三峡库区马尾松林分对降雨截留效应的研究

长江三峡库区地处中亚热带湿润气候条件下，雨季时间较长，库区马尾松林分截留作用对降雨特性、径流损失和水分循环的影响十分突出。根据林内、林外雨滴观测和林冠截留场资料，本文提出了一次降雨在林冠层再分配的统计模型和林冠截留过程的预报模型，建立了估计林冠层下降雨功能的计算式。较以往的研究，这些模型更客观地模拟了林冠截留效应，并且结构简单，参数易于定量。     

三峡库区莲峡河小流域马尾松水文生态效应

2004年，在三峡库区莲峡河小流域马尾松林地进行了大气障水、林内透雨、树干茎漉的测定，进行了林下枯落物和土壤对降雨影响的研究．结果表明；观测期，马尾松林内透雨占大气障水总量的76．70％，林冠层截留量占降雨总量的23．03％，树干茎漉占降雨总量的0．27％l林下枯落物的最大持水量为3．40mm，林地0～40cm层土壤饱和蓄水量为183．60mm；林内透雨、树干茎流、林冠截流与大气障水量以及降雨强度具有显的二元线性相关关系。     

南方水土流失区马尾松林降雨截留再分配特征与修正的Gash模型模拟

以我国南方典型水土流失区福建省长汀县河田镇马尾松林为研究对象,观测2018年5-11月降雨情况,分析马尾松林降雨截留再分配特征,以修正的Gash模型模拟林冠截留、树干茎流、穿透雨。结果表明,观测期间研究区共发生90次降雨,累计林外降雨量1 191.0 mm、穿透雨1 017.7 mm、树干茎流15.4 mm、林冠截留156.9 mm,且以低强度、小雨级降雨事件为主。林外降雨量与穿透雨、树干茎流呈线性正相关,与林冠截留呈对数关系。以修正的Gash模型模拟林冠截留量、树干茎流量、穿透雨量的均方根误差（RMSE）分别为1.38、0.15、1.34 mm,估测精度（RM）分别为84.53%、78.46%、98.04%。在-50%~50%变化范围内分析修正的Gash模型参数敏感性,模型参数敏感性顺序为平均降雨强度（R）>郁闭度（c）>林冠饱和下平均蒸发速率（E）>树干持水能力（S_t）>树干茎流系数（P_t）>林冠持水能力（S）。     

小兴安岭原始红松林降雨截留观测及分段模拟

以小兴安岭原始红松林为研究对象,通过119场降雨的观测,对原始红松林的降雨截留再分配进行系统研究。结果表明:1)研究期内小兴安岭原始红松林的穿透降雨量、树干径流量和冠层截留量依次为636.04、14.62、177.84 mm,分别占林外降雨量的76.77%、1.76%、21.47%;2)原始红松林的穿透雨率、林冠截留率与降雨量之间均呈对数关系(P0.01),而穿透雨量、林冠截留量与降雨量之间均呈线性相关关系(P0.01);3)当降雨量0.5 mm时,原始红松林开始产生树干径流,且树干径流量和树干径流率均与降雨量呈正相关关系(P0.01);4)在原始红松林水文过程中,通过变异系数比较可知,树干径流的变异性最大,穿透雨变异性最小;5)分段模拟和分类回归树的结果显示,林冠截留与降雨量拟合曲线的分割点为2.3和9.8 mm,且与整体回归模型相比较,分雨量段的林冠截留预测模型精度高,更符合林冠截留的生态水文过程。      

苏南马尾松林分冠层水文过程对降雨的响应特征

目的探究不同雨量级、雨强下马尾松林冠截留、树干径流、穿透雨变化的特征与联系,为苏南丘陵区马尾松林的可持续经营管理提供科学依据。方法2012年9月到2013年8月,选取34年生马尾松林,使用RG3-M翻斗式自记雨量计、自制树干径流收集装置、集水槽收集降雨、树干径流、穿透雨数据,定位监测马尾松林外降雨、林冠截留量、树干径流、穿透雨,建立并验证Gash模型的适用性。结果（1）降雨主要集中在5—8月,林冠截留量、树干径流量、穿透雨量对降雨量有良好的响应,树干径流率和穿透雨率随着降雨强度和降雨等级的增加呈现上升趋势,截留率呈现下降趋势。（2）马尾松林冠截留率最大值出现在最小雨量（< 1.0 mm）和 < 1.0 mm/h雨强范围内,树干径流率最大值出现在中等雨量（≥ 50 mm）和1.5 ~ 2.0 mm/h雨强范围内,穿透雨量最大值出现在最大雨量级（≥ 50.0 mm）和1.5 ~ 2.0 mm/h雨强范围内,结果显示马尾松林林冠水文过程对降雨有较好的响应,降雨强度是影响马尾松林内水文过程的关键因子。（3）通过Gash模型定量分析降雨再分配规律,经过推导和计算相关参数,得到的模拟值与实测值有较好的一致性。结论马尾松林林冠部分和树干的持水能力分别为1.21、0.1 mm,形成树干径流的最小降雨量为4.86 mm。本研究可以为马尾松林的截留过程提供较明确和科学的参考。      

