油松人工林林冠层的水文作用

油松人工林林冠截留量占林外降水量的19.76％,林内外降水量为直线关系,林冠截留量与林外降水量为幂函数关系。林下降水分布不均,距树干越远,降水量越大;林内雨滴不连续,大雨滴增多,动能增大。油松林冠层年蒸腾强度以6月份最大,日蒸腾强度,以14时最高,年均蒸腾强度为0.25g/(g·h)。     

黄土丘陵区油松人工林水热效应的研究

研究了黄土丘陵区油松人工林内降不、相对温度、土壤水分、气温；地温等水热因子的变化规律，结果表明：林冠和枯枝叶层对降水截留作用强，林地仅获得７０％的林外降水量；月平均相对温度林内均低于林外，年平均相对湿度林内较林外低６．０％；林地土壤水分环境不良，水分恢复能力也较；林分对各月气温影响程度不同，年平均气温林内高于林外；林内土壤温度及其较差均低于林外，枯枝落叶层对土壤温度影响明显。     

黄土丘陵区人工油松林和山杨林林冠截留作用的研究

本文研究了25年林龄的油松人工林和天然山杨林的林冠截留量及其变化。结果表明:油松人工林和山杨林林冠年截留量分别为95.2mm和73.4mm,占年降水量的19.6%和14.7%。其中对降雨的截留量分别为78.0mm和71.1mm,分别占降雨量的17.4%和15.5%;对降雪的截留量为17.2mm和2.3mm,分别占降雪量的45.1%和5.9%。林冠截留量也有季节变化,两林分夏季截留量51mm,占同期降水量的15.8%。油松林冬季截留量较小,但占同期降水量的比例高,山杨林两者均小。林冠截留过程分为截留、透过、饱和三个阶段,其累积截留量与累积降水量呈I=apb函数关系。     

黄土丘陵区人工油松林和山杨林林冠截留作用的研究

本文研究了25年林龄的油松人工林和天然山杨林的林冠截留量及其变化。结果表明:油松人工林和山杨林林冠年截留量分别为95.2mm和73.4mm,占年降水量的19.6%和14.7%。其中对降雨的截留量分别为78.0mm和71.1mm,分别占降雨量的17.4%和15.5%;对降雪的截留量为17.2mm和2.3mm,分别占降雪量的45.1%和5.9%。林冠截留量也有季节变化,两林分夏季截留量51mm,占同期降水量的15.8%。油松林冬季截留量较小,但占同期降水量的比例高,山杨林两者均小。林冠截留过程分为截留、透过、饱和三个阶段,其累积截留量与累积降水量呈I=apb函数关系。     

河北省太行山4种经济林林冠层的水文效应

[目的]探索河北省太行山区4种经济林林冠层的水文效应,揭示其水源涵养功能。[方法]选取位于石家庄市西南部山区的核桃、苹果、杏、樱桃成林,雨量筒测定穿透雨量,树干缠绕法测定树干径流量,分析林冠层水文效应。[结果] 4种经济林的林内穿透雨量、树干径流量均随林外降雨量增加而增大;林外降雨量达到45.1 mm之前,林冠截留量随之增加而增大,之后增大趋势减缓;次降雨量在14.3～29.5 mm时,4种经济林的林冠截留作用最大,截留量占比均在20%以上;林外降雨量一定的情况下,4种经济林林冠层对降雨的截留量有较大差异,其排序为:樱桃苹果核桃杏,与郁闭度大小排序一致,林内穿透雨量与截留量排序相反;树干径流量排序为:樱桃杏核桃苹果,与平均地径大小排序基本一致。[结论] 4种经济林林冠层对降雨的再分配作用明显,林冠截留作用主要与林外降雨量有关,受林分类型、树冠结构特征如郁闭度、树木地径等的影响。     

苏南丘陵区毛竹林林冠水文特征

为探讨苏南丘陵区毛竹林林内冠层水文特征,准确揭示冠层水文动态变化规律。2013年1月到2014年12月连续两年对苏南丘陵区毛竹林(phyllostachy edulis)林内水文效应进行了定位监测,使用自制装置收集树干径流、集水槽收集穿透雨、雨量筒收集林外降雨。研究不同的降雨量等级、降雨强度等级下,树干径流、穿透雨和林冠截留随降雨特征变化规律,并建立了回归模型,通过降雨量、相对湿度、降雨强度、风向、空气温度、相对湿度、叶面积指数定量分析了影响林冠截留的主要因素。结果表明:研究期内苏南丘陵区毛竹林外累计降雨量为2 419.1 mm,林内累计穿透雨量、树干径流量、林冠截留量分别占同期降雨量的58.70%,6.14%,35.16%;降雨量与穿透雨量、树干径流量呈现极显著线性关系,与林冠截留量的线性相关性较显著;毛竹林生长旺季月平均叶面积指数不断增加的同时,各月林冠截留总量随之增加,月平均林冠截留率整体呈下降趋势。研究区毛竹林林冠部分和树干的持水能力分别为0.38 mm,0.1 mm,且降雨事件中形成树干径流的最小雨量为1.30 mm。通过相关性分析得到影响毛竹林林冠截留主要气象因子为降雨量和降雨强度。研究可为苏南丘陵区毛竹林降雨再分配特征研究提供科学的数据支撑,为毛竹林集约发展提供理论基础。     

