祁连山青海云杉林冠层水文功能研究

在祁连山水源林生态系统长期定位研究的基础上,利用数理统计原理和数学模型对实测资料进行综合分析,阐述了青海云杉林冠层引起大气降水量变化和质变的水文功能,模拟出了青海云杉林冠截留降水模型.结果表明林内透过雨量随降雨量的增加而增加,二者之间的呈良好的线性关系;在一定的降雨量范围内林冠截留量随降雨量的增加而增加;青海云杉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;林冠截留降雨量比降雪量约少10%～30%,实测平均少11.7%;降雨对林冠的淋溶作用使林内透流雨中离子总量比林外雨中增加1倍,因林冠截留而输入林地矿质元素的增加量为61.042 4 kg·hm-2·a-1.     

海南岛橡胶林雨季林冠截留特征研究

[目的]研究海南岛橡胶林雨季林冠截留特征,为橡胶林生态系统的可持续经营和水资源的合理调控提供理论依据.[方法]通过野外科学观测试验站在降雨过程定位监测中提供的降雨量、降雨强度、截留量、截留率等数据,对橡胶林林冠相关水因子量进行统计,探讨穿透雨、树干茎流、林冠截留量、截留率与降雨特征的关系.[结果]橡胶林林冠截留量随降雨量的增加而增加,截留率随降雨量的增加而减少;橡胶林穿透雨、树干茎流均随着林外降雨量的增大而增大,并具有明显的线性相关性;各相关因素对橡胶林林冠截留的影响程度为:降雨量>降雨强度>林冠光合有效辐射>降雨期相对湿度>叶面积指数.[结论]林冠截留是林木与环境进行能量与物质交换的第一作用层,它对降水的影响是研究森林水分平衡的重要内容,相关气象及林地性状特征是影响橡胶林林冠截留量的主要因子.     

毛竹林冠层对降水的截留作用

本文依据林冠层水量平衡方程对毛竹林冠层的降水截留作用进行了探讨,运用多因子逐步回归分析方法,找出了影响毛竹林冠截留作用的主要因子,分别建立了毛竹林冠截留量及截留率主因子预测方程。研究结果表明:降水量、林分叶面积指数及降水前一天日平均温度是影响毛竹林冠截留的主要因子,其中又以降水量与林冠截留相关最为密切,随降水量的增加,林冠截留量增大,与之相反,林冠截留率则随降水量的增加而减小。     

祁连山青海云杉林枯落物层水文效应分析

通过对祁连山青海云杉林及其它林型凋落物累积量、分解过程随时间变化的分析,研究了枯枝落叶层的持水能力、截留作用和蓄水保土效益,青海云杉林年凋落物量为2.689 t/hm2a,它的枯落物层最大持水量相当于12.5 mm的降雨量。枯枝落叶层对降水的截留率随降水强度的增加而减小,其指数模型为:Y=92.268 e-0.0421x (R=0.973)。经分析认为祁连山青海云杉林及其它林型枯枝落叶层的水文效应最终体现在水土保持和水源涵养效能上,为综合评价祁连山水源涵养林水文效应提供了科学依据。     

天山中段天山云杉林林冠降雨截留特征研究

基于国家林业局新疆天山森林生态观测站的观测数据,研究了天山云杉林林冠截留、林冠穿透流、树干干流与降雨量的回归关系.结果表明:天山云杉林林冠截留量、穿透流量、树干干流量均与降雨量有着明显的相关关系.由于天山山区降雨量小,降雨历时长,而林冠交错又形成了有效的截留面,所以截留率较大;而树皮干裂,对树干千流产生很大的吸收滞流作用,从而极少有干流出现.     

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。     

北京密云油松与刺槐林降雨再分配过程研究

结合野外观测和室内试验对密云集水区两种主要防护林树种(油松、刺槐)在生长季的降雨再分配特点进行研究。结果表明:油松与刺槐在生长季内降雨的截留量均随降雨量的增大而增大;降雨开始时增加幅度较大,随着降雨量的增加,截留量达到最大值,但油松的变化幅度和最大值均比刺槐大;林冠的截留率随降雨量的增大而减少;降雨初期下降梯度最大,以后趋于平稳直到饱和,油松的截留率大于刺槐;林内穿透雨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;林下枯落物层对降雨进行了第2次分配,可截留一定的穿透雨,且可减少降雨对林下土壤的侵蚀,从而达到保持水土的作用。     

