极端降雨对森林集水区之冲击与因应对策

近年来由于全球暖化,极端气候日渐加剧,暴雨所带来的土砂灾害,将破坏森林集水区的地景结构与功能,如何减低或因应极端气候所带来的森林集水区冲击,已是未来集水区经营必须面临的重要课题。该研究以高屏溪集水区为研究范围,以17 a自动测站雨量资料,进行极端降雨趋势分析,并以2001年与2009年桃芝与莫拉克台风所带来的不同降雨量,以卫星影像探讨集水区内不同土地使用分区崩塌比及其变化,以及相对应之降雨量资料,探讨极端降雨与崩塌发生与土地使用分区之关系。研究结果显现2005年以后,高屏溪集水区发生极端气候之频、降雨量与降雨强度有升高趋势。两场不同台风之最大24 h延时降雨量,莫拉克台风为桃芝台风的1.92倍。桃芝台风所造成之崩塌比,自然保护区由灾前的0.64%提升至灾后的0.86%,国土保安区由灾前的0.95%提升至灾后的1.15%,该场台风降雨以地形较为陡峻之自然保护区及国土保安区新增崩塌地比例相对较高,其冲击较为严重,而莫拉克台风则因属超大豪雨（单日累积降雨量达350 mm以上）,其降雨范围小且集中,所造成之新增的崩塌范围高出桃芝台风的11.81倍,对于地形相对较为平坦之经济林区,亦造成大量的新增崩塌地,显现超大豪雨级以上的极端降雨,造成林地脆弱,使诱发崩塌之地形条件门槛降低,完整的植生覆盖已无法抵挡极端降雨的冲击,未来林地使用分区经营必须要有新的思维。     

平坦V型测流堰在山区森林水文研究中的应用与设计

科学有效的测流工具是森林水文学研究的重要手段之一.目前国际森林水文学研究中较多使用薄壁堰、三角剖面堰等堰型,平坦V型测流堰的使用相对较少,后者是国际标准推荐的一种新型量水建筑物,具有测流范围广、精度高等优点.以重庆四面山森林流域水量平衡观测研究为例,介绍了该区平坦V型堰堰址选择的原则,分别采用水科院推理公式和小流域暴雨径流组公式计算该区设计洪峰流量,并以此为依据进行平坦V型堰各部分尺寸的设计,探讨平坦V型堰在山区森林水文定位观测中应用的可行性,为平坦V型堰的推广使用提供借鉴.     

森林集水区产流类型和产流临界降水量分析

<正>流域作为产水产沙的基本单元,与坡面林地不同,因受多种因子的制约,其产水产沙过程远较单纯林分复杂.1990～1991年,我们在陕西省宜川森林水文生态站,对油松山杨林集水区和坡面油松林、山杨林内径流小区的产流状况进行了连续观测,发现它们在产流所需降水的临界值上不尽一致.观测结果如下:l 集水区和林分基本特征集水区位于黄龙山区宜川县所属铁龙湾林场的松峪沟内,由油松人工林和山杨次生林覆盖,总覆盖度90%以上,其中油松林占60%,山杨林占40%.集水区沟道特征见表1.     

应用数值地形模型萃取上游森林集水区河川网络之研究

应用数值地形模型萃取河川网路时,面积门槛值常会影响到多路萃取结果,发迹河川网路密度。本文旨在探讨不是的面积门槛值对上游陡坡森林集水区河川同网路萃取之影响,以台湾南部中寮溪及扇平溪集水区为研究对象,结果显示,河流级序、支数及长度均随面积门槛值增加而减少,河溪数目比、河溪长度比及河溪面积比与面积值无明显确趋势可循,变动范围罗大。排水密度与河川频率则随面积门槛值增加而减少,成幂函数关系递箕相关判定系数Ｒ     

西双版纳山地不同森林景观鸟类多样性

研究了在不同形人类经济活动下的森林景观变化与西双版纳地区鸟类多样性的关系。同时对生产时的用地布局和维护森林景观的动态发展与提高人生活质量和发展的关系进行了讨论。     

西双版纳人工群落林地径流量的初步研究

利用西双版纳人工橡胶群薄试验订水区内测流堰１９９３年５月至１９９４年１２月的径流量与降水量资料，经分析结果表明：１）径流量年变化趋势与降水量相似，并且具有较好的相关性，雨季径流量大于干季径流量８－１０倍，径流量最小峰值出现在５月份，最大峰值出现在７月份，２）利用总径流量与降水量资料综合考虑分离出地下径流量的地表径流量，地表径流量较地下径流量偏小７０.3mm,地表径流与地下径流分别占径流量的４５．３％和５４．７％。     

