临猗县不同林龄苹果林地枯落物及土壤水源涵养功能研究

Study on Water Conservation Function of Litter and Soil in Apple Tree Plantation of Different Stand Ages of Linyi

摘要

探讨不同林龄苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力的变异特征，明确苹果林地的水分特征，对建立合理的果园管理制度等具有重要意义。以运城市临猗县不同林龄（4、6、15、30 a）苹果林地为研究对象，通过野外调查和室内试验，对苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力进行定量描述和差异性研究。结果表明，4种林龄苹果林地枯落物层总蓄积量为0.82~2.09 t/hm²，最大持水量介于4.91~13.09 t/hm²，有效拦蓄量在3.36~9.38 t/hm²，随着林龄的增长，以上参数量均表现为先增大再减小的趋势，以15 a为最大。枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间分别存在良好的对数和幂函数关系。在0~60 cm范围内，随着林龄的增长，苹果林地土壤容重逐渐减小，总孔隙度和最大持水量逐渐增加，以30 a为最大。随着土层加深，不同林龄苹果林地土壤容重呈现先增大再减小的趋势；除林龄4 a外，其余林龄土壤总孔隙度逐渐减小，但各土层之间差异性不显著。30 a苹果林地土壤最大持水量随土层加深逐渐降低，其余林龄呈现先减小再增加的趋势，均以0~10 cm土层持水量最大，20~40 cm土层最低。坐标综合评定法得出林龄在15 a时枯落物层和土壤层（0~60 cm）总水源涵养功能最强，30 a林龄次之，4 a林龄最弱。

Abstract

To investigate the effects of different stand ages on the litter and soil water conservation ability in apple tree plantation， and clarify the water characteristics of apple tree plantation， is of great significance for establishing a reasonable orchard management system， consiolidating and expanding the achievements of poverty alleviation and realizing rural revitalization. Taking apple tree plantation of different stand ages （4， 6， 15 and 30 a） in Linyi County， Yuncheng City as the research object， this paper quantitatively described and studied the differences of litter and soil water conservation ability in apple tree plantation through field investigation and laboratory test. The results showed that： the total storage of the litter about the four stand ages in apple tree plantation ranged from 0.82 to 2.09 t/hm²， the maximum water holding capacity ranged from 4.91 to 13.09 t/hm²， and the water conservation capacity ranged from 3.36 to 9.38 t/hm². With the increase of tree age， these parameters increased first and then decreased， and the maximum was 15 years old. There were good logarithmic and power function relationships between water holding capacity， water absorption rate and soaking time of litter layer respectively. Within the range of 0 to 60 cm， as the tree age increased， the soil bulk density decreased gradually， the total porosity and the maximum water holding increased gradually， and the maximum was 30 a. With the deepening of soil layer， the soil bulk density of apple tree plantation of different stand ages increased first and then decreased. Except 4 a， the total soil porosity of the remaining trees decreased gradually， but the difference between different soil layers was not significant. The maximum soil water holding capacity of 30 a orchard gradually decreased with the deepening of the soil layer， and the other trees showed a trend of decreasing first and then increasing at the age of 0 to 10 cm soil layer， and the minimum water holding capacity at 20 to 40 cm soil layer. According to the coordinate comprehensive evaluation method， the performance of litter and soil water conservation capacity of different stand ages was the strongest at the age of 15 years， the second at the age of 30 years， and the weakest at 4 a years.

Graphical abstract

关键词

水源涵养 / 苹果林地 / 林龄 / 枯落物 / 土壤

Key words

Water conservation / apple tree plantation / stand ages / litter / soil

0 引言

水源涵养是生态系统在一定的时空范围和条件下将水分保持在系统内的过程和能力^［1］，是评价陆地生态系统服务功能的重要指标。从最早森林水文学的林冠截留、地表径流、防洪效应到现在涉及“山水林田湖草沙”等重大综合治理工程的研究，水源涵养已为中国重大生态战略的科学规划和实施提供着大量支撑。生态学视角上的水源涵养功能与蓄水能力、降水量、蒸散能力有关，对降水再分配有重要的影响。一般认为水源涵养能力是植被冠层、枯枝落叶层、土壤层蓄水能力之和，其中，植被截留能力为1.65 mm^［2］，枯落层的蓄水能力一般略高于冠层，为2~5 mm^［3-4］，土壤对大气降水的调节能力达到90%以上^［5］，远高于植被冠层和枯落层。因此枯落物层和土壤层是水文功能重要组成部分，具有涵养水源、调节地表径流、减少土壤侵蚀的作用^［6-7］，也是土壤健康状况的直接反映，关系到作物的生长和发育。当前，不少学者对枯落物层和土壤层的水源涵养能力的研究主要集中在林地方面，包括林分组成、林龄、林分密度和立地条件等特征的影响^［8-11］，但对于人工经济林的研究报道还较少。

