玉米植株对降雨再分配过程的影响

 【目的】明确成熟期玉米冠层截留降雨的能力。【方法】以研究区域实际降雨强度为基础，采用人工模拟降雨法对成熟期玉米冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量进行了测定。【结果】冠层截留率平均为7.5%，茎秆流率平均为28.8%，穿透雨率平均为63.7%；冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量与雨强呈极显著线性正相关关系，冠层截留量和茎秆流量与叶面积之间呈极显著正相关直线关系，而穿透雨量与叶面积呈极显著线性负相关关系。【结论】不同雨强条件下，玉米冠层截留效应不尽一致；玉米冠层和茎秆可以引导一部分冠上雨量，减少直接到达地表降雨的数量，从而影响径流；本研究中建立的雨强和叶面积与冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量之间简洁、实用模型，可为农耕地土壤侵蚀防治提供一定参考依据。     

青海大通白桦林冠层降雨再分配与冠层结构关系研究

通过设计不同密度的12个样地,测定降雨再分配与冠层结构指标的关系以及不同降雨量下降雨再分配变化情况。结果表明,当降雨量10mm时,穿透雨量与冠层结构特征关系并不明显,但是其空间变化明显,变异系数较大;降雨量10mm后,叶面积指数、郁闭度均与穿透雨量呈多项式函数关系,穿透雨量随着叶面积指数、郁闭度的增大而减小,穿透雨量与冠层孔隙度呈负相关的多项式函数关系;林冠截留率随着叶面积指数和郁闭度的增大而增大,随着冠层孔隙度的增大而减小;叶面积指数、冠层孔隙度和郁闭度3个冠层结构指标之间,叶面积指数对穿透雨和林冠截留影响最大。研究期间,林外降雨总量为243.24mm,白桦林的总穿透雨量、树干茎流量、截留量分别为185.61、2.49mm和56.55mm,分别占大气降雨总量的76.31%、1.02%和23.24%;穿透雨量、树干茎流量、截留量均与林外降雨量呈显著正相关关系,穿透雨率、树干茎流率随着降雨量的增大而增大,截留率随着降雨量的增大而减小并逐渐趋于稳定;降雨量3.32mm时才开始产生树干茎流。     

自然降雨条件下夏玉米冠层截留特征及影响因素

【目的】冠层截留特征和机理研究一直是生态水文的前沿和热点,针对作物冠层截留这一不可忽视的水分通量,以夏玉米为研究对象,研究在自然降雨条件下玉米冠层降雨截留特征和分布规律,分析作物冠层截留量的影响因素,以期更加合理的评价夏玉米对自然降水的水分利用效率,为科学密植、提高旱作农业区作物产量以及防止农耕地土壤侵蚀提供理论依据。【方法】运用水量平衡原理对夏玉米冠层截留量、穿透雨量、茎秆流量及降雨量的田间观测结果进行分析。其中采用玉米行间随机放置承雨槽收集穿透雨,以测量穿透雨量;采用在茎秆基部包裹喇叭口状聚乙烯集水装置收集茎秆流,并在装置底部引出一导管,将收集到的茎秆流转移到另外塑料桶中,以测量茎秆流量;降雨量采用自动气象站实时观测,并采用人工观测进行校正。【结果】夏玉米在不同降雨量级（0.1—4.9,5.0—14.9和15.0—29.9 mm）下,冠层截留量分别为1.1、2.6和13.0 mm,平均值为1.7 mm;冠层截留率分别为12.3%、12.1%、15.3%,平均值为13.3%。通过监测数据,建立了夏玉米冠层截留率与玉米叶面积指数和植株株高的回归方程,相关性显著;分别建立了各气象因子与夏玉米冠层截留量的回归方程,其中降雨历时和水汽压差分别与冠层截留量呈极显著幂函数相关关系;降雨量与冠层截留量呈极显著指数函数相关关系。同时,考虑所有影响因素的综合效应,建立了冠层截留量与影响因素的复合关系模型,相关系数R2=0.946。【结论】本研究中,自然降雨条件下,夏玉米的冠层截留量不可忽略,并且受到多种因素的交互影响,单一因素不能完全解释。夏玉米种植密度、形态指标（株高、叶面积）和气象因子（降雨量、风速、水汽压差、降雨历时）均对夏玉米冠层截留量有影响。建立冠层截留量与多种影响因素的复合关系模型,可为作物的科学密植、提高旱作农业区作物水分利用效率提供更充分理论基础。     