子午岭林区林冠对降雨截留作用的研究

利用林内外降雨观测资料,分析了子午岭林区4月—10月林内降雨量、林冠截留量、林冠截留率与林外降雨指标的关系。其结论为林内降雨量与林外降雨量呈直线正比关系;林冠截留量与不同雨量级呈幂函数关系;影响林冠降雨截留率的最好降雨指标为 PI₃₀。     

黄土丘陵区油松人工林温度效应的研究

通过研究黄土丘陵区油松人工林内空气温度和土壤温度的变化规律后认为，白天林内气温低于林外，夜间高于林外，晴天，林内外气温差异较大，阴天则较小，生长季林内平均气温高于林外，其最大差值出现在6月，最小差值出现在10月，林内气温梯度变化明显，日平均气温，日最高气温平均和日最低气温平均，林冠层中部均比林地表层和林冠表层大，林分和枯枝落叶层覆盖对土壤温度的影响主要表现在2个方面，即降低林内土壤温度和土壤温度的较差，日平均土壤温度，东坡较西北坡高0．48℃。     

黄前水库上游生态修复区典型植被林冠层水文效应

利用森林水文与水量平衡原理,采用固定标准地方法,对山东省泰安市黄前水库上游水土保持生态修复区典型植被类型的林冠层水文效应进行了研究。结果表明:①在P=18 mm的降雨条件下,生态修复区内不同树种林冠对降雨截留量的排序为油松>赤松>侧柏>麻栎>刺槐,树干径流量和林内穿透雨量没有发现有类似的规律,针叶林比阔叶林的林冠截留量大。②不同造林密度对林冠截留量的影响总体趋势为造林密度越大林冠截留量越多,反之林冠截留量就越少;林内穿透雨量与林冠截留量的变化规律相反。③不同郁闭度林分与不同造林密度的林分对降雨的再分配规律相同。④不同混交方式的林分对降雨的截留量排序为松刺栎混交>油松>松栎混交>松刺混交>麻栎>刺槐;树干径流量和林内穿透雨量的规律不明显。⑤生态修复区内典型植被林冠截留量在降雨量较小时(P=4.50 mm)截留作用很明显,林冠截留率较大;但随着雨量增加,树干径流量逐渐增大,林冠截留率呈减小趋势。     

油松林枯枝落叶层截留与蒸发的研究

黄土丘陵区油松林枯枝落叶层截留降雨量占同期大气降雨量的10.0%.截留过程与蒸发过程均为一有限变化过程,它们相互影响,当某时段截留量与蒸发量相当,枯枝落叶层的含水量维持动态平衡。枯枝落叶层一次最大截留量3.14mm,大于3mm的截留次数仅占降雨次数的3.4%.因截留而减少的降水量对林地水文的直接影响较小。     

黄土丘陵区油松人工林和山杨林林冠对降水的再分配及其对土壤水分的影响

本文分析了人王油松（Pinus tabulaeformis）社和山杨（Populus davidiana）林内的年降水量和林冠的年截留量。得出林内降水量（pi）和林外降水量（p）呈直线正比例关系,人工油松林pi₁=0.928P-0.98;山杨林有叶期pi₂=0.889P-0.442;山杨林无叶期为pi₃=0.985P-0.278。林冠截留量（I）与林外降雨量（p）呈幂函数关系。人工油松林是I₁=0.711p^0.461,山杨林有叶期为I₂=0.521p^0.563。林内降水分布不均,最大处为林内平均降水量的1.34倍,最小处为林内降水量的80%。在雨后短时间内,林内土壤水分也分配不均。     