运城市是山西省的农业主产区，其中临猗县属于农业农村部规划的温带半干旱苹果优势产区，2023年“临猗苹果”荣获中国区域品牌（地理标志）百强榜第62位。因其得天独厚的自然条件，包括土壤质地、丰富的日照和昼夜温差较大，是黄土高原苹果产业优势地带，同时区域化的栽植规模，日益优化的产业结构，让苹果成为当地农民致富的“金苹果”。然而随着种植面积的扩大及果树利用年限的增长，苹果林地土壤水分和养分含量普遍降低，造成苹果产量和品质下降^［12］，影响运城苹果市场竞争力。目前针对苹果林地的研究主要集中在土壤养分、土壤管理、病虫害防治和果实品质等方面^［13-16］，侧重于果树生长状况的研究，对苹果林地水分状况的定量研究相对有限。苹果林地在经营管理中的清耕制度无法最大限度发挥枯落物的水文性能，同时苹果属多年生，深根系，对土壤水分利用深度可超过10 m^［17］，因此，测定和分析苹果林地枯落物和深层土壤水分状况，对实现苹果林地水分、养分科学管理和合理施肥具有重大意义。本研究以运城市临猗县苹果主产区为研究对象，探索在不同林龄和土壤深度下苹果林地枯落物以及土壤水文性能的变化特征，为促进当地苹果产业的可持续发展提供科学依据。

1 研究区域概况和研究方法

1.1 研究区域概况

运城市临猗县位于山西省西南部，地理位置为34°58′52.9″~35°18′47.6N，110°17′30.7″~110°54′38.9″E，地处黄土高原和华北平原过渡地带，地带性土壤类型为在黄土母质上发育的褐土。地势北高南低，平均海拔500~800 m。气候类型属暖温带大陆性季风气候区，日照时间充足，全年平均日照时数2 271.6 h，全年日照总辐射量为123.9 kcal/cm²，年平均气温13.5 ℃，极端最低气温为-11.2 ℃，极端最高气温为42.8 ℃。年无霜期226 d，年平均降水量499.1 mm，相对湿度61%~70%，独特的气候条件为苹果的生长提供了优越的生态环境，使得这里成为中国特色果品优势区。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置

2023年4月在研究区内选取林龄为4、6、15、30 a的典型苹果林地，每个苹果林地间隔30 m以上，并保证其地势和管理措施等基本一致，样地区域位于35°10′~35°11′N，110°43′~110°44′E。在每个苹果林地内随机设置3块20 m×20 m 的样地，并对样地基本概况进行测定，见表1。

1.2.2 样品采集与处理

2023年4月在每个样地内随机设置3个采样点。为了对比不同深度的土壤水分变化特征，最终选取0~60 cm深度的剖面进行土壤样品的采集。在1.5 m×1.5 m×1 m剖面坑内按照0~10、10~20、20~40、40~60 cm逐层用环刀采集原状土样，带回试验室进行土壤物理性质和持水能力测定，指标包括土壤容重、土壤持水量和土壤孔隙度等^［18］。

在每一个选定的样地内随机选取3个50 cm×50 cm样方作为枯落物样品采集区。2023年11月将样方内所有枯落物取样装入密封袋，随后带回试验室进行室内试验。利用室内浸泡法^［19-20］测定水源涵养相关指标，即首先称量枯落物总质量，之后在85 ℃的烘箱内烘干8 h后称重，由此可得到枯落物蓄积量和自然持水率。将每一个样地3个采集区的枯落物烘干后，分别装入3个干净网袋内，共计36个网袋，并分别在水中浸泡0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00、24.00 h，称量各时刻的质量，以不滴水时的重量为准。将浸水24 h时枯落物的持水量作为最大持水量，据此推算出有效拦蓄率和有效拦蓄量。

1.2.3 枯落物和土壤层水源涵养能力综合评价

采用坐标评定法，将评定对象看作由多向量决定的空间点，比较各点与最佳点的距离，对多个不同量纲指标进行综合评价^［21］。

d_{ij}=\frac{a_{ij}}{m_j}。（1）

式中：d_ij 为原始数据相对值；a_ij 为原始数据；m_j 为各项指标最优值；i为不同处理，即不同林龄；j为不同指标。

P_{ij}=\sqrt[]{(\mathrm{1}-d_{ij}{)}^{\mathrm{2}}}。（2）

M_i={\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^n}{P}_{ij}。（3）

式中：M_i 为各处理到最优点的距离和；P_ij 为第i种处理到最佳点的距离。

首先对各项指标原始数据进行无量纲化处理，见式（1）；然后通过式（2）计算第i种处理到最佳点的距离（P_ij ）；最后由式（3）得出各处理到最优点的距离和M_i。M_i 越小，说明到最佳点的距离越小，水源涵养能力最优。

1.2.4 数据处理

本研究使用Excel 2010软件对试验得出的数据进行统计汇总，运用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析和差异显著性检验，采用origin 2022软件制图。

2 结果分析

2.1 不同林龄苹果林地枯落物层水源涵养能力

2.1.1 不同林龄苹果林地枯落物的持水能力

不同林龄苹果林地枯落物蓄积量具有一定的差异。由表2可知，苹果林地枯落物总蓄积量范围为0.82~2.09 t/hm²，由大到小依次为15、30、6、4 a。经过最小显著性差异法（LSD）、Duncan检验可得出4 a的枯落物总蓄积量与15 a和30 a差异显著。