三峡库区汝溪河流域马尾松林地土壤氮素特性研究

以三峡库区汝溪河流域的马尾松纯林和马尾松 青冈混交林为研究对象,比较两种林分0~20,20~40和 40~60cm土层土壤氮库及相关酶活性特征,包括土壤全氮、铵态氮、硝态氮、微生物氮、蛋白酶、过氧化氢酶、脲 酶和蔗糖酶.结果表明:马尾松 青冈混交林和马尾松纯林各土层全氮含量无显著差异;马尾松 青冈混交林林地 各土层铵态氮含量分别为47.21,47.69和43.83mg/kg,显著高于马尾松纯林,分别增加了13.7%,24.8%和 31.5%;与马尾松纯林相比,马尾松 青冈混交林林地20~40,40~60cm 土层的硝态氮含量提高了2.2%和 3.2%,0~20,20~40cm土层的微生物氮含量提高了77.4%和60.4%.马尾松 青冈混交林林地各土层蛋白酶、 过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性均显著高于马尾松纯林.因此,与马尾松纯林相比,马尾松 青冈混交林显著提高 林地内土壤酶的活性,改善土壤氮循环与供应状况.     

武夷山马尾松林冠与下木层节肢动物群落比较

对武夷山风景区马尾松林冠和下木层节肢动物群落2 a的系统调查。结果表明:2个林层有176种共有物种,物种组成的相似性极高,其中以鳞翅目、膜翅目、鞘翅目和双翅目的共有种居多。2个林层寄生性物种的相似率大于60%,捕食性物种的相似率大于80%,说明天敌在2个林层节肢动物的相互关系中起着重要作用。典型相关分析表明:2个林层间的节肢动物多样性关系密切,因此,保护林下栖境对于马尾松林害虫持续控制具有重要意义。     

湖北太子山不同林分对降雨的截留作用研究

本文在湖北太子山选取柏木纯林、马尾松纯林、麻栎五角枫混交林、柏木红果冬青混交林和马尾松红果冬青混交林共5种林分作为研究对象,采用天然降雨监测的方法,研究5种林分林分林冠层、灌草层和枯落物层分别对降雨的截留作用。结果表明林场中阔叶混交林的水源涵养能力最强,其次为针阔混交林,最差的是针叶纯林。     

基于幼树模拟降雨实验的树冠动态截留模型

目的为准确刻划林冠截留的动态过程,建立动态截留模型,充分阐释树冠特征和降雨特征对截留过程的影响。方法利用北京山区常见4种树木(侧柏、油松、栓皮栎、元宝枫)的幼树,在5种模拟雨强(10、20、50、100、150 mm/h)下,通过直接称质量法,测定了树冠动态截留量,剖析了降雨因素和树冠结构特征对截留过程的影响,选择相关参数建立了基于降雨过程的树冠动态截留模型。结果(1) 树冠截留动态过程可分为快速增加、饱和稳定和滞后冠滴雨3个阶段,降雨结束后近40%的截留量会滴落至地表;(2)截留量是有限的,当场降雨累计降水量达12~13 mm时,累计截留量不再增加;(3)叶片特征(如叶面积、叶面积指数LAI、叶片生物量等)及枝干特征(如枝干面积、枝干生物量、枝干数、枝干长度等)均显著影响截留量,LAI作为易测结构参数与最大和最小截留量均呈幂函数关系;(4)基于累计降雨量(P_c)和LAI可构建动态截留模型验证情况良好,可准确刻画和预测降雨过程中的截留量变化。结论树冠截留是一个动态的三相过程,通过累计降雨量和叶面积指数可以实现对动态、截留过程模拟,对量化森林水文循环过程和动态水量平衡具有重要意义。      

