森林枯落物层是森林垂直结构中的重要组成部分,对森林水文循环过程产生巨大影响。园林有机地被物是利用树木实木部分,将其破碎,覆盖在城市裸地中起到改良土壤,美化环境的作用。这种材料在城市林业的建设中被广泛运用,对屋顶绿化和海绵城市的建设具有非常重要的意义。森林枯落物层和园林有机地被物层都是与土壤直接接触的垂直结构层,均具有涵养水源、延缓地表径流、增加土壤入渗和防止水土流失等生态水文功能。为了探究这两种地被物层的水分截留特性及其对土壤层水文功能的影响,实验选取森林植被枯落物层的典型代表——栓皮栎枯落物和常用的园林有机地被物作为实验对象,设置了不同地被物层厚度、雨强和坡度因子,模拟其截留的动态过程以及对土壤径流、入渗等水分变化的影响,分析这两种地被物层的水文生态效益,研究被物层对土壤水文的影响。研究结果为有机物覆盖下坡面的产流机理研究提供实验和数据支撑。主要研究结果如下:1.浸泡实验中,栓皮栎枯落物未分解层最大持水率312.8%,有效拦蓄率265.9%;半分解层最大持水率267.1%,有效拦蓄率227.0%。园林有机地被物最大持水率为110.5%,有效拦蓄率93.9%。园林有机地被物持水率小于栓皮栎枯落物。两种地被物持水量与浸泡时间均满足对数函数的关系,吸水速率与浸泡时间呈幂函数的关系。2.两种地被物对降水的分配包括了侧向流、垂向流和地被物层持水。垂向流占比最大,栓皮栎枯落物的侧向流比例大于截留量。相同厚度的园林有机地被物的截留量大于栓皮栎枯落物,园林有机地被物的侧向流大于栓皮栎枯落物的侧向流。降雨实验中栓皮栎枯落物层的有效持水率在162%-232%之间,园林有机地被物有效持水率在42%-101%之间。3.降雨实验中,栓皮栎枯落物约有61.2%-75.8%的截留水量作为滴落雨或者侧向流从层中流出,园林有机地被物层中则约有36%-62.4%的截留水量作为滴落雨从园林有机地被物层中滴落或者侧向流出。园林有机地被物对雨后雨水的截持能力强于栓皮栎枯落物,栓皮栎枯落物的最大持水量和有效持水量的差值较大,持水能力的弹性范围大于园林有机地被物。4.栓皮栎枯落物层在降雨过程中不同因子对侧向流的影响能力大小为坡度>雨强>厚度。园林有机地被物层为坡度>雨强>厚度。栓皮栎枯落物的最大水分蓄持量Hmax在3.10mm至7.10mm之间。园林有机地被物的最大水分蓄持量Hmax在3.38mm至15.37mm之间。栓皮栎枯落物的有效水分蓄持量Hmin在1.07mm-1.72mm之间,影响其大小的因子主要是厚度和坡度,与雨强之间的关系不显著。园林有机地被物的有效水分蓄持量Hmin在1.12mm-8.62mm之间,不同因子对其影响强度大小为厚度>雨强>坡度。在相同的降雨条件下园林有机地被物有效水分蓄持量Hmin大于栓皮栎地被物。5.有地被物覆盖的情况下降水的分配包括了径流量、土壤持水量、土壤排水量和地被物层持水量四个部分。土壤排水量所占的水分比例最高,其次为土壤层持水量,径流量与覆盖层持水量随着地被物厚度的变化大小发生改变。对比裸土与铺设了地被物的土壤层,有覆盖土壤的土壤持水量和土壤排水量高于裸土,而产生的径流量显著地小于裸土地面。6栓皮栎枯落物与园林有机地被物覆盖下的土壤层径流量显著减少。产生的径流量遵循随着栓皮栎枯落物厚度增加而减少的规律,而园林有机地被物在2cm厚度下减流能力最强,在这之后随着厚度的增加产生的径流量小幅度增加。