枯落物的持水能力表示持水容量及吸收地表径流的能力，表征指标包括枯落物的最大持水量和最大持水率^［22］。由表2可知，枯落物最大持水率为540.59%~626.39%，林龄15 a的最大持水率与30 a有显著性差异。枯落物最大持水量范围为4.91~13.09 t/hm²，由大到小依次为15、30、6、4 a，其中15 a和30 a枯落物最大持水量与4 a的差异显著。

枯落物层的拦蓄能力代表枯落物对一次降水的最大截留能力，与枯落物的数量、水分状况和降雨性质有关，表征指标包括有效拦蓄率和有效拦蓄量。由表2可知，不同林龄苹果林地枯落物有效拦蓄率的范围为325.03%~448.85%，不同林龄间差异性不显著。有效拦蓄量的范围3.36~9.38 t/hm²，由大到小依次为15、30、6、4 a，不同林龄间差异性显著。

2.1.2 不同林龄苹果林地枯落物层的持水过程

枯落物的持水量与浸水时间成正比，吸水速率与枯落物的数量、自然含水量等因素有关^［23］。由图1可知，枯落物持水量随浸泡时间的变化趋势基本一致。在浸水初期2 h内，枯落物的持水量随时间变化有明显的上升，说明枯落物处于快速吸收的阶段。到2 h时，各林龄苹果林地枯落物的持水量已达到饱和持水量的85%以上。随着浸泡时间的增加，枯落物持水量增加速率逐渐变缓。在浸水10 h后基本达到饱和状态，分别达到饱和持水量的97.5%、96.8%、98.6%、98.1%。对浸水0.25~24 h范围内的4种不同林龄苹果林地枯落物的持水量与浸泡时间展开拟合分析，发现持水量与浸水时间呈现出比较显著的对数函数关系，得到的回归系数R²均大于0.88，见表3，关系式为：Q=alnt+b。其中，Q表示枯落物的持水量，t/hm²；a、b为方程式中的系数。

由图2可知，枯落物吸水速率随着浸水时间的延长而降低，其吸水速率变化过程基本一致，与浸泡时间表现为负相关关系。在最初的0.25 h时间段内，枯落物吸水速率最大，但随着浸泡时间的增加，吸水速率逐渐降低，在浸泡24 h后，吸水速率接近0，处于一种动态平衡的状态。通过比较分析，不同林龄苹果林地枯落物的持水量和吸水速率在0~2 h时间段内，由大到小呈现出30、15、6、4 a，之后的时间段，则为15、30、6、4 a。

对浸水0.25~24 h的4种不同林龄苹果林地枯落物的吸水速率与浸泡时间进行拟合分析，发现吸水速率与浸水时间呈现出比较显著的对数函数关系，得到的回归系数R²均大于0.99，见表4，关系式满足V=at^-b。其中，V表示枯落物的吸水速率，t/（hm²·h）；a、b为方程式中的系数。

2.2 不同林龄苹果林地土壤层的水源涵养能力

2.2.1 不同林龄苹果林地土壤物理性状

容重是土壤物理结构、紧实度和渗透性的重要指标。一般认为，当土壤容重小时，土壤结构、透气透水性能越好。由图3可知，土壤容重均值由大到小为4 a（1.43 g/cm³）、6 a（1.36 g/cm³）、15 a（1.21 g/cm³）、30 a（1.19 g/cm³）。不同林龄苹果林地土壤容重随土层加深呈现先增大再减小的趋势，但各林龄土壤容重在不同土层之间差异较小。所有龄组土壤容重均在0~10 cm表层最小，在20~40 cm土层达到最大值。0~20 cm土层土壤容重的林龄差异显著，其余土层均差异不明显。其中，0~10 cm土层土壤容重在15 a时最小（1.04 g/cm³），其次为30 a（1.12 g/cm³）、6 a（1.30 g/cm³）、4 a（1.34 g/cm³）。在10~20、20~40、40~60 cm土层，土壤容重在30 a时最小，分别 为1.14、1.28、1.21 g/cm³，并与4 a间存在显著性差异。

对于果树而言，一般认为适宜的土壤容重应在1.00~1.30 g/cm^3［24］，本研究发现，只有30 a苹果林地在0~60 cm范围内土壤容重处于适宜范围（1.12~1.28 g/cm³），15 a苹果林地在表层0~20 cm层次处于适宜容重范围（0.99~1.18 g/cm³），6 a苹果林地仅在表层0~10 cm层次处于适宜容重范围，4 a苹果林地在0~60 cm范围内土壤容重超过适宜范围（1.34~1.50 g/cm³）。由此可见，苹果林地土壤容重大致在0~20 cm土层处于适宜范围，但在20~60 cm底土层明显增大，亚表层以下土层相对紧实。