南方红壤区马尾松林冠对降雨雨滴特性的影响

降雨是土壤侵蚀的主要影响因素,降雨动能是土壤侵蚀最重要的动力来源。降雨经过林冠层后,由于受到林冠的再分配作用,雨滴特性(雨滴大小、雨滴终点速度和雨滴动能)发生改变,进而改变林下土壤侵蚀特征。为探讨南方红壤区典型树种马尾松林冠对林下土壤侵蚀的影响机制,于2014年5—6月期间在福建长汀县观测了5场有代表性的天然降雨,采用滤纸色斑法对马尾松林内外的降雨雨滴同时进行观测,并汇总分析不同降雨条件下林内外的降雨雨谱,研究结果表明:1)与林外雨滴相比,林内雨滴数量增多,分布范围变大。林外雨滴数量为1 346个,林内雨滴数量为1 608个,比林外多19.5%;林外雨滴直径的大小分布范围是0.6~5.7 mm,林内雨滴直径的大小分布范围是0.4~6.1 mm。2)马尾松林下不同大小雨滴的分布呈双峰曲线,2个峰值对应的直径分别是1.5、3.6 mm,林外不同大小雨滴的分布呈单峰曲线,峰值对应的直径为1.8 mm,林内雨滴中数直径(3.2 mm)比林外(2.0 mm)高60.0%。3)雨滴直径(d)＜2.0 mm时,林内外雨滴终点速度相似,d≥2.0 mm后,林内雨滴的终点速度开始低于林外,且二者间的差异随雨滴直径的增加由0.6%逐渐增加到2.0%。4)人工马尾松林是南方红壤区植被恢复与重建的一种可行途径,降雨经林冠层后,受林冠截留和林冠高度的影响,降雨动能减少了21.8%。该研究可为南方红壤区马尾松林下土壤侵蚀机理的研究提供科学依据。      

兰陵溪小流域不同植被恢复模式生态功能研究

以农耕地为对照,对三峡库区兰陵溪小流域7种植被恢复模式生态功能进行研究.结果表明:各模式土壤种子库主要为草本植物种子.农耕地、柑橘林地种子库密度较高,分别达到12 043粒/m2和10 160粒/m2;针阔混交林、板栗林、栎林、马尾松林地土壤出现灌木和乔木种子,导致其种子库物种丰富度较高.种子库物种多样性指数最高为针阔混交林,达到3.9.各模式间种子库组成成分相似性变化范围为37.50～86.67,无较大的异质性,农耕地与其他模式的相似性最小.各植被恢复模式均可提高林冠层对降水的截持作用.单场降雨量为3.12～43.80 mm时,各模式平均林冠截留率为18.04%～24.36%,马尾松林、栎林和针阔混交林等3种模式的林地枯落物吸持水量为1.97～4.55 mm.各模式林地土壤最大蓄水量大小依次为竹林(402.29 mm)>茶园(349.34 mm)>农耕地(330.55 mm)>柑橘林(272.65 mm)>针阔混交林(242.93mm)>栎林(201.20 mm)>板栗林(175.08 mm)>马尾松林(144.97 mm).坡耕地经植被恢复后,地表径流量和径流系数平均分别减少82.04%和83.72%.土壤侵蚀模数减小1 608.87～1 876.66 t/(km2·a).各植被恢复模式的土壤质量均高于农耕地,土壤质量指数分别为板栗林(0.562 9)>马尾松林(0.512 1)>柑橘林(0.492 1)>栎林(0.448 5)>针阔混交林(-0.258 7)>茶园(-0.453 5)>竹林(-0.638 5),均高于农耕地土壤质量指数(-0.664 9).各植被恢复模式的生态功能综合评价值均高于农耕地,其中针阔混交林为生态公益林恢复的最优模式,板栗林为经济林建设的最优模式.     

三峡库区小流域紫色土玉米推荐施肥指标体系研究

以玉米为例,应用3414试验建立三峡库区小流域紫色土玉米氮、磷、钾施肥技术指标体系。通过肥料效应分析,氮、磷、钾肥的增产率为25.3%,农学效率为23.2%,化肥贡献率为98.6%,土壤贡献率为58.9%。以缺素区相对产量50%、70%、80%、90%和95%将碱解氮、有效磷、速效钾划分为较低、低、中、较高和高5个等级,采用一元二次和线性加平台模型对不同土壤养分分级范围内施肥量与产量关系进行模拟,计算最佳肥料用量。结果表明:当土壤碱解氮(AN)处于60、60-90、90-120和120 mg/kg时,氮肥(N)推荐用量为210-230、185-210、170-185和0-170 kg/hm2;当有效磷(AP)处于30、30-50、50-70、70-90和90 mg/kg时,磷肥(P2O5)推荐用量为110-130、90-110、80-90、75-80和0-75 mg/hm2;当速效钾(AN)处于70、60-95、95-130和130 mg/kg时,钾肥(K2O)推荐用量为105-125、90-125、80-90和0-90 mg/hm2,初步建立了三峡库区小流域紫色土玉米推荐施肥指标体系。     

