林冠分配降雨过程模拟与模型 Ⅰ．常雨强下穿透降雨、树干径流和林冠截留模型

应用系统论方法．从连续方程出发推演出次降雨通过林冠的穿透降雨、树干径流和林冠截留三个过程模型均为ｎ＋１阶常系数微分方程。用方程表述穿透降雨和树干径流过程，旨在揭示林冠分配降雨特征与动态规律。以穿透降雨为例，其模型模拟结果与实验比较，相对误差不超过２％，与野外观测比较，多次平均相对误差为６％。笔者发现次降雨通过林冠这一多孔介质的穿透降雨、树干径流过程与电学中Ｒ－Ｌ－Ｃ电路暂态过程的方程具有同一形式。     

林冠分配降雨过程模拟与模型：II.模型扩展与参数确定

将常雨强下穿透降雨、树干径流和林冠截留模型扩展应用于变雨强，并确定了模型参数。以穿透降雨为例，变雨强实验与模型模拟比较最大相对误差７．３％，结果较好。     

郑州植物园3个园林绿化树种林冠截留降水作用研究

对园林绿化树种林冠截留降水作用进行研究,探讨不同绿化树种的林冠对降雨分配的影响,可以为进一步研究城市植被对海绵城市的贡献提供基础数据。通过对白蜡、枇杷和女贞人工林天然降雨条件下穿透降雨和树干径流等数据的统计分析,了解3个树种之间林冠截留降水差异。结果表明:白蜡、枇杷和女贞3个树种的林冠截留和树干径流过程都与林外降雨呈正相关,随着林外降雨强度的变化而变化。进一步证明了通过树干径流效果选择树种的可行性和重要性,为以后树干径流相关科研工作的开展提供了参考依据。     

林冠分配降雨过程模拟与模型──Ⅱ.模型扩展与参数确定

将常雨强下穿透降雨、树干在流和林冠截留模型扩展应用于变雨强，并确定了模型参数。以穿透降雨为例，变雨强实验与模型模拟比较最大相对误差７．３％，结果较好。     

云南哀牢山常绿阔叶林林冠对降雨的再分配

在哀牢山国家级自然保护区常绿阔叶林内对降雨、穿透雨、树干茎流进行了观测，发现在１９９１年５月～１９９５年４月间，林冠截留量为２４３９２ｍｍ，截留率为１２９５％，穿透雨占降雨的８１％，树干茎流全年只有３１４ｍｍ，可以忽略不计。     

辽宁东部山区主要森林类型林冠截留降水的研究

本文主要研究了辽宁东部山区主要森林类型林冠层对降雨的截留和树干迳流情况。结果表明，森林对降雨的截留率为１７．２％￣３３．１％。其中，油松林为３３．１％，落叶松叶２６．９％，红松林为２３．９％，杂木林为１７．５％，柞木林为１７．２％。树干迳流较少，占降雨量的１％以内。同时对不同降雨强度和不同月份林冠的截留率也做了对比研究。     

辽宁东部山区主要森林类型林冠截留降水的研究

本文主要研究了辽宁东部山区主要森林类型林冠层对降雨的截留和树干迳流情况。结果表明，森林对降雨的截留率为１７．２％～３３．１％。其中，油松林为３３．１％，落叶松林２６．９％，红松林为２３．９％，杂木林为１７．５％，柞木林为１７．２％。树干迳流较少，占降雨量的１％以内。同时对不同降雨强度和不同月份林冠的截留率也做了对比研究。     

太行山石质山区不同植被林冠截留降水的研究

通过穿透降雨和树干径流自动采集系统,对油松、侧柏、刺槐3种植被截留试验数据的分析,比较了3种典型人工林在天然降雨条件下林内穿透降雨和树干径流的差异。结果表明:3种植被林内穿透降雨与林外天然降雨都具极显著的正相关线性关系,林冠截留量与林外降雨量呈幂函数关系,平均截留率大小关系为油松侧柏刺槐。相同林外降雨量下产生的树干径流量大小关系为刺槐侧柏油松。此外,使用洒水称重法研究了灌木和草本植被的最大截留量,发现每千克灌草所截留的水量,油松林下为0.322kg/kg,侧柏林下为0.609kg/kg,刺槐林下0.316kg/kg,荒坡灌草地为0.453kg/kg,即侧柏荒坡油松刺槐。     