模拟降雨条件下烤烟植株对降雨再分配及产流的影响

【目的】明确烤烟植株对降雨再分配及产流的影响,为坡耕地土壤侵蚀的防治及可持续利用提供理论依据。【方法】采用室内人工模拟降雨法,测定了40,80和120 mm/h降雨强度下烤烟旺长期的茎秆流、穿透雨、径流和渗漏,并进一步探讨了茎秆流和穿透雨与产流的关系。【结果】茎秆流量、穿透雨量和穿透雨率与降雨强度呈极显著正相关关系,而茎秆流率则与降雨强度呈极显著负相关关系;不同降雨强度下茎秆流率和穿透雨率分别为24.66%～28.79%和71.21%～75.34%。当降雨强度为40 mm/h时,茎秆流几乎不参与径流形成,当降雨强度为80和120 mm/h时,茎秆流再分配后形成径流和渗漏的比例分别为16.90%～20.54%和79.46%～83.10%;穿透雨再分配后形成径流和渗漏的比例分别为40.14%～66.19%和33.81%～59.86%。径流中来源于茎秆流和穿透雨部分的比例分别为0.82%～10.07%和89.93%～99.18%,而在渗漏中来源于茎秆流和穿透雨部分的比例分别为42.19%～44.21%和55.79%～57.81%。【结论】降雨经烤烟植株再分配后,茎秆流主要形成了渗漏,对地表径流的贡献相对较小;而穿透雨主要形成了径流和渗漏,是两者的主要来源。     

城市樟子松人工林对大气降雨的截留分配

在哈尔滨市城市林业示范基地(126°37′15″E,45°43′10″N),以樟子松人工林为研究对象,应用观测的20场降雨截留数据,计算穿透雨、树干径流、林冠截留,分析森林冠层对降雨的截留分配规律.结果表明:观测期内穿透雨量、树干径流量、冠层截留量,依次为185.7、29.7、123.8 mm,分别占林外降雨量54.76％、8.76％、36.51％;根据模型估算,樟子松林产生穿透雨、树干径流的阈值,分别为3.6、6.7 mm降雨;穿透雨、树干径流、林冠截留,均随降雨量的增大而增加,但其占降雨量的比例却有不同变化趋势.穿透雨量的空间变异随降雨量的增大显著减小,二者呈极显著对数函数关系(P<0.01);研究结果的林冠层截留率(36.51％),高于以往研究中樟子松截留率(5.60％～30.95％),也高于全国主要森林林冠截留率(14.7％～31.8％)的上限值.     

长三角地区杉木林降雨再分配特征

对长三角地区丰水季杉木Cunninghamia lanceolata林大气降雨量、穿透雨量以及树干径流量进行了定位观测,利用水量平衡方程计算得出林冠截留量。通过相关性分析筛选出影响降雨再分配的主要因子为降雨量和降雨强度,分别分析了降雨量与穿透雨、树干径流、林冠截留之间的关系,以及降雨强度与三者之间的关系。结果显示:2012年4月至9月长三角地区杉木林外降雨累计470.7 mm,研究区以小雨量、低强度的降雨事件为主,杉木林内累计穿透雨量344.1 mm,占降雨量的73.1%,树干径流总量10.3 mm,占降雨量的2.2%,林冠截留量达到116.3mm,占降雨量的24.7%。建立了降雨量、降雨强度与杉木林穿透雨量、树干径流量、林冠截留量之间的回归模型,利用拟合出的方程,可得出杉木林形成穿透雨的最小雨量为0.9 mm,形成树干径流的最小雨量为4.1 mm。     