西双版纳热带季雨林土壤呼吸变化规律及其影响因素

为了探寻西双版纳热带季雨林土壤呼吸变化规律及其影响因素,分别于2014年不同季节测定了土壤呼吸强度及相关环境因子,同时取相应点表土(0—10cm)测定土壤养分,利用指数模型和线性模型分析土壤呼吸与土壤温度和湿度的关系。结果表明:热带季雨林大气温度的日变化趋势均为单峰曲线;落叶季雨林和半常绿季雨林大气湿度日变化均呈"V"字形变化趋势;0—10cm土壤温度与大气温度变化趋势相一致,在14:00左右达到峰值;土壤湿度均呈"V"字形变化趋势,在14:00达到最低,此后有所回升,局部有所波动。在时间尺度上,2种热带季雨林土壤呼吸均表现为单峰型,且峰值出现的时间基本一致,在14:00左右达到最大,最低值出现在早上6:00,相同时间常绿季雨林土壤呼吸速率高于落叶季雨林。2种热带季雨林土壤呼吸季节性差异显著(p0.05),呈先增加后降低的趋势,均表现为秋季夏季冬季春季。2种热带季雨林土壤呼吸与土壤温度之间关系以指数方程拟合最好,土壤温度可以解释土壤呼吸强度的53.7%~71.0%;落叶季雨林土壤呼吸与土壤湿度之间关系以线性方程拟合最好,常绿季雨林土壤呼吸与土壤湿度之间关系以指数方程拟合最好,土壤湿度可以解释土壤呼吸强度的52.1%~62.3%。通过偏相关分析可知,西双版纳热带季雨林土壤呼吸均与有机质和土壤速效养分含量呈极显著的相关关系(p0.01),与土壤全氮含量呈显著的相关关系(p0.05),而与全磷含量并没有显著的相关性(p0.05),其中常绿季雨林的相关系数均高于落叶季雨林。     

西双版纳人工橡胶林集水区径流特征

利用西双版纳人工橡胶林集水区（1993-2008年）的连续观测资料,分析橡胶林集水区的降雨量、径流深度、无径流日和径流系数特征。结果表明：橡胶林集水区年降雨量（1 510.6 mm）、年径流深度（361.3mm）、年无径流日（80.4 d））和年径流系数（0.235）具有年间差异和显著的季节动态。年、季节尺度的降雨量对年、季节的径流深度和无径流日的影响有差异。人工橡胶林小流域集水区降雨和径流在雨季集中,干季降雨和径流输出少,尤其是在干热季和雨季前期,无径流日多,使得橡胶林干热季和雨季前期发生长期的断流现象,形成区域性的间断性水资源短缺。因此,大面积的橡胶种植将对西双版纳地区水资源尤其是干季水资源,利用产生不利影响,造成干季严重的水资源危机。     

我国热带亚热带森林凋落物及其对土壤的影响

本文研究了我国热带、亚热带森林凋落物的数量、化学组成、分解速率及其土壤发育特点。研究表明,季雨林的凋落物量 > 雨林 > 常绿阔叶林;凋落物中灰分总量以季雨林的最大、雨林的次之,阔叶林最少;凋落物的分解速率以最初的90天内最快,以后渐趋缓慢,凋落物在地表的分解速率比表土层快10-20%。热带亚热带森林有明显地生物富集作用,通过凋落物不断增加土壤有机质、提高土壤肥力,改善土壤结构。凋落物归还给土壤的养分元素总量为0.305-1.123吨/公顷·年。由此可以判断土壤发育进程的快慢,如季雨林土壤的发育进程相刘较快,雨林次之,常绿阔叶林最慢。     