三峡库区马尾松林土壤呼吸的空间变异特征

基于对三峡库区秭归县典型马尾松林样地土壤呼吸速率的测定,采用传统统计方法与地统计学方法,对样地尺度下土壤呼吸空间变异特征进行研究,并分析研究地土壤理化性质、微生物量、细根生物量等因子对土壤呼吸的空间异质性的影响。结果表明:三峡库区马尾松林土壤呼吸时间异质性明显,土壤温度是导致季节动态的主要因子。各季节土壤呼吸空间变异系数在32.6%~46.3%之间,属于中等变异。不同季节土壤呼吸均具有良好的空间自相关特征,并表现出明显的斑块分布格局,可由球状模型和指数模型拟合。在样地水平上,土壤速效氮含量、土壤孔隙度和细根生物量是导致土壤呼吸空间异质性的主导因子。     

三峡库区万州区马尾松低效林改造对土壤养分的影响

为了探讨三峡库区万州区新田国有林场马尾松近熟林低效林改造的效果,试验设置了常规抚育间伐、近自然经营、林下清理和原始状态(对照)4种处理,研究各种低效林改造措施对马尾松林地土壤养分的影响。结果表明,各处理随着土层的加深,土壤pH值和全钾逐渐上升,但变化很小,而且各处理之间无显著差异;土壤的有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量呈显著减小的趋势,0～20cm,土壤有机质、碱解氮、全氮、有效磷、速效钾含量显著高于其他土层;全磷各土层之间无显著差异。在低效林改造措施中,常规抚育间伐有利于枯枝落叶中磷素的分解与转移,近自然经营促进了钾素的释放,林下清理提高了有机质、氮素的转化与分解。三峡库区万州区马尾松林地土壤有效氮磷钾的分布主要在表层土壤。     

三峡库区森林小流域森林理水调洪功能模拟研究

为给三峡库区理水调洪型植被建设提供方法和依据,该文以四面山响水溪森林小流域为研究对象,采用美国地质调查局（USGS）主持开发的MMS（模块化模型系统）,构建适合于三峡库区的分布式暴雨水文模型PRMS_Storm,模拟暴雨产流过程.结果表明:① PRMS_Storm用来模拟响水溪森林流域暴雨产流过程满足国家乙级洪水预报标准,可用来发布洪水预报;②综合不同森林群落水文功能评价结果,提出流域3种森林群落配置情景:针阔混交林型(情景1)、阔叶混交林型(情景 2)、综合配置型（针阔混交林、常绿阔叶林和灌木林）(情景 3);③对各森林群落配置情景的模拟表明,各配置情景都可使地表径流减少20%以上,壤中流增加16%以上;与流域植被现状相比,各配置情景,分别可削减洪峰20.8%、9.6%和18.9%;最大降雨峰值0.8 mm/min的降雨过程削减洪峰的作用非常明显,尤其对短历时降雨洪峰的削减作用更明显;针阔混交林型理水调洪作用最优,是最优的理水调洪配置情景,其次是综合配置型,阔叶混交林型较差.但是,从所研究的响水溪流域实际情况出发,综合配置更符合实际,是最佳理水调洪型群落配置.      

三峡库区发展生态旅游途径与模式的探讨

分析了三峡库区生态旅游资源现状、发展意义 ,在此基础上探讨了三峡库区生态旅游途径和建立相应模式     

三峡库区长江干流和支流富营养化研究

长江上游重庆段人口密集,由于历史的原因,环境方面基础设施落后,大量未经处理的工业废水、城市生活污水、船舶污染物和大面积的农田地表径流汇入长江及次级河流。特别是三峡大坝建成蓄水之后,主河道和支流水体流动明显变缓,加之长距离回水,部分次级河流自2003年起明显富营养化,并有逐渐加重的趋势。本文综合了2002～2009年对长江三峡水库入库河流营养状态的研究,得出了次级河流水体综合营养状态的评价,并结合三峡库区现有污水和垃圾处理设施处理能力与实际排放量的分析,对于库区支流富营养化趋势进行预测。最后,通过总结国内外已提出的许多行之有效的富营养化防治措施,对三峡库区的富营养化防治提出一些建议。     

重庆三峡库区现代农业产业集群发展研究

发展农业产业集群是三峡库区现代农业发展的必然选择.深入分析重庆三峡库区现代农业产业集群发展的现实基础和面临的实际问题,提出建立现代农业产业经营、现代农业科技创新、现代农业服务、现代农业投入4大保障体系,加快三峡库区农业产业集群发展.     

三峡库区旅游业面临的问题及对策研究

针对三峡库区旅游业发展面临的资金投入、旅游设施、管理体制、区域协调、市场主体、开发能力、营销宣传、思想观念等方面的问题,提出了化解的思路与对策。