长三角地区马尾松林降雨再分配特征

【目的】为深入研究马尾松林降雨再分配格局,加深对马尾松林水文效应机理的认识,为长三角地区水源涵养林树种的选择以及经营、管理提供理论依据。【方法】对长三角地区冬季、春季、秋季马尾松(Pinus massoniana)林大气降雨量、穿透雨量以及树干径流量进行了定位观测,利用水量平衡方程计算得出林冠截留量。通过相关性分析筛选出影响降雨再分配的主要因子为降雨量和降雨强度,分别分析了降雨量与穿透雨、树干径流、林冠截留之间的关系,降雨强度与3者之间的关系,以及叶面积指数与穿透雨、树干径流之间的关系,建立了降雨量、降雨强度与马尾松林穿透雨量、树干径流量、林冠截留量之间的回归模型。【结果】2012年10月至2013年6月长三角地区马尾松林外降雨累计792.6 mm,研究区以小雨量、低强度的降雨事件为主,马尾松林内累计穿透雨量584 mm,占降雨量比例的73.7%,马尾松林累计树干径流量7.426 mm,占降雨量的0.94%。林冠截留量201.17 mm,占降雨量的25.38%。【结论】马尾松林形成穿透雨的最小雨量为1.18 mm,形成树干径流的最小雨量为4.73 mm。本研究成果为长三角地区马尾松林对降雨再分配功能及影响提供基础数据支撑。     

三峡库区莲峡河小流域马尾松林冠降雨截留模拟研究

以莲峡河小流域内马尾松林为研究对象,对林分样地进行降水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指数相关;截留率与降雨量呈对数相关;而林冠截留量与降雨量、降雨强度呈多元线性相关。在此基础上建立了穿透系数、树干茎流率和降雨强度而预测林冠截留量模拟模型,实测表明该模型能比较准确地估算马尾松林分的林冠截留量。     

辽东半岛赤松和蒙古栎林降雨再分配特征及其相关性分析

  目的  降雨再分配是森林生态系统重要的水文过程，分析辽东半岛地区赤松和蒙古栎林降雨再分配特征，为区域典型林分的生态水文分析及模型建立提供参考。  方法  以辽宁仙人洞国家级自然保护区内的赤松和蒙古栎林为调查观测对象，选择林外降雨量（POF）、林内穿透雨量（TF）、树干径流量（SF）和树冠截留量（IF）为指标，应用回归分析法建立林外降雨量与各类指标的关系方程，并分析2种林分的降雨特征及其变化规律。  结果  （1）赤松林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为388.5、215.3、66.5 mm，占林外降雨量的57.96%、32.12%、9.92%；蒙古栎林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为421.7、119.0、55.5 mm，占林外降雨量的70.73%、19.96%、9.31%。（2）低强度降雨时，赤松和蒙古栎林的初始迟滞时长1 h左右，而中等和高强度降雨时，迟滞时长较短，明显小于1 h。且赤松林的树冠截留迟滞时间较长，迟滞作用更强，截留效果更好。（3）林外降雨量与穿透雨量、树干径流量呈极显著线性正相关（P < 0.001），赤松林和蒙古栎林产生穿透雨l、树干茎流量的最小降雨量分别为4.2、5.8和2.0、2.5 mm。（4）赤松和蒙古栎林的树冠截留量与林外降雨量呈极显著（P < 0.001）二次函数关系，树冠截留作用与林外降雨同时产生。当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时，赤松和蒙古栎林的树冠截留量分别在10.0、7.0 mm左右。（5）林外降雨量与树冠截留率呈极显著负相关（P < 0.001）的幂函数关系，当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时，赤松和蒙古栎林的树冠截留率趋于平稳，降低到20%和10%左右。  结论  降雨再分配过程中，赤松林的树干径流量、截留量和截留率大于蒙古栎林，而赤松林穿透雨量小于蒙古栎林，赤松林降雨再分配作用强于蒙古栎林。林内穿透雨存在迟滞效应，迟滞时长受降雨强度和林分类型影响，且赤松林的迟滞时长大于蒙古栎林。林外降雨量与树干径流量、穿透雨量、树冠截留量呈极显著正相关，与树干径流量、穿透雨量呈线性函数关系，与树冠截留量呈二次函数关系，与树冠截留率呈极显著负相关的幂函数关系。      

