华北北部地区防护人工林的水分承载与结构优化OA

为明确华北北部坝上防护人工林在水分约束下的适宜经营密度,并揭示林分结构、生态功能与土壤水分承载阈值之间的耦合关系,以河北省张家口市康保县小叶杨(Populus simonii)与樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林为研究对象,沿密度梯度布设标准样地,连续监测气象因子、土壤含水量与树干液流,并同步开展防风固沙与水源涵养观测试验;基于生长季水量平衡估算土壤水分植被承载力,结合因子分析构建防护功能综合指数,并采用多目标优化确定兼顾功能收益与水分安全的经营密度。结果表明:防护功能随密度增大呈“先升后降”的非线性响应;近地层(≤2 m)减风减沙效应主要受平均树高控制(R2≥0.93),林冠截留量总体随密度增大而提高,且增益可能在高密度阶段趋于减弱,而枯落物与土壤持水能力在中等密度达到最优。土壤水分植被承载力分别为小叶杨林425株·hm^(-2)、樟子松林579株·hm^(-2);在功能—水分权衡下,推荐适宜经营密度分别为小叶杨林400株·hm^(-2)、樟子松林625株·hm^(-2)。结果表明,以土壤水分植被承载阈值为约束实施差异化密度调控,可在维持防风固沙与水源涵养效益的同时降低深层土壤干化风险,为坝上防护林精准抚育与“以水定绿”提供定量依据。