太行山侧柏人工林林冠降雨截留及地表径流的研究

对侧柏人工林分的林冠降雨截留及地表径流进行观测，要冠降雨截留量与降雨量相关，截留量随降雨量的增加而增加，截留率则相反，年截留率３３％；地表径流量和土壤侵蚀量与降雨量正相关，年地表径流量和土壤侵蚀量分别为３９．５ｍｍ和１３２７ｋｇ／ｍｈ＾２。     

流溪河小流域针阔混交林林冠降雨截留模型研究

以流溪河流域针阔混交林为研究对象,对林分样地进行降雨截留实测与模拟研究.结果表明:林内穿透雨量与降雨量呈线性相关;穿透系数与降雨量呈对数相关;林冠截留量与降雨量呈幂函数相关;截留率与降雨量呈对数相关.以降雨强度、穿透系数和树干茎流率数据为基础,进行了林冠截留量模型模拟,实测表明该模型能较准确地估算针阔混交林分的林冠截留量.     

红松人工林不同间伐强度对降雨再分配的影响

为研究间伐对红松人工林水源涵养功能的影响程度,该文以本溪县草河口地区70 年生不同间伐强度(对照区、中度区、极强区)的红松人工林为研究对象,研究不同间伐强度对红松人工林树干径流、穿透雨及林冠截留的影响,结果表明:红松人工林的穿透雨、树干径流以及林冠截留都会随降雨强度增加而增加,穿透雨量随间伐强度增加而增加,不同间伐强度的穿透雨率差异显著(p<0.05),树干径流率差异不显著。林冠截留量随间伐强度增加而减小,且不同间伐强度的林冠截留率差异显著(p<0.05)。     

林冠对降雨截留过程的研究

在天然降雨情况下，利用自制自记装置，对油松、侧柏和灌木林的林冠截留降雨过程及截留量进行了观测。结果表明：油松林的截留量最大，灌木林次之，侧伯林最小。年截留率为２０％～３３％，截留强度与降雨强度呈正相关。林冠截留过程表示为：Ｉｔ＝Ｉｃ＋（ｆＩ０兄－Ｉｃ）ｅ－αｔ　（ｆ≠０）。用实测数据确定出截留公式的特征值及参数，经检验与实际过程有良好的一致性。     

林冠降水截留效应国内研究进展

林冠对降雨截留再分配过程的影响,涉及到森林生态、森林水文、森林气象及水土保持等诸多方面,是森林涵养水源、减少地表径流的重要生态水文过程,对林地水分平衡和养分循环具有重要意义。近年我国对林冠截留、穿透雨、树干流的降水截留效应研究有较多报道,本文对近几十年来我国林冠对降水截留效应研究进展和现状进行简要整理     

杉木林截留对降水化学的影响

在福建南平地区，选择离污染源距离不同的两片杉木工人林建立监测场，对降雨、穿透雨和树干径流化学进行了连续３年（１９９４￣１９９６）的定位研究。降雨通过林冠后，其化学性质发生了显著的变化。穿透雨较降雨的ｐＨ值稍低，但伴随离子浓度的增加，穿透雨的电导率明显升高，而树干径流的酸化和养分富集现象均十分显著。降雨和穿透雨酸度表现出一定的季节变化趋势，其最低月均ｐＨ值普遍出现在夏季，最高值在冬季。而降水电导率则表现出与离子浓度相同的明显的季节变化格局，两者月均值均以夏季最低，冬了最高，春秋季居中，这种格局强烈受降雨量的控制。树干径流酸度与ＳＯ４＾２－浓度之间密切相关，但降雨和穿透雨的氢离子浓度和酸－碱离子浓度比Ｒ〔Ｒ＝（ＳＯ４＾２－＋ＮＯ３＾－）／（Ｃａ＾２＋＋Ｍｇ＾２＋）〕间相关显著。离污染源距离的远近对降水化学的影响也比     