流域土地利用变化对径流的影响

美国农业部开发的SCS水文模型可以定量反映土地利用/土地覆被变化对径流的影响,是应用较广的模型之一。在GIS支持下,以1965年西双版纳地形图及1988、2003年两期Landsat TM/ETM卫星影像获取的土地利用数据及实地土壤调查资料确定模型参数(CN值),通过分析CN值的变化来反映土地利用变化对径流的影响。研究结果表明,从1965~2003年,土地利用变化使流域径流系数增大,其中旱地、水田、有林地和草地的变化对流域径流的影响较大;人类活动逐渐向水文土壤条件较差的区域扩张,这种土地利用变化趋势使流域CN值增大,下垫面产流能力增强;人类活动干扰程度大的土地利用类型面积增加,这些土地利用方式对流域径流的影响越来越大。流域水田和水域面积减少,对流域径流的调节能力下降,势必影响到流域的水文循环。     

中国西南地区西双版纳不同时期橡胶林生态系统的碳储量变化

Rubber(Hevea brasiliensis) plantations have been expanded rapidly in tropical regions of Southwest China and cover more than20% of land area in Xishuangbanna.Several studies have addressed changes of soil C stocks in rubber plantations;however,estimates of total ecosystem C stocks and their temporal changes in rubber plantations have been inadequately studied.This study calculated C stocks in soil,biomass,litter,and dry rubber(latex),and estimated the total ecosystem C stocks of rubber plantations in an age sequence of 3-,7-,9-,21-,27-,and 34-year-old in Xishuangbanna,Southwest China.The total C stocks in rubber plantations ranged from 150.3 to 283.7 Mg C ha~(-1),with a mean of 213.4 Mg C ha~(-1).The plantations≤9-year-old had significantly lower(P0.05)total C stocks than those older than 9 years.Carbon stocks in soil(mass equivalent) were between 107.1–170.5 Mg C ha~(-1) and in living biomass were between 2.8–95.7 Mg C ha~(-1),representing the largest and the second largest C components in a rubber plantation ecosystem.Neglect of dry rubber C stock resulted in an underestimate of 7.8%–14.2% of the total C stock in the rubber plantations older than 9 years,which was much larger than the contribution of litter C stock(less than 2%).     

人类活动对流域森林景观的影响

人类活动从各个尺度影响森林生态系统。以西双版纳流沙河流域为研究区域，利用1988和2003年两期Landsat TM／ETM遥感影像，根据景观生态学原理与方法，分析了坝区、山区及其中间地带（边缘区）人类活动对森林覆盖率及森林景观的影响。结果表明，地形越平坦，森林覆盖率越小；人口密度越大，离居民点越近，人类活动对森林覆盖率、森林斑块平均面积以及森林斑块边界密度的影响越大；山区森林的变化与坝区和边缘区相反：离居民点越近，森林覆盖率越大，破碎化程度越小；受森林保护等政策的影响，15年来尽管森林覆盖率降低，但森林斑块平均面积增大。从1988-2003年，边缘区的森林受破坏最严重，其森林覆盖率、斑块平均面积都下降较多，而边界密度增加较大，破碎化程度最剧烈；人类活动对森林影响的空间范围扩大。居民点周围的森林破坏普遍很严重，容易引发局地自然灾害，这是制定流域管理政策时需要重点考虑的问题之一。     

Fog- and Rainwater Chemistry in the Tropical Seasonal Rain Forest of Xishuangbanna, Southwest China

Fogwater, fog drip and rainwater chemistry were examined at a tropical seasonal rain forest in Xishuangbanna, southwest China between November 2001 and October 2002. During the period of observation, 204 days with the occurrence of radiation fog were observed and the total duration of fog was 1949 h, of which 1618 h occurred in the dry season (November to April), accounting for 37.0% of the time during the season. The mean pH of fogwater, fog drip and rainwater were 6.78, 7.30, and 6.13, respectively. The ion with the highest concentration for fog- and rainwater was HCO₃ ^?, which amounted to 85.2 and 37.3 μeq l^?1, followed by Ca²⁺, Mg²⁺ and NH₄ ⁺. Concentrations of NO₃ ^?, HCO₃ ^?, NH₄ ⁺, Ca²⁺, and K⁺ in fogwater samples collected in the dry season were significantly greater when compared to those collected in the rainy season. It was found that the ionic concentrations in fog drip were higher than those in fogwater, except for NH₄ ⁺ and H⁺, which was attributed to the washout of the soil- and ash-oriented ions deposited on the leaves and the alkaline ionic emissions by the leaves, since biomass burns are very common in the region and nearby road was widening.     