不同林龄苹果林地土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度（土壤毛管孔隙加上非毛管孔隙）随土层加深的变化规律不一致。由图4可知，除4 a，其余林龄土壤毛管孔隙度和总孔隙度随土层加深而逐渐减小，但各林龄土层间的差异不显著。不同土层土壤孔隙度的林龄差异显著，在0~10 cm土层，30 a土壤毛管孔隙度最大（58.78%），非毛管孔隙度和总孔隙度以15 a最高，分别为7.13%和63.05%。在10~20 cm和40~60 cm土层，土壤毛管孔隙度和总孔隙度随着林龄的增加逐渐增大，在30 a时最大，分别为56.85%、59.71%和53.04%、55.56%。在20~40 cm土层，土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均以30 a最高，分别为54.34%、3.49%和57.83%。在0~60 cm土层，平均毛管孔隙度和平均总孔隙度均随着林龄的增长呈现明显增加的趋势，在30 a林龄时最高，分别为55.75%和58.47%。

不同林龄苹果林地土壤剖面孔隙度大体以20 cm处为界，具有明显的“上松下实”的变异特征。30 a苹果林地土壤总孔隙度均保持在50%以上（55.56%~60.78%），6 a和15 a苹果林地在0~20 cm土层在50%以上，在20~60 cm土层维持在45.0%~50%范围，4 a苹果林地在0~40 cm土壤处于45.03%~47.32%，在40~60 cm土层低于45%（44.53%），根据魏彬萌等^［25］提到的孔隙度在50%以上，属于结构良好状态，45%~50%属于压实状态，40%~45%属于严重压实状态的标准，本研究中苹果林地土壤20~ 60 cm土层处于压实和严重压实的状态，不利于果树根系的延伸。

2.2.2 不同林龄苹果林地土壤持水能力

由表5可知，不同林龄苹果林地土壤各土层间的土壤含水率、最大持水量和毛管持水量差异不显著。30 a林龄时土壤最大持水量和毛管持水量均随土层加深逐渐降低，其余林龄呈现先减小再增加的趋势，0~10 cm土层持水量最大，20~40 cm土层持水量最低。在0~10 cm土层，15 a林龄的土壤持水能力均显著高于其余林龄。在10~20 cm土层，30 a林龄的土壤最大持水量和毛管持水量明显高于其 余林龄，土壤持水能力随着林龄的增长逐渐增加。在其余土层，各林龄土壤持水能力差异性不显著，在30 a林龄时最大。在0~60 cm土层，平均土壤含水率、平均最大持水量和平均毛管持水量均随着 林龄的增长呈现明显增加的趋势，在30 a林龄时最高。

2.3 不同林龄苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力评价

选取枯落物（蓄积量、最大持水量和有效持水量）和土壤（ 毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、毛管持水量和最大持水量） 作为水源涵养能力的评价指标。首先对原始各项指标数据进行无量纲化处理，之后根据式（3）得出不同林龄枯落物和土壤水源涵养能力的综合评价值，其值越小，表示水源涵养能力越强。由表6可知，不同林龄水源涵养能力综合表现由大到小为15、30、6、4 a。

3 结果与讨论

3.1 不同林龄苹果林地对枯落物的水文效应的影响

本研究对运城市临猗县不同林龄苹果林地枯落物层的水文功能进行研究，探讨了各类型枯落物层的蓄积量和持水能力。结合果树的生长阶段特征，选取的4、6、15、30 a的苹果林地，分别对应于苹果树的4个不同生长时期。其中，4 a为挂果前期林龄，6 a为挂果初期林龄，15 a为挂果旺期，30 a为挂果后期林龄。苹果林地枯落物蓄积量受到温度、降水和光照等气候因子，以及种植密度、树木组成、生长状况和人为作业措施等生物因素的影响^［26］，本研究中4种林龄枯落物层总蓄积量为0.82~2.09 t/hm²，由大到小依次是15、30、6、4 a，枯落物蓄积量随着林龄的增长表现为先增大后减小的趋势，以4 a时的最小，15 a时的最大。一些研究表明枯落物分解速率与林龄呈现负相关关系^［27］。一方面随着林龄增长，苹果林地郁闭度逐渐增加，使得园内微环境如光照、温度和穿透雨呈现下降趋势，这些因素降低了枯落物的破碎和淋溶等过程^{［22，28］}；另一方面大龄林相比于幼龄林有更多的凋落物输入，枯落物堆积相对紧密、孔隙较小、密度较大^［29］，因此挂果前期和初期枯落物总蓄积量低于旺期后期。结合本研究，林龄为15 a的苹果林地处于壮果期，每年的生长量较大，可产生大量的枯落物。30 a林龄的果树处于生长最后阶段，新陈代谢缓慢，年生长量逐渐减小，此时蓄积量低于15 a林龄。该结果与富丽等^［30］、杨家慧等^［31］研究结果基本一致，与叶晶等^［32］、罗航等^［9］、高迪等^［22］研究结论有所区别，主要原因在于树种类型、立地条件不同。

