1、本文以城市水源集水區(qū)-泰安市黃前流域內水源涵養(yǎng)林植被為研究背景，以6種典型森林植被類型-陰坡與陽坡赤松×五角楓混交林、陽坡麻櫟單純林、陽坡板栗單純林、陽坡側柏單純林(以荒草地為對照)為對象，應用分形理論與方法，對土壤粒徑級配特征、水文物理性狀進行了時空動態(tài)規(guī)律研究，揭示了不同森林植被類型土壤物理結構與水文物理性質的變異性。為城市水源地高效水源涵養(yǎng)林建設的樹種選擇和林分結構配置提供理論依據與技術支撐。 主要研究結果如下：

2、(1)土壤顆粒結構特征對土壤粒徑分布曲率系數和不均勻系數、土壤團聚體重量平均直徑和分形維數進行研究，結果表明： ①各種有林地的土壤粒徑級配狀況明顯好于荒草地，而在有林地中，以赤松×五角楓混交林地土壤粒徑級配狀況最好，其次為麻櫟林、板栗經濟林和側柏林。說明針闊混交林能明顯提高土壤粒徑的分布均勻程度與范圍，有利于改善土壤孔隙結構。 ②赤松×五角楓混交林的土壤粒徑結構分形維數均低于麻櫟林、側柏林、板栗單純林與荒草地；土壤團聚體

3、的重量平均直徑均高于麻櫟林、側柏林、板栗單純林與荒草地，說明針闊混交林土壤結構具有較好的穩(wěn)定性與土壤通透性。 (2)土壤水文物理性質對土壤密度、孔隙度(總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度)、土壤貯水量(吸持貯水量、滯留貯水量、飽和貯水量)等水文物理性質參數進行研究，結果表明： ①6種植被類型的土壤密度基本呈現隨著土壤深度的增加而減少的趨勢。在0～10cm土壤層，土壤密度以板栗林最小(為1.02g/cm3)，其次為陰坡赤松

4、五角楓混交林(1.05g/cm3)，再次為麻櫟林、陽坡赤松五角楓混交林、側柏林(分別為1.08g/cm3、1.12g/cm3、1.18g/cm3)，荒草地土壤密度最高(1.19g/cm3)。在10～20cm土壤層，土壤密度大小依次為陰坡赤松五角楓林(1.09g/cm3)<板栗林(1.16g/cm3)<麻櫟林(1.18g/cm3)<陽坡赤松五角楓林(1.23 g/cm3)<荒草地(1.28g/cm3)<側柏林(1.36g/cm3)。在20

5、～30cm土壤層，土壤密度由小到大的順序為：陰坡赤松五角楓林、麻櫟林、陽坡赤松五角楓林、板栗林、側柏林、荒草地。在30～40cm土壤層，各林分土壤密度較上層變化不顯著，土壤密度大小順序和20～30cm土壤層相同。板栗林各層土壤密度較小，林地土壤結構較好。在其他林分類型中，混交林地土壤密度比單純林小。 ②6種林分類型的土壤孔隙度(土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度)均隨著土層深度的增加而減小。各種有林地的孔隙度均高于荒革坡；混

6、交林地土壤孔隙度(總孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度分別為49.75％、12.75％、37％)大于單純林(分別為48.8％、12.4％、35％)。說明混交林改良土壤孔隙結構的能力較強。 同一林分類型不同坡向林地土壤孔隙狀況差異較大。陰坡赤松×五角楓混交林地土壤孔隙度(總孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度分別平均為49％、13.31％、36％)要優(yōu)于陽坡林地(總孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度分別平均為45.75％、9.5％、36％

7、>。 相同坡向的不同林分類型中，闊葉林地土壤孔隙狀況好于針葉林地，如麻櫟林土壤總孔隙度、菲毛管孔隙度、毛管孔隙度分別為49.5％、12.75％、37％，側柏林地的分別為45.75％、12％、34％。 ③6種林分的土壤貯水能力(吸持貯水量、滯留貯水量、飽和貯水量)均隨土層深度的增加而逐漸減少；各種土壤貯水量以混交林地>單純林>荒草坡。例如：混交林地土壤飽和貯水量(各層平均為55％)>板栗林(各層平均為47.75％)>麻櫟林