土壤密度说明土壤的松紧程度，是土壤物理性质的一个重要指标，直接影响其他土壤肥力因素和植物生长状况，综合反映了土壤的透水性、通气性和根系生长的阻力。图1是研究区域内 5种不同植被类型下的土壤密度。从图1中可以看出， 5种植被类型下土壤密度的大小顺序为火棘灌丛 PF>麻栎林（QA）>马尾松林（ PM）>华山松林 (PA)>华山松马尾松混交林（ PMA），而 0～ 20 cm土壤中火棘灌丛的土壤密度最低，其余两层的土壤密度最大，说明火棘灌丛的表层土壤比较松散，密度较小。

随着土壤层次的加深，土壤密度增大，基本表现为 0～ 10 cm>10～ 20 cm>20～ 40 cm，3个层次土壤密度分别为 0.97～ 1.23 、1.01～ 1.38 、1.07～ 1.37 g/cm³，这与土壤中有机物质的积累有关。

图1 不同植被类型的土壤密度
Fig.1 Soil density of different vegetation types

土壤孔隙的组成直接影响土壤通气透水性和根系穿插的难易程度 ,并且对土壤中水、肥、气、热和微生物活性等发挥不同的调节功能。森林对土壤孔隙度的影响是多方面的，不同森林类型土壤的孔隙度受林分土壤发育状况的影响很大。一般而言，林分发育到一定程度后可以改善和提高土壤的物理性状，特别是森林的枯落物和根系对土壤孔隙度的影响较显著。表2是不同植被类型下土壤的孔隙状况。从表2可以看出，不同植被类型下土壤的总孔隙度平均值分别为 54.73%、 55.12%、53.07%、45.10%及 49.37%，表现为马尾松华山松混交林 >华山松林 >马尾松林 >火棘灌丛 >麻栎林。随着土层的增加，土壤总孔隙度呈减小趋势，基本表现为 0～ 10 cm>10～ 20 cm>20～ 40 cm。经过方差分析得出，不同土壤层次总孔隙度差异不显著（ F=7.90<F_0.05），不同植被类型之间存在极显著差异（F=53.62>F_0.01）。

毛管孔隙是土壤中水分流通和蒸发的孔道，对于土壤蒸发和植物吸收土壤水分具有重要意义。毛管孔隙度的水分可以长时间保持在土壤中，主要用于植物根系吸收和土壤蒸发。不同植被类型下土壤毛管孔隙度的平均值分别为 41.93%、

40.75%、39.95%、38.60%及 43.23%，表现为火棘灌丛 >华山松林 >马尾松华山松混交林 >马尾松林 >麻栎林。方差分析表明，不同植被下土壤毛管孔隙度存在极显著差异（ F=17.85>F_0.01）。而不同土层毛管孔隙度基本表现为 0～ 10 cm>10～ 20 cm>20～ 40 cm，与总孔隙度表现趋势一致。各土层之间毛管孔隙度差异极显著（F=8.18>F_0.01）。

表2 土壤孔隙度
Table 2 Soil porosity of different vegetation types

非毛管孔隙是土壤快速贮水的场所，在森林调节水分的过程中具有十分重要的作用。非毛管孔隙度越大，表明土壤中可能吸持的无效水容量小，有效水的贮存容量越大。土壤非毛管孔隙是土壤重力水移动的主要通道，非毛管孔隙能较快容纳降水并及时下渗，更加有利于涵养水源 ^[6]。不同植被类型下土壤非毛管孔隙度在马尾松华山松混交林中最大，占 13.68%，马尾松林次之，占 12.48%，火棘灌丛最小，占 5.70%。方差分析表明，不同植被类型土壤非孔隙度存在极显著差异（F=120.28>F_0.01）。随着土层的增加，土壤非孔隙度基本表现为逐渐增加，且存在极显著差异（F=15.38>F_0.01）。

一般而言，土壤总孔隙度在 50%左右，其中非毛管孔隙占 1/5～ 2/5时，土壤的通气性、透水性和持水能力比较协调 ^[7]。杠寨小流域土壤的总孔隙度在 50%左右，麻栎林总孔隙度相对较小。但总的来说不同植被类型下非毛管孔隙度相对较小，麻栎林及火棘灌丛毛管孔隙度所占比例最小，仅占总孔隙度的 1/10，土壤的通气透水性能相对较差。而针叶林的非毛管孔隙度相对较大，占总孔隙度的 1/5以上，说明针叶林下土壤的通气性、持水性较好。

渗透系数 K是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。图2是不同植被类型下各土层的土壤渗透系数。从图2中可以看出，随着土层的增加，渗透系数逐渐降低，表现为 0～ 10 cm>10～ 20 cm>20～ 40 cm。经过显著分析表明，不同土层渗透系数差异极显著（ F=23.47>F_0.01）。不同植被类型下渗透系数存在极显著差异（ F=45.21>F_0.01），华山松林渗透系数最大，为 7.17 m/d，马尾松林渗透系数

（6.2 m/d）次之，麻栎林渗透系数（ 2.2 m/d）最小。

图2 不同植被类型的土壤渗透系数
Fig.2 Permeability coefficient of different vegetation types

林地土壤是水分蓄积的主要场所，土壤的水源涵养能力是森林水源涵养功能的一个重要方面。水分在土壤非毛管孔隙和毛管孔隙中的运动和贮存方式是不同的。毛管部分是为植物提供水分或供地表蒸发，只有重力作用下的土层非毛管水才能进入河道或水库。土壤涵养水分能力是衡量土壤水分供给平衡及水土保持的重要指标，是反映土壤生态功能的重要指标。

3.2.2 土壤的蓄水能力

土壤的最大蓄水量取决于土壤非毛管孔隙度及土层厚度 ^[8]，土壤的蓄水性能与土壤的前期含水量密切相关。而用非毛管孔隙度来反映土壤的蓄水特性，称为有效涵蓄量。它是用来评价不同土地类型土壤涵养水源及调节水分循环的一个重要指标。从表3中可以看出， 5种植被类型下土壤的蓄水能力以马尾松华山松混交林蓄水能力最强，平均值达到 196.17 t/hm²；马尾松林次之，为 165.00 t/hm²；火棘灌丛蓄水能力最差，仅为 84.67 t/hm²。不同植被类型下土壤蓄水能力差异显著（ F=15.69>F_0.05）。不同土层中土壤蓄水能力表现出统一的规律性，即随着土层的增加而蓄水能力逐渐增加，且存在显著差异（ F=9.46>F_0.05）。可能是因为上层土壤中的根系比较发达，微生物活动剧烈，从而增加土壤中水分的蒸发流失。

表3 土壤水分特性
Table 3 Soil water characteristics of different vegetation types