枯落物的持水能力取决于蓄积量、干燥程度、内部结构或排列形状等^［33］。本研究中枯落物最大持水量和有效拦蓄量均以15 a为最大，此结论与枯落物蓄积量表现规律一致。相关性分析也表明蓄积量与最大持水量、有效拦蓄量显著相关（P<0.05），由此得出枯落物的蓄积量增加，持水能力也随之增加，对实际降雨的拦蓄能力增强，这与赵锦梅等^［34］、许小明等^［35］结果一致。

不同林龄样地的枯落物持水量和吸水速率随浸泡时间变化具有规律性，枯落物的持水量与浸水时间呈正相关性。在浸泡初期，枯落物自身相对干燥，2 h内枯落物持水量快速上升，浸泡10 h后，其持水量达到最大值并处于稳定饱和状态。枯落物吸水速率与浸水时间为负相关关系，在最初的0.25 h时间段内，吸水速率最大，之后逐渐降低，在浸泡 24 h后，枯落物的吸水速率接近0，处于一种动态平衡的状态。枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间分别存在良好的对数和幂函数关系，这与大多数学者的研究结果相似^{［9，21-22，25］}。从吸水动态变化来看，不同林龄苹果林地枯落物的持水量和吸水速率在0~2 h时间段内，由大到小呈现出30、15、6、4 a，之后的时间段，则为15、30、6、4 a。

3.2 不同林龄苹果林地对土壤的水文效应的影响

土壤容重是反映土壤紧实度的一个指标，受地表植被、土壤成分组成、土层深度、土壤水分状况和土壤温度等因素影响。土壤孔隙度是土壤结构的一个重要参数，反映土壤孔隙状况和松紧程度，评价土壤空气和水分的通透情况。其中毛管孔隙表征土壤的储水性能，非毛管孔隙反映土壤的透水性能，孔隙情况良好的土壤能较快容纳降雨并促进径流下渗，减少径流产生^［5］。土壤最大持水量可反映土壤水源涵养能力^［36］。

本研究发现，随着林龄的增加，平均土壤容重逐渐减小，平均毛管孔隙度、平均总孔隙度、平均最大持水量和平均毛管持水量逐渐增加，与叶晶等^［32］、王美莲等^［37］等研究结果相似。这可能与枯落物分解、土壤中的水分和苹果林地精细管理有关，一方面随着林龄增长，大龄林相比于幼龄林有更多的凋落物输入，枯落物分解提供了大量的有机碳，有效提高了土壤团聚体稳定性^［38］，对土壤孔隙结构产生有利影响，改善了土壤的通气性和保水能力，土质疏松，土壤容重变小。其次通过相关性分析，土壤自然含水率与土壤容重呈现负相关关系，与土壤毛管孔隙度、总孔隙度呈现极显著正相关。因此当水分在适宜范围内，有利于土壤中微生物的活动，使得有机质含量增加，土壤容重降低。另外苹果林地生长管理时间越长，土壤养分含量越高。本研究土壤容重、孔隙度与持水量都有着极显著的相关性，说明了土壤的物理性质决定了土壤的持水能力。

相关研究表明，随着土层的加深，土壤容重逐渐增加，土壤总孔隙度和最大持水量呈现减小的趋势^［9，22］。这主要是因为下层土壤受上层土的压实，同时土层越深，有机质含量越少。本研究发现土壤容重随土层加深呈现先增大再减小的趋势，除30 a林龄时土壤最大持水量和毛管持水量随土层加深逐渐降低外，其余林龄呈现先减小再增加的趋势，0~10 cm土层持水量最大，20~40 cm土层持水量最低，40~60 cm土层持水量有所提高。分析产生的原因，可能与苹果深根特性有关，苹果根系在土壤中穿插、挤压和分泌物质，一定程度上促进了土壤颗粒的胶结和毛管孔隙的形成，也提供了大量的有机碳，进而改善了土壤的结构，使得土壤的持水能力增强^［39］。

4 结论

1）4种林龄枯落物层总蓄积量为0.82~2.09 t/hm²，总的最大持水量范围为4.91~13.09 t/hm²，有效拦蓄量在3.36~9.38 t/hm²，随着林龄的增长枯落物层水源涵养能力表现为先增大后减小的趋势，以4 a时的最小，15 a时的最大。

2）在0~60 cm土层，随着林龄的增加，平均土壤容重逐渐减小，平均毛管孔隙度、平均总孔隙度、平均最大持水量和平均毛管持水量呈现明显增加的趋势，在30 a林龄时最高。不同林龄苹果林地土壤容重随土层加深呈现先增大再减小的趋势，所有龄组土壤容重均在0~10 cm表层最小。除4 a，其余林龄土壤毛管孔隙度和总孔隙度随土层加深而逐渐减小，但各林龄土层间的差异不显著。30 a林龄时土壤最大持水量和毛管持水量均随土层加深逐渐降低，其余林龄呈现先减小再增加的趋势，0~10土层持水量最大，20~40 cm土层持水量最低。

3）采用坐标综合评定法对不同林龄苹果林地枯落物层和土壤层水源涵养能力进行综合评价，随着林龄增长，苹果林地水源涵养能力呈现先增加后减小的趋势，林龄在15 a时水源涵养能力最佳，其次为30 a。

