、土壤含水量、降雨特征等主要影响因素变化的模型，并基于水量平衡计算人工林产水功能，并定量分析其随海拔、林龄、密度和降水量的时空变化特征，探索促进华北落叶松人林多功能经营的综合管理。
黄土高原是我国典型的干旱区，尽管几十年的造林种草使植被覆盖逐年增加，仍面临暴雨集中、地形破碎、植被稀疏，土壤侵蚀严重、水资源短缺、生态环境脆弱等诸多问题。如何在水文要素时空变化复杂的旱区平衡人工林多种服务功能之间的矛盾，是我国人工林经营亟待解决的问题，亟需取得理论和技术突破。
针对上述问题，学科组依托宁夏六盘山森林生态站开展持续性研究，并处于该领域研究的世界前列。研究表明：1）华北落叶松人工林的林冠层LAI随树木密度增加表现为先快后慢地增大，最终达到最大值；但随树龄和海拔升高表现为先升高后降低的变化。建立的耦合了密度、年龄和海拔影响的LAI模型的预测效果良好。2）建立的能综合反映降水、潜在蒸散、林冠层LAI和根系层土壤含水量影响的林分总蒸散耦合模型，能进行较好地预测。3）基于模型模拟结果，可知林地产流随林分密度增加而逐渐减少，随树龄和海拔增加先减少后增加；最低的林地产流量出现在林龄30年生时和海拔2420米处。4）基于林地产流随林龄、密度及海拔的变化规律，得到的对林水协调管理的启示为：位于高海拔段（如2700米）或低海拔段（如1800米）的林地应把产流作为森林的主导服务功能，但位于中海拔段（如2100、2400米）的林地应把木材生产作为森林的主导服务功能；对林龄30年生左右的过密林分应及时合理间伐，以降低森林生态耗水量；在流域内把不同林龄的林分安排为马赛克式的空间分布格局，可避免大面积同龄林分布格局在干旱年份会出现的大量耗水导致的供水严重不足。应用本文研究成果，可促进将林地产水功能管理与传统的森林管理相结合，以确保旱区水分供应的可持续性。
该成果由国家重点研发计划项目等资助完成，以“Water yield variation with elevation, tree age and density of larch plantation in the Liupan Mountains of the Loess Plateau and its forest management implications”为题发表于《Science of the Total Environment》。通讯作者为森环森保所王彦辉研究员，第一作者田奥博士。（王晓/森环森保所）
论文链接：https://authors.elsevier.com/a/1bhrcB8ccoL0l
王晓 中国林科院森环森保所 2020-09-17

关键词 森林培育  人工林  森林水分  植物生理  林水管理  图片