辽河源不同林龄油松林水源涵养能力研究

为定量评价不同林龄油松林的水源涵养能力,采用水量平衡法和综合蓄水量法,对辽河源地区3种不同林龄油松林的降雨再分配、凋落物持水能力、土壤蓄水能力以及林分水源涵养能力进行研究。结果表明:(1)观测期间,共观测到112次降雨,累计降雨量902.2mm,平均降雨量8.1mm;小雨、中雨、大雨和暴雨分别占总降雨量的25.2%,35.5%,26.4%和12.9%;(2)不同林龄油松林的林冠截留、林内降雨和树干茎流占总降雨量的比例分别为24.1%,72.9%和3%;林内降雨与林外降雨呈显著正线性关系;随着林龄的增加,林冠截留能力增加,而树干茎流先增加后减少;(3)凋落物的最大持水量、最大吸湿比和有效拦蓄量均随着林龄的增加而增加;(4)随着林龄的增加,土壤容重减小,总孔隙度增加,土壤入渗速率提高,蓄水能力增加;(5)不同林龄油松林水源涵养能力表现为成熟林近熟林中龄林。在不同林龄的油松林中,随着演替的进行,林分对降雨的分配与截流能力、水源涵养能力逐步增强。     

祁连山青海云杉林冠降雨再分配特征及影响因素

以祁连山排露沟小流域青海云杉林为研究对象,2015年5—9月观测了34场降雨的林外降雨量、穿透雨量和树干茎流量,并同步观测了相关的林外气象因子,分析了青海云杉林冠降雨再分配特征及影响因素。结果表明:(1)青海云杉林的总穿透雨量、树干茎流量和截留量分别为275.9,1.8,90.0mm,分别占总降雨量的75.04%,0.48%和24.48%,并在不同降雨量等级之间存在差异。(2)冠层降雨再分配各组成要素(穿透雨、树干茎流、林冠截留)与降雨量、降雨历时、10min最大雨强、空气相对湿度呈极显著的相关性。随着降雨量和降雨历时的增大,穿透雨量和树干茎流量均不断增大,而穿透雨率、树干茎流率和截留量(率)均逐渐趋于稳定。(3)青海云杉林内产生穿透雨和树干茎流的临界降雨量分别为0.8mm和9.6mm。因此,气象因素是影响冠层降雨再分配的重要因素之一。     

喷灌对冬小麦生长环境的调节及其对水分利用效率影响的研究

研究了在不同气候条件下喷灌对近地面空气温湿度和农田蒸发能力（冠层顶部20 cm蒸发皿水面蒸发量）的影响，在干热风天气条件下微量喷水对冠层温度和农田蒸发能力的影响，以及喷灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响。试验结果表明，如果4～5月份降水量较少、空气相对湿度较低，则喷灌会明显降低近地面空气日最高温度和日平均温度，增加日平均相对湿度特别是最低相对湿度。喷灌条件下农田蒸发能力明显低于地面灌溉。微量喷水明显降低冠层温度和降低农田蒸发能力。农田蒸发能力变化与喷水量和日最高温度成正比，与日最低相对湿度和风速成反比。喷     

密云水库集水区防护林不同树种林冠截留研究

在充分考虑林冠结构特征与降雨特性的条件下,采用机械布样的方法,对密云集水区4种主要的防护林树种生长季的降雨再分配特点进行研究,并对4种防护林树种进行林冠截留模拟。结果表明：林内降雨量与林外降雨量呈线性相关关系,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数,而截距可用来估计林冠蓄水容量;不同树种生长季场降雨的截留量,都表现出随降雨量的增大而增大,截留率随降雨量的增大而减少,在降雨初期,下降梯度最大,以后趋于平稳,直到饱和,各树种的理论饱和截留率在24.38％-38.42％之间;采用林冠截留模型进行模拟,林冠截留的实测值与预测值的误差均小于0.8,模型能够准确地模拟密云水库集水区防护林树种的林冠对季节性或长期降雨的总体截留能力。     

Interception of water by pastures of Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. and Melinis minutiflora Beauv.

The conversion of montane cloud forests into pastures for grazing cattle is the main cause of important impacts on rivers and streams in most of the Andes. In order to evaluate the effects of vegetation changes we need to understand water fluxes, particularly canopy interception. We measured net precipitation responses by the canopies of Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. and Melinis minutiflora Beauv. under simulated rainfall. The samples were taken from grazed pastures during 1 year, digging out round mats of grass, placing them on wire-mesh devices after eliminating soil and underground biomass, and irrigating with different water amounts. The resulting data allow us to present a validated model for each species that predicts percentage of interception at different precipitation intensities taking into account previous canopy wetness within determined biomass ranges. We use these models to estimate 2 years of interception values for pastures of both species in the upper watershed of El Cañadón, Capaz River, Venezuelan Andes. Mean annual precipitation of El Cañadón is 1244 mm and the estimate of pasture interception was 36.5% and 31.8% for P. clandestinum and M. minutiflora, respectively. Interception models, such as the ones derived in this study, provide a basis for quantifying interception rates as a function of previous wetness of canopies and grass species.     