4）苹果林地生态环境是一个动态平衡的有机整体，本研究中不同林龄苹果林地枯落物层和土壤层的水源涵养能力的发挥体现出的不完全同步性，强调了在苹果科学种植管理中应确定合理的林龄，保持最佳的水文效应。为了更好地了解苹果种植的关键影响因素，后续将开展土壤养分、土壤酶活性、土壤有机碳组分与苹果产量和品质间关系的研究，对运城市苹果主产区的水肥管理提供理论指导，推动山西苹果产业的健康持续发展。

参考文献

[1] 吕一河，胡健，孙飞翔，水源涵养与水文调节：和而不同的陆地生态系统水文服务［J］.生态学报，2015，35（15）：5191-5196.

[2] LYU Y H， HU J， SUN F X，et al.Water retention and hydrological regulation： harmony but not the same in terrestrial hydrological ecosystem services［J］.Acta Ecologica Sinica，2015，35（15）：5191-5196.

[3] ROO A P J， WESSELING C G， RITSEMA C J.LISEM： A single-event physically based hydrological and soil erosion model for drainage basins（Ⅰ）：Theory，input and output［J］.Hydrological Processes，1996，10（8）：1107-1117.

[4] 石培礼，吴波，程根伟.长江上游地区主要森林植被类型蓄水能力的初步研究［J］.自然资源学报，2004（3）：351-360.

[5] SHI P L， WU B， CHENG G W.Water retention capacity evaluation of main forest vegetation types in the upper Yangtze basin［J］.Journal of Natural Resources，2004（3）：351-360.

[6] GERRITS M， SAVENIJE H， HOFFMANN L，et al.New technique to measure forest floor interception-an application in a beech forest in Luxembourg［J］.Hydrology and Earth Systems Sciences，2007，11（2）：695-701.

[7] 白云星，周运超，张薰元，马尾松针阔混交人工林凋落物和土壤水源涵养能力［J］.林业科学，2021，57（11）：24-36.

[8] BAI Y X， ZHOU Y C， ZHANG X Y，et al.Water conservation capacity of litter and soil in mixed plantation of Pinus massoniana and broadleaved trees［J］.Scientia Silvae Sinicae，2021，57（11）：24-36.

[9] MOLINA A， LLORENS P， GARCIA-ESTRINGANA P，et al.Contributions of throughfall，forest and soil characteristics to near-surface soil water-content variability at the plot scale in a mountainous Mediterranean area［J］.Science of The Total Environment，2018，647：1421-1432.

[10] ZHU X， LIU W， CHEN H，et al.Effects of forest transition on litterfall，standing litter and related nutrient returns：implications for forest management in tropical China［J］.Geoderma，2019，333：123-134.

[11] 赵敏，戴全厚，严友进，喀斯特山地典型植被类型凋落物和土壤水文效应［J］.水土保持研究，2024，31（1）：241-249.

[12] ZHAO M， DAI Q H， YAN Y J，et al.Litter and soil hydrological effects of typical vegetation types in Karst Mountains［J］.Research of Soil and Water Conservation，2024，31（1）：241-249.

[13] 罗航，何介南，康文星，湘南红壤区互叶白千层人工林枯落物层及土壤水源涵养能力研究［J］.中南林业科技大学学报，2021，41（5）：102-109，132.

[14] LUO H， HE J N， KANG W X，et al.Water conservation capacity of litter and soil of Melaleuca alternifolia plantation in red roil area，southern Hunan［J］.Journal of Central South University of Forestry & Technology，2021，41（5）：102-109，132.

[15] 聂泽旭，齐实，马曦瑶，华蓥市山区侧柏人工林土壤特性及水源涵养能力对林分密度的响应［J］.地球与环境，2020，48（3）：318-326.

[16] NIE Z X， QI S， MA X Y，et al.Responses of soil characteristics and water conservation capacity to stand densities of planted Platycladus orientalis in mountainous areas of the Huaying City［J］.Earth and Environment，2020，48（3）：318-326.

[17] 段劼，马履一，张萍，不同立地侧柏林下植被与水源涵养能力的关系［J］.湖北农业科学，2010，49（2）：330-333.

[18] DUAN J， MA L Y， ZHANG P，et al.Study of the relationship between underground vegetation biomass and site water conservation of Platycladus orientalis plantation in different site condition［J］.Hubei Agricultural Sciences，2010，49（2）：330-333.

[19] 袁嘉玮，张健，薛琴琴，运城市苹果主产区丰产果园土壤养分状况分析［J］.山西农业科学，2019，47（6）：43-48.

[20] YUAN J W， ZHANG J， XUE Q Q，et al.Study on the state of soil nutrient of high-yield apple orchards in the major production area of Yuncheng［J］.Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2019，47（6）：43-48.

[21] 李青华，张静，王力.黄土丘陵沟壑区山地苹果林土壤干化及养分变异特征［J］.土壤学报，2018，55（2）：503-514.

