三峡库区作为长江中下游的生态屏障,库区内森林植被的水源涵养和水土保持功能一直是学者们研究的热点问题,而马尾松(Pinus massoniana)是三峡库区分布最为广泛的树种之一。作为森林经营的关键性措施,抚育间伐对林分的生长发育具有重要影响,合理的间伐可以改善林冠层的营养空间,调节林木个体生长,从而影响森林的主要生态功能。本文以秭归县屈原镇九岭头林场的马尾松林为研究对象,根据“时空替代法”的思想,分别设置经不同间伐方式(未间伐、下层疏伐、上层疏伐)后的中龄林、近熟林和成熟林样地,结合野外调查和室内实验,对各间伐方式后不同生长阶段林分的林冠层、凋落物层和土壤层水源涵养功能以及林下植被的生物多样性进行研究,得到的主要结论如下:(1)随着大气降雨量的增加,林冠截留量表现出先增大后减小的趋势。未间伐样地内,林冠截留量随林龄增大而减小,间伐样地内林冠截留量随林龄增大而增大。间伐后短期内,林冠截留量大小为对照(14.92mm)>下层疏伐(13.52mm)>上层疏伐(9.19mm);到成熟阶段,林冠截留量大小为下层疏伐(14.63mm)>对照(13.61mm)>上层疏伐(12.40mm)。(2)与未间伐样地相比,间伐样地各生长阶段凋落物总蓄积量减少,且上层疏伐减少的更多。就整个生长阶段而言,凋落物蓄积量大小为近熟林>成熟林>中龄林。各样地凋落物未分解层最大持水量变化范围为4.05~7.15t/hm2,半分解层为5.59~11.48t/hm2,其大小规律与蓄积量基本一致。各林龄凋落物层有效拦蓄量大小为中龄林<成熟林<近熟林,三种方式之间大小则为对照>下层疏伐>上层疏伐,且半分解层均大于未分解层,说明凋落物层的水源涵养功能主要取决于半分解层。(3)各样地土壤容重变化范围为1.06~1.61 g/cm3,且均随土层加深而增大;土壤容重随林龄变化规律均为中龄林>近熟林>成熟林。各林分总孔隙度大小为38.12~60.75%,非毛管孔隙度大小为6.29%~14.75%,不同间伐方式下土壤毛管孔隙度和总孔隙度大小基本符合中龄林<近熟林<成熟林。未间伐样地有效持水量大小为中龄林<近熟林<成熟林,间伐后为中龄林<成熟林<近熟林。(4)选取林冠截留量、凋落物有效拦蓄量和土壤有效持水量作为水源涵养功能计量指标,结果表明,水源涵养总量变化范围为563.21~854.00 t·hm-2,土壤层占比高达74.59%~85.30%,其次是林冠层,占比为13.47%~24.01%,凋落物层最少,不到2%。未间伐样地水源涵养总量大小为中龄林<近熟林<成熟林,间伐样地为中龄林<成熟林<近熟林。与未间伐样地相比,下层疏伐和上层疏伐在间伐后较短时期内水源涵养总量均降低,但到近熟林阶段时,间伐样地水源涵养总量较未间伐样地有所增加。(5)间伐后,植物种类增加,尤其是阳性植物增加较多。与未间伐样地相比,间伐样地的Simpson和Shannon-Wiener多样性指数都有所增加;灌木层各生长阶段多样性指数大小为中龄林<近熟林<成熟林,草本层则因不同间伐方式而异。各样地均匀度指数变化规律也因间伐方式不同而不同。总体而言,上层疏伐后生物多样性增幅大于下层疏伐,说明强度间伐更有利于促进林下植被生物多样性的增长。综上所述,间伐后短期内林分水源涵养功能降低,但经过长期的生长后,间伐样地水源涵养总量较未间伐样地有所增加。间伐后林下植被生物多样性增加,且上层疏伐后增幅大于下层疏伐。因此,应制定科学合理的间伐方案,增加三峡库区马尾松林的水源涵养功能和生物多样性。