表层有效土壤水分参数化及冠层下土面蒸发模拟

通过观测田间微气象数据、土壤表层水分变化状况及荞麦作物冠层下土面蒸发等资料,引进一个表面体积含水率的函数,构建了基于表层有效土壤水分的土壤蒸发模型。该模型包含了土面蒸发的2个过程:水蒸气从土壤孔隙中扩散到地表面及水蒸气由地表面传输到大气中。模型中表层有效土壤水分参数不仅取决于表层土壤含水状况,而且受风速影响。采用波文比能量平衡法及微型蒸发器观测荞麦地实际蒸腾蒸发量及冠层下土面蒸发的变化规律,并验证模型精度。结果表明,所构建模型可以成功预测冠层下土面蒸发,其平均相对误差为13.5%。该研究对于实现土壤蒸发及作物蒸腾的分离估算,减少无效水分消耗具有重要意义。     

不同种植密度下的棉田小气候特点

为研究种植密度对田间小气候的影响,2008年在南疆阿克苏试验点,通过大田试验对不同种植密度下(9.0、13.5、18、22.5、27.0万株/hm2)棉田群体冠层不同层次的温度、空气相对湿度、土壤水分等要素进行了测定。结果表明:在所设置的密度范围内,棉花的株高在55～75cm,并且随密度增加株高降低;而茎粗、株宽、叶宽、果枝数等也有类似趋势。花期和吐絮期,棉花宽窄行的冠层空气温度均较高,最高均超过了31℃,并随当日时间先升后降,窄行温度高于宽行,冠层40cm处高于20cm处。相对湿度符合开口向上抛物线模型,花期较高且变化较小,中午时段最低只有40%,比见絮期高10个百分点以上;各处理以中间密度的相对湿度最为稳定,变化最小。土壤水分方面,密度小的处理地表蒸发严重,密度大的叶片蒸腾较多,因此,密度适中的处理土壤水分保持较好,变化范围较小。土壤15cm处地温,前期密度大的处理地温较高,中期受叶片遮荫影响而下降,但后期高密度处理温度又会升高,不过处理间差异不大,最高相差不过1℃。     

不同宽度硬头黄竹林河岸缓冲带对地表径流的拦截效应

利用2008年河岸缓冲带硬头黄竹人工林的降雨量、穿透降雨量和树干径流量来计算林冠层截留量,并在冬、夏两季分别对林内枯落物和取样土壤测定最大持水能力,建立5m至40m不同缓冲带宽度的简易径流场观测地表径流量.结果表明:全年林冠截留总量为315.6 mm,占全年降水量的32.4%,林冠截留量随着降雨量的增加而增加,但林冠截留率反而减小,选取24组不同雨量级的降雨量(P)与林冠截留量(I)数据进行拟合,方程为:I=0.7791P~(0.78).硬头黄竹林内枯落物生物量为2.87 t/hm~2,其最大持水量为9.13 t/hm~2,是枯落物自身干质量的3.2倍,但由于>10 mm的降雨在时间分布上具有连续性,枯落物对降雨的截留效应明显被削弱.实际截留量只占全年降水量的9.2%.硬头黄竹林对林内土壤物理性质起到了明显的改善作用,土壤容重随着土壤深度的变浅而减小,加快了地表径流的人渗速率,土壤的最大截留能力为497.36 t/hm~2.地表径流量随河岸缓冲带宽度增加而减小,20m宽的河岸缓冲带就可截留40.7%,而当缓冲带宽度继续增加,截留效率并没有明显变化.     

针阔混交林转为桉树林对森林小气候的影响

为了探讨针阔混交林改种桉树人工林对林内小气候的影响,以便为桉树造林的生态效应分析提供依据,对桉树人工林（2008年种植,08EU）和针阔混交林（MF）林内空气温湿度和表土温度进行了连续1 a的观测。结果表明:（1）两种林分林内空气日均温湿度以及日最大相对湿度差异不显著;（2）08EU表土温度和日最高气温的年均值比MF分别高1.5℃和1.4℃,日最低气温比MF低0.8℃,日气温极差比后者高2.2℃,日气温变异系数比混交林高40%;桉树林日最低相对湿度比混交林低6.7%,日湿度极差和变异系数的年均值比后者分别高16.4%和22.0%;（3）空气温湿度日极差与温湿度平均值呈显著正相关,与极小值呈显著负相关,与极大值相关不显著,秋冬季两种林分林内小气候差异最大;（4）桉树纯林对林内气象环境的缓冲保护作用弱于针阔混交林,其林内空气日最低温度和最小湿度的平均出现时间比混交林分别提前51 min和45 min。桉树人工林小气候的变化将会加快土壤水分散失和有机质分解速率。