[22] LI Q H， ZHANG J， WANG L.Desiccation and nutrient status of the soil in apple orchards in hilly-gully region of the Loess Plateau［J］.Acta Pedologica Sinica，2018，55（2）：503-514.

[23] 于淑慧，朱国梁，董浩，绿肥间作和滴灌对苹果园土壤肥力和果实品质的影响［J］.土壤通报，2022，53（3）：640-647.

[24] YU S H， ZHU G L， DONG H，et al.Effects of intercropping green manure and drip irrigation on soil fertility and apple fruit quality in apple orchards［J］.Acta Pedologica Sinica，2022，53（3）：640-647.

[25] 刘中芳，孙晓婷，陈正浩，苹果主要病虫害全程生物农药防控效果［J］.中国生物防治学报，2022，38（6）：1393-1399.

[26] LIU Z F， SUN X T， CHEN Z H，et al.Control of the main apple diseases and insect pests by biopesticides during the whole season［J］.Chinese Journal of Biological Control，2022，38（6）：1393-1399.

[27] 赵爽，马子清，李雪薇，不同果实生长期亏缺灌溉对渭北苹果生长、品质及水分利用效率的影响［J］.西北植物学报，2024，44（3）：0345-0352.

[28] ZHAO S， MA Z Q， LI X W，et al.Effect of water deficiency on growth，qualities，and water use efficiency of apple in Weibei area of Shaanxi in different fruit developmental periods［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2024，44（3）：0345-0352.

[29] ZHANG Y， WANG R， PENG X，et al.Changes in soil organic carbon and total nitrogen in apple orchards in different climate regions on the Loess Plateau［J］.Catena，2021，197：1-9.

[30] 国家林业局. 森林土壤水分—物理性质的测定.LY/T 1215—1999 ［S］.北京：中国林业科学研究院，1999.

[31] State Forestry Administration. Determination of forest soil moisture-physical properties：LY/T 1215—1999 ［S］.Beijing：Chinese Academy of Forestry，1999.

[32] 陈晶亮，杨慧，刘超，宁夏罗山自然保护区3种典型林分凋落物和土壤层水源涵养能力综合评估［J］.生态学报，2023，43（19）：7987-7997.

[33] CHEN J L， YANG H， LIU C，et al.Comprehensive evaluation of the water conservation capacity of litter and soil layers in three typical forest types in the Luoshan Nature Reserve，Ningxia［J］.Acta Ecologica Sinica，2023，43（19）：7987-7997.

[34] 彭娓，张凯，赵国珍，交城县国有林场主要林分类型枯落物层和土壤层水源涵养功能［J］.中南林业科技大学学报，2022，42（12）：122-132.

[35] PENG W， ZHANG K， ZHAO G Z，et al.The water conservation function of the litter layer and soil layer of main forest types in the stateowned forest farm of Jiaocheng County［J］.Journal of Central South University of Forestry & Technology，2022，42（12）：122-132.

[36] 王会岳，张宇星，高泽威，基于坐标评定法的京西水源保护林枯落物及土壤水文效应综合评价［J］.防护林科技，2023（2）：48-52.

[37] WANG H Y， ZHANG Y X， GAO Z W，et al.Comprehensive evaluation of litter and soil hydrological effects of water source protection forest in Western Beijing Based on coordinate evaluation method［J］.Protection Forest Science and Technology，2023（2）：48-52.

[38] 高迪，郭建斌，王彦辉，宁夏六盘山不同林龄华北落叶松人工林枯落物水文效应［J］.林业科学研究，2019，32（4）：26-32.

[39] GAO D， GUO J B， WANG Y H，et al.Hydrological effects of forest litters of Larix principis-rupprechtii plantations with varying ages in Liupanshan of Ningxia，China［J］.Forest Research，2019，32（4）：26-32.

[40] 林立文，邓羽松，李佩琦，桂北地区不同密度杉木林枯落物与土壤水文效应［J］.水土保持学报，2020，34（5）：200-207，215.

[41] LIN L W， DENG Y S， LI P Q，et al.Study on the effects of litter and soil Hydrology of different density Cunninghamia lanceolata forests in northern Guangxi［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2020，34（5）：200-207，215.

[42] 孙蕾，王益权，张育林，种植果树对土壤物理性状的双重效应［J］.中国生态农业学报，2011，19（1）：19-23.

[43] SUN L， WANG Y Q， ZHANG Y L，et al.Dual effect of fruit tree cultivation on soil physical characteristics［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture，2011，19（1）：19-23.

[44] 魏彬萌，王益权.渭北果园土壤物理退化特征及其机理研究［J］.植物营养与肥料学报，2015，21（3）：694-701.

[45] WEI B M， WANG Y Q.Physical degradation characteristics and mechanism of orchard soil in Weibei Region［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2015，21（3）：694-701.

[46] 樊登星，余新晓，岳永杰，北京西山不同林分枯落物层持水特性研究［J］.北京林业大学学报，2008，30（S2）：177-181.

[47] FAN D X， YU X X， YUE Y J，et al.Water holding characteristics of litter layer of different forest stands in Xishan Mountain in Beijing［J］.Journal of Beijing Forestry University，2008，30（S2）：177-181.