粤北杨东山常绿阔叶次生林林冠截留特征

林冠是森林生态系统影响降雨的第一作用层。降雨经过林冠后,被进一步分为林内穿透雨、树干径流和林冠截留。林冠的截留作用不仅改变了降雨的空间分布格局,而且影响了与之相关的物质循环和能量转换(李振新等,2004)。目前,已有大量文献报道我国热带雨林(周光益,1997;张一平等,2003)、亚热带常绿阔叶林(崔向慧等,2006)和温带落叶阔叶林(万师强等,1999)的林冠截留特征。我国主要森林生态系统的林冠截留率为11.40%～     

我国林冠对降水再分配作用的研究进展

该文简单介绍了我国林冠对降水再分配作用的研究进展,包括林冠截留、穿透降雨、树干茎流的研究方法及影响因素和林冠截留的数学模型,并简要提出今后我国林冠对降水再分配作用研究的发展趋势。     

基于修正的Gash模型模拟缙云山毛竹林降雨截留

为了验证修正的Gash模型对缙云山毛竹林林冠截留模拟的适用性,基于2009年4—7月的气象和林分特征资料以及实测的穿透雨和树干茎流等资料,分析缙云山毛竹林林外降雨、穿透雨和树干茎流特征,并应用修正的Gash模型对林冠截留量进行模拟,对比分析周降雨累计截留量和单次降雨截留量的模拟值和实测值,采用敏感性分析法分析模型参数对截留量的影响程度。结果表明:研究期间共29次降雨,总降雨量为531.1mm,平均降雨强度为2.11mm·h-1,大部分为低雨强、低雨量级、长历时的降雨;穿透雨量、茎流量和林冠截留量的实测值分别为463.2,6.5和61.4mm,模拟值分别为461.1,6.1和63.9mm,模拟的截留量约高出实测值4.07%,模型计算的周累积截留量和单次降雨截留量与实测值相比的相对标准差分别为5.02%和7.13%,模拟效果较好,模型适用于缙云山毛竹林;以林冠郁闭度(c)对模拟结果影响最大,其次为平均降雨强度()、林冠持水能力(S)和林冠平均蒸发速率(),树干茎流系数(Pt)和树干持水能力(St)这2个参数对林冠截留总量影响很小。     

日本落叶松林冠对大气降水的调节作用

研究了日本落叶松林大气降水的再分配，结果表明：日本落叶松林冠对降水的截留率为２４．４％，影响林冠截留的主要因子是降水量和降水强度；树干流在森林降水中的比重较小．约为１．２％；通过雨量是森林降水来源的主要方面，它约占降水量的７４．４％。     

亚热带杉木、马尾松人工林的林内降雨、林冠截留和树干茎流*

本文用统计分析方法对江西分宜县山下林场杉木、马尾松人工林的林内降雨、林冠截留和树干茎流进行了研究。结果表明:在该林分中林内降雨量和树干茎流量随降雨量的增加而以直线形式增加;林冠截留量随降雨量的增加呈幂函数关系上升。在杉木林内,随郁闭度的增大,林内降雨率和树干茎流率减少,而林冠截留率增大,马尾松林和杉木林相比,林内降雨率和树干茎流率较大,而林冠截留率较小。     

林冠截留模型

对林冠截留的研究已有近百年的历史。1971年,Rutter等人就推导出了一个具有清楚物理意义的林冠截留模型,结束了以往的林冠截留模型中只有统计模型的历史。1987年,刘家冈用数理方法,对林冠截留的时空演变过程作了很好的描述。但使用他们的模型对林冠截留进行估计时,需要同时对其它多个气象因子进行测定,而且人们普遍关心的不是林冠对次降雨截留的大小,而是林冠对降水的年截留量大小。 1979年,Gash用分析法代替了Rutter模型中的数值法,建立了截留模型,该模型能在只有降雨数据的情况下,对林冠的季节截留进行估计,结果与实测值接近。该模型将林冠截留分成两部分,即树冠截留和树干截留,因而引进了较多的参数。本文从林冠截留的过程出发,推导出一个有清楚物理意义,且含林冠和降雨参数较少的截留模型。