黑龙江省东部山地水源涵养林土壤优先流特征及其形成机理

Preferential flow is a fast and non-equilibrium soil water movement process. Preferential flow in soil of forested watershed can increase soil water availability and reduce the genesis of surface runoff，which has an important influence on forest hydrological processes. There's a relative shortage of water resources in Heilongjiang province. The function of water conservation forest is important.there's no report about soil preferential flow of water conservation forest in Heilongjiang province.Brilliant blue dye tracing method will be applied to observe preferential flow processes of in Heilongjiang province. Based on the spatial point pattern analysis and water break through curves method，the morphological characteristics and the distribution characteristics of preferential flow paths will be studied. The formation mechanism of preferential flow in forest soil of water conservation forest will be revealed.It's very important for the development of water conservation forest.

土壤优先流是一种快速非平衡的土壤水分运动过程，对森林流域水文过程具有重要影响，优先流的发生可提高水源涵养林土壤水分有效性，减少地表径流形成，有利于水资源保护和调控。黑龙江省水资源相对短缺，如何使水源地的水源涵养林更好的发挥涵养水源的作用，变得尤为重要。目前还未见关于黑龙江省东部山地水源涵养林土壤优先流研究的相关报道。本项目以黑龙江省东部山地水源涵养林为研究对象，采用染色示踪方法，依据体视学原理、空间点格局分析和水分穿透曲线理论，分别对不同类型水源涵养林土壤优先流的形态特征、发生类型，优先路径分布状态和数量特征进行研究，揭示不同类型水源涵养林土壤优先流特征，水源涵养林土壤优先流的空间异质性，探讨水源涵养林土壤优先流形成与发生机理，阐明土壤优先流和优先路径对于水源涵养林涵养水源的重要作用，以促进该地区水源涵养林涵养水源机理的研究。对于进一步认识森林流域水循环发生发展规律具有重要现实意义。

土壤优先流是一种快速非平衡的土壤水分运动过程，对森林流域水文过程具有重要影响，优先流的发生可提高水源涵养林土壤水分有效性，减少地表径流形成，有利于水资源保护和调控。黑龙江省水资源相对短缺，如何使水源地的水源涵养林更好的发挥涵养水源的作用，变得尤为重要。本项目以黑龙江省东部山地水源涵养林为研究对象，选择了比较有代表性的落叶松人工林、天然次生林和榛子灌丛等林分，采用野外染色示踪法，通过体视学方法进行图像解析，分别对不同类型水源涵养林土壤优先流的形态特征、发生类型，优先路径分布和数量特征进行了研究。得到了三种水源涵养林土壤优先流形态特征，确定了黑龙江省东部山地落叶松人工林土壤优先流以大孔隙流为主，天然次生林和榛子灌丛土壤优先流以大孔隙流、漏斗流、环绕流为主。通过对比研究优先流区和基质流区土壤物理性质（容重、团聚体、孔隙度、持水特性、入渗特征）的差异，探讨了土壤物理性质对林地土壤优先流形成的影响。通过优先流区和基质流区根长密度和根系生物量的差异分析，探讨植物根系对林地土壤优先流形成的影响。从导致土壤优先流发生的主要因素入手，探寻了黑龙江省东部山地水源涵养林土壤优先流的形成机理。研究结果发现土壤非毛管孔隙做为大孔隙，是黑龙江东部山地水源涵养林土壤优先流发生的重要原因，水分能在土壤中形成快速运动的大孔隙流，证明了优先路径是水源涵养林土壤水分和溶质运移的重要通道。良好的土壤团聚性能和渗透性能能够促进土壤优先流的运移。植物根系生长产生的大孔隙促进了土壤优先流的产生。土壤优先流和优先路径对于水源涵养林涵养水源具有重要作用。研究结果为黑龙江省东部山地水源涵养林研究提供了理论依据。