[48] 敬如岩，黄雅丽，丁新景，黄河三角洲地区刺槐白蜡人工混交林枯落物分解的林龄差异［J］.水土保持学报，2017，31（6）：333-337.

[49] JING R Y， HUANG Y L， DING X J，et al.Difference of litter decomposition in Robinia pseudocacia and Fraxinus velutina mixed forests with different ages in Yellow River Delta［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2017，31（6）：333-337.

[50] 唐禾，陈永华，张建国，抚育间伐对麻栎次生林枯落物持水性的影响［J］.水土保持研究，2018，25（4）：104-109，115.

[51] TANG H， CHEN Y H， ZHANG J G，et al.Effects of thinning on litter water holding capacity of Quercus acutissima secondary forest［J］.Research of Soil and Water Conservation，2018，25（4）：104-109，115.

[52] 张学龙，金铭，刘贤德，祁连山5种典型灌木林枯落物蓄积量及其持水特性［J］.生态环境学报，2015，24（5）：735-740.

[53] ZHANG X L， JIN M， LIU X D，et al.Litter storage and its water holding capacity characteristics of five typical shrubs in Qilian Mountains［J］.Ecology and Environmental Sciences，2015，24（5）：735-740.

[54] 富丽，赵锦梅，李永宁，陇东黄土高原不同林龄苹果林地枯落物及土壤的水文效应［J］.水土保持通报，2018，38（5）：40-45.

[55] FU L， ZHAO J M， LI Y N，et al.Hydrological effects of litters and soil in apple tree plantation at different stand ages of Longdong Loess Plateau［J］.Bulletin of Soil and Water Conservation，2018，38（5）：40-45.

[56] 杨家慧，谭伟，卯光宪，黔中不同龄组柳杉人工林枯落物水源涵养能力综合评价［J］.水土保持学报，2020，34（2）：296-301，308.

[57] YANG J H， TAN W， MAO G X，et al.Water conservation ability of litter in Cryptomeria fortunei plantation with different age groups in central Guizhou［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2020，34（2）：296-301，308.

[58] 叶晶，吴家森，张金池，不同经营年限山核桃林地枯落物和土壤的水文效应［J］.水土保持通报，2014，34（3）：87-91.

[59] YE J， WU J S， ZHANG J C，et al.Hydrological effects of litters and soils in Carya cathayensis forest with different managing time［J］.Bulletin of Soil and Water Conservation，2014，34（3）：87-91.

[60] 陈继东，周长亮，李惠丽.接坝地区9种典型林分类型枯落物层和土壤层水文效应［J］.水土保持研究，2017，24（6）：216-221，226.

[61] CHEN J D， ZHOU C L， LI H L.Hydrological effects of litter and soils in nine forest types of the Jieba region［J］.Research of Soil and Water Conservation，2017，24（6）：216-221，226.

[62] 赵锦梅，马瑞，马维伟，兰州市北山不同人工林枯落物和土壤的水文特征［J］.水土保持通报，2017，37（1）：57-61.

[63] ZHAO J M， MA R， MA W W，et al.Hydrological characteristics of planted forest litters and soil in northern mountains of Lanzhou City［J］.Bulletin of Soil and Water Conservation，2017，37（1）：57-61.

[64] 许小明，易海杰，何亮，黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持效应研究进展［J］.水土保持研究，2022，29（4）：415-421.

[65] XU X M， YI H J， HE L，et al.Research advances on water and soil conservation effects of forest litter layer on the Loess Plateau［J］.Research of Soil and Water Conservation，2022，29（4）：415-421.

[66] PÉREZ-BEJARANO A， MATAIX-SOLERA J， ZORNO-ZA R，et al.Influence of plant species on physical，chemical and biological soil properties in a Mediterranean forest soil［J］.European Journal of Forest Research，2010，129（1）：15-24.

[67] 王美莲，王飞，姚晓娟，等不同林龄兴安落叶松枯落物及土壤水文效应研究 ［J］.生态环境学报，2015，24（6）：925-931.

[68] WANG M L， WANG F， YAO X J，et al.Hydrological effects of forest litters and soil in Xing’an larch forest at different stand ages［J］.Ecology and Environmental Sciences，2015，24（6）：925-931.

[69] WANG B R， ZHAO X D， LIU Y，et al.Using soil aggregate stability and erodibility to evaluate the sustainability of large-scale afforestation of Robinia pseudoacacia and Caragana korshinskii in the Loess Plateau［J］.Forest Ecology and Management，2019，450：117491.

[70] ZHU G， SHANGGUAN Z， DENG L.Soil aggregate stability and aggregate-associated carbon and nitrogen in natural restoration grassland and Chinese red pine plantation on the Loess Plateau［J］.Catena，2017，149：253-260.

基金资助

运城市科技计划基础研究项目(YCKJ-2022070)

山西省优秀博士来晋工作奖励资金科研项目(QZX -2020006)

山西省高等学校科技创新项目(2021L476)