西南喀斯特石漠化地区生态建设产业化初探

我国西南喀斯特岩溶区石漠化与当地长期以来的贫困问题没有得到恰当解决有着直接关系.岩溶山地的生态环境建设必须是一种经济建设,即建设“商品生态”、实现“生态致富”.生态产业化是解决生态建设和经济建设之间矛盾的有效途径、是将“石漠化治理”与“治穷”融为一体,实现经济、社会可持续发展的关键.     

采伐对小兴安岭森林沼泽甲烷通量的影响

采伐干扰是森林湿地遭受的主要干扰类型之一。采伐引起的温度和水位条件的改变,会导致森林湿地甲烷通量发生变化。本文选择小兴安岭3种森林沼泽湿地为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法观测它们在择伐和皆伐干扰下甲烷通量的变化,探讨采伐对天然森林沼泽甲烷通量的影响及其影响机制。结果表明:采伐前3种森林沼泽都为大气甲烷的汇(-0.19～-1.85mgm-2d-1),择伐和皆伐都导致3个类型的森林沼泽作为大气甲烷汇的功能降低(-0.22～-1.29mgm-2d-1),或者由大气甲烷的汇转变为甲烷的源(0.50～157.37mgm-2d-1)。温度和水位的共同作用导致采伐后森林沼泽甲烷通量的变化。为减少甲烷气体的排放,在有必要对森林沼泽的树木资源进行利用时,采伐方式应该尽量避免皆伐,只能进行适当的择伐。     

西南地区综合干旱监测模型构建与验证

在全球极端天气事件越来越多的大背景下,准确监测西南干旱对区域农业可持续发展具有重要的现实意义。该文选取降水距平百分率(percentage of precipitation anomaly index,Pa)、标准化降水指数(standard precipitation index,SPI)、相对湿润指数(relative moisture index,MI)等3种气象类干旱监测模型以及植被供水指数(vegetation water supply index,VWSI)与归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)等2种遥感类干旱监测模型,并分别与实测土壤湿度作相关分析,在此基础上选取相关系数最高的相对湿润指数与归一化植被指数为自变量建立综合干旱监测指数(comprehensive drought monitoring index,DI)。结果表明,综合干旱指数与土壤水分实测值有较好的相关性,监测精度可达88.38%;在不同海拔高度内,综合干旱指数的拟合效果比单一指数效果更好,精度更高;在分析2009-2010年西南特大干旱旱情发展的时空演变过程中,综合干旱监测结果与实际干旱情况有较好的空间一致性,监测效果佳。研究成果为西南丘陵山区干旱监测提供了一种新的方法。     

Comparison of the Suspended Sediment Dynamics in Two Loess Plateau Catchments,China

Changes in runoff and sediment loads are of great importance for the management of river basins and the implementation of soil and water conservation measures. This study compared the suspended sediment dynamics in the Huangfuchuan and Yanhe catchments on the Loess Plateau. Both annual runoff and sediment load displayed significant reductions from 1955 to 2012. The decreasing rates were −0·88 mm a⁻¹ and −2·72 Mg ha⁻¹ a⁻¹ in the Huangfuchuan catchment, respectively, and ‐0.31 mm a⁻¹ and −1·20 Mg ha⁻¹ a⁻¹ in the Yanhe catchment. A total of 183 and 195 events, respectively, were selected to assess the suspended sediment dynamics in both catchments during the periods of 1971–1989 and 2006–2012. The results showed a good linear relationship between the sediment yield and runoff depth in both catchments from 1971 to 1989 and a relatively worse relationship in the Yanhe catchment from 2006 to 2012. The magnitude and frequency of the hyper‐concentrated sediment flow obviously decreased in the 2000s compared with that between 1971 and 1989. A hysteresis analysis suggested that complex and counter‐clockwise loops were the dominant patterns. Various soil and water conservation measures (e.g., afforestation, grassing, terraces, and check dams) played a critical role in runoff and sediment load changes in both catchments. The two catchments showed obvious heterogeneities in runoff and sediment yield because of different lithologies, soil types, and vegetation. The results of this study provide valuable information on suspended sediment dynamics and could be used to improve soil erosion control measures on the Loess Plateau. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.