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。      

元谋干热河谷新银合欢林对降水截流的效应

将元谋干热河谷新银合欢林对降雨的再分配过程分成了林冠截流、枯落物截流、土壤截流和地表径流4个层次,对其降水截流效应进行了研究。结果表明:林冠最大截流量为8.1 mm,平均截流量为4.5 mm,最大截流率为56.1%,平均截流率为32.6%,当降雨量大于20 mm时,截流率随着降雨量的增大而迅速下降。林内枯落物最大持水量为8.14~20.33 mm,平均为12.52 mm,为干重的2倍以上,枯落物截流降雨150.2 mm,占降雨收入的24.48%。土壤最大蓄水量可达219.9 mm,裸地为182.6 mm,土壤截流为219.9mm,占降雨收入的35.82%。新银合欢林地表径流为43.4 mm,占降雨收入的7.07%,而裸地对照区的地表径流为413.2 mm,占降雨收入的70.3%。人工林群落的地表径流比裸地低63.19%。通过林地的层层截流,有效地降低了土壤侵蚀,具有较好的水文效应。     

锐齿栎林林冠截留与大气降水关系

对锐齿栎林和灌丛林外降水、穿透降水、干流的测定研究表明:间伐林、未作业林、灌丛穿透降水率分别为91％、80％、87％;林冠截留率分别为7％、14％、13％;前两个林分干流率分别为2％、6％。并建立了各参数具有实际水文学意义的林冠截留、林内降水与大气降水的预测模型。     

森林植被冠层对降雨侵蚀力的减缓效应

通过气象观测站与标准径流小区的试验观测,系统分析了赣西北大坑小流域森林植被冠层对降雨侵蚀力的影响。结果表明:(1)不同林分林冠截留率不同,其中杉木林平均截留率为25.82%,马尾松林为19.63%,檵木为21.13%;(2)不同林分减缓降雨侵蚀力的作用是不同的,其中马尾松林>杉木林;(3)灌木林在减弱降雨侵蚀力作用中具有特殊重要的作用,本研究中檵木林使降雨侵蚀力下降21.96%,远远大于乔木林。     

青海云杉林林冠截留与大气降水的关系

基于长期定位观测数据,研究了青海云杉林林冠层截留量及其与大气降水量的关系,模拟出了青海云杉林林冠截留降水模型。结果表明:在一定降雨量范围内,青海云杉林林冠截留量随降雨量的增加而增加;青海云杉林林冠层平均截留降水率为29.4 %,它随降雨量和降雨强度的增大而减小,随郁闭度的增加而增大。     

北京密云油松人工林林冠降水截留特征研究

该文对密云水库集水区油松人工林林冠截留的规律进行了研究,尝试用合适的统计模型和概念模型描述单场降雨下林冠截留量与降水量的关系.通过在油松试验地外测定大气降雨量,在林内测定穿透雨量和树干茎流量,得出了在不同降雨量和降雨强度下的林冠截留量.结果显示:以S型曲线作为统计模型能很好地模拟降雨量与截留量的关系;比较简单的概念模型的模拟效果最好,其中的降雨蒸发率α和林冠吸附降雨容量Im的参考数值分别为0.025和3.297 mm;把降雨强度加入半理论模型,可以得出截流量与降雨强度成负相关关系.     

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。      

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）。     

兴安落叶松林冠截留与降雨量及降雨强度的关系

基于大兴安岭北部2004年和2005年的定位观测数据,对兴安落叶松林冠截留与降雨量及降水强度的关系进行了研究。结果表明:2004年兴安落叶松林冠的平均林冠截留率在生长季为18.61%,兴安落叶松林冠截留量随降雨量的增大而增加,但在开始降雨时递增的幅度不大。林冠截留与降水强度的关系也非常密切:降雨雨强越小,林冠截留量越大,林冠截留率越高。