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冀北山区属于半干旱向半湿润地带的过渡区,生态环境复杂且脆弱。该地区华北落叶松人工林为主要的林分类型,研究不同林龄华北落叶松人工林的水文效应,对冀北山区水源涵养防护林体系的建设经营有着重要的意义。本研究以冀北山区不同林龄华北落叶松林人工林为研究对象,在围场北沟林场设置试验标准地,采用野外调查和室内试验的方法,对其林冠层、枯落物层、土壤层的水文功能进行分析和比较,最后进行水文功能的综合评价。本文结论如下: (1)林冠层水文效应研究。截留率与降雨量的最优回归方程为y=axb,截留率随着降雨量的增大先急剧增大,而后逐渐缓慢。不同林龄华北落叶松人工林截留率依次为:成熟林(48.8%)>近熟林(46.2%)>中龄林(44.3%)>幼龄林(35.2%)。华北落叶松蒸腾速率均呈单峰曲线,在11:00前后达到峰值。蒸腾速率以中龄林最大,幼龄林最小。林分蒸腾耗水量依次为中龄林23117 L/(d·hm2)>幼龄林14189L/(d·hm2)>近熟林12480 L/(d·hm2)>成熟林8360 L/(d·hm2)。 (2)枯落物层水文效应研究。不同林龄华北落叶松人工林枯落物厚度、储量、最大持水量、有效拦蓄量均随着林龄的增大而增大。厚度介于3.40~7.90 cm之间;储量在18.85~26.96 t/hm2范围内;最大持水量在36.74~75.27 t/hm2范围内;有效拦蓄量在在22.49~47.1 t/hm2范围内。持水量与浸水时间的最优回归方程为y=aln(x)+b。 (3)土壤层水文效应研究。不同林龄土壤容重均随土壤深度增加而增大,0~60cm土壤层平均容重依次为幼龄林(1.38 g/cm3)>中龄林(1.36 g/cm3)>近熟林(1.20 g/cm3)>成熟林(1.15 g/cm3)。土壤非毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水量、有效持水量、稳渗速率均为近熟林>成熟林>中龄林>幼龄林。其中非毛管孔隙度分别为5.79%,4.97%,3.84%,2.72%;总孔隙度分别为57.83%,57.4%,52.46%,49.66%;土壤最大持水量分别为867 t/hm2,861 t/hm2,787 t/hm2,745 t/hm2;有效持水量分别为86.9 t/hm2,74.5 t/hm2,57.5 t/hm2,40.8 t/hm2;稳渗速率为4.3mm/min,3.8 mm/min,2.8 mm/min,2mm/min。土壤入渗速率与入渗时间的最优回归方程为y=axb。 (4)综合评价。构建水文效应评价体系,用熵权法进行综合评价,不同林龄华北落叶松人工林水文效应从大到小依次为近熟林(0.814)>成熟林(0.722)>中龄林(0.525)>幼龄林(0.146),近熟林的水文功能最好。