林业科学

作者：管凝1,程金花1,2,*,侯芳1,曾合州1,沈子雅1,赵梦圆1,秦建淼1

单位：1. 北京林业大学水土保持学院　云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站　北京1000832. 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室　北京 100083

关键词：优先流,喀斯特地区,染色示踪试验,纯林,混交林

基金：国家自然科学基金项目（32071839）。

目的: 分析西南喀斯特地区纯林和混交林的土壤优先流特征，为当地森林植被恢复提供一定理论依据。方法: 选取2种典型森林植被类型（侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林），基于野外染色示踪试验，设置2种模拟降水量，使用亮蓝染料溶液染色，挖掘土壤的染色竖直剖面和水平剖面，借助图像处理技术，提取染色面积比、平均最大入渗深度、基质流深度、优先流比和长度指数5个优先流特征参数，同时获取不同深度处土壤的优先路径分布、数量和比例。结果: 当模拟降水量相同时，混交林的土壤染色面积比和平均最大入渗深度均高于纯林；当模拟降水量由25 mm增至60 mm时，混交林的土壤染色面积比由12.36%变为16.44%，平均最大入渗深度由22.21 cm变为30.64 cm，土壤染色面积比和最大入渗深度增幅相近；纯林的土壤染色面积比由7.42%变为15.89%，最大入渗深度由12.50 cm变为17.59 cm，土壤染色面积比增幅明显高于平均最大入渗深度。混交林下土壤染色形态呈指状或枝状，有独立斑块存在，纯林呈漏斗状，无独立斑块。当模拟降水量为25 mm时，混交林下基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为1.65 cm、76.70%和352.61%，高于侧柏纯林的1.31 cm、74.33%和184.20%；当模拟降水量增至60 mm时，混交林下基质流深度、优先流比和长度指数为2.21 cm、77.18%和497.02%，而侧柏纯林则为4.29 cm、53.83%和331.27%。喀斯特地区混交林和纯林的优先路径主要分布在15 cm以上土层，且半径大多小于5 mm。混交林下土壤优先路径随土层深度的变异性更强，且大影响半径（>5 mm）优先路径的比例（19.0%）高于纯林（9.0%）。结论: 喀斯特地区侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林2种典型森林下均存在一定的优先流现象，由于其特殊土石结构影响，林地土壤优先路径数量较多；混交林下优先流的发育程度和空间变异性比纯林高，与其大影响半径优先路径比例高、优先路径分布变异性强有直接关系。

来源：2023年第12期

《林业科学》期刊编辑部

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