祁连山青海云杉林对降水的再分配研究

以祁连山西大河流域的青海云杉林为研究对象,通过2013年7-8月份的野外定位观测,结合西大河自然保护站前期观测数据,对青海云杉林在83次降水事件中的林冠截留、林内穿透雨、树干茎流进行了分析。结果表明,青海云杉林林冠截留量、林内穿透量、树干茎流量分别为138．8 mm／1、253．1 mm、1196 mm,分别占林外降水的39．5％、60．01％、0．70％。当降水量级大于2．41 mm时,有树干茎流产生,当降水量级大于lO．00 mm时,才能观测到树干茎流。     

三峡库区天竺桂不同郁闭度下的截留效应

为了探究三峡库区天竺桂对紫色土坡地降雨的截留作用,采用室内人工模拟降雨装置,分析天竺桂不同冠层郁闭度条件下紫色土坡地降雨径流与截留的情况.结果表明,林冠层的截留作用有助于雨水下渗,减少径流.一定郁闭度条件下,截留率随降雨量增加而持续降低,但在降雨量较高时降低幅度减小;截留容量与郁闭度和叶面积指数分别呈指数正相关和线性正相关;林冠截留量随降雨量的增大出现快速增加—缓慢增加—稳定不变的现象,两者关系符合模型:I_c=a·exp(-b·P)+c(I_c为林冠截流量,P为降雨量,a,b,c为参数);根据试验结果改进的包含郁闭度因子C的模型(I~′_c=a·exp(-b·PC)+c·C)拟合精度较高,能更好地反映天竺桂冠层截留效应与郁闭度和降雨量之间的规律.     

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.     

青海云杉种子园无性系结实性状遗传变异研究

[目的]研究无性系结实性状的遗传变异规律.[方法]利用青海云杉一代无性系种子园中筛选出的18个优良无性系90个分株材料,研究青海云杉无性系结实性状的遗传变异和不同树冠层的结实量.[结果]青海云杉无性系间的结实能力差异明显,其无性系重复力较高,青海云杉无性系结实母树球果主要集中在树冠中上部的冠层分枝上,青海云杉无性系球果主要分布在树冠上部,各部位的球果量从大到小依次为上部、中部、下部.球果量在树冠中部、上部、下部分别占单株球果总量的86.43%、10.37%和3.20%.通过性状相关分析,青海云杉单株结实量与树冠高呈极显著正相关,下部结实量与冠幅呈极显著负相关,中部结实量、单株球果量和单果鲜重3个结实性状与无性系生长性状间均无显著的相关关系.[结论]该研究可为青海云杉无性系种子园的营建及经营管理提供科学依据.     

青海云杉无性系种子园球花的分布规律研究

[目的]研究青海云杉无性系种子园雌雄球花的花芽分布与花量。[方法]以张掖市龙渠国家青海云杉无性系种子园为试验对象,对15个无性系的花量及球花分布进行调查。[结果]青海云杉89.95%的雄球花主要着生在树冠中下部的内膛枝条上,雌球花着生在树冠中上部的外围枝条上;而80.54%的雌球花主要着生在树冠中上部的外围枝条上;85%的雄球花着生在2年生和3年生的枝条上,1年生、5~6年生枝条上几乎没有,在多年生Ⅰ级侧枝上有雌雄球花发出,但数量极少。80%的雌球花着生在3、4年生的枝条上,1年生枝条上没有,2年生、5~6年生枝条上的雌球花比例小于10%;试验所选取的15个青海云杉无性系雌雄球花以85#最多。[结论]青海云杉不同的无性系之间雌雄球花量显著差异,雌雄球花在树冠中的分布存在分层现象,花芽有很长的潜伏期。     

青海云杉群落优势种群空间格局多样性研究

在青海云杉群落中用GPS定位设置样地16个、样方256个,研究甘肃祁连山林区青海云杉林优势种的空间分布格局。结果表明:青海云杉群落优势种的空间分布格局为集群分布;不同类型以及同一类型在不同的海拔高度的格局类型不尽相同,草类—青海云杉林逼近泊松分布,苔藓—青海云杉林有逼近泊松分布的趋势,混交林和其他类型为集群分布;不同类型优势种群的集群强度依次为:青海云杉混交林>灌木—青海云杉林>马先蒿—青海云杉林>苔藓—青海云杉林>草类—青海云杉林。苔藓—青海云杉林中优势种群在2 777～2 800 m为显著均匀分布,2 830～3 050 m为显著集群分布;草类—青海云杉林中优势种群在2 660～2 680 m为均匀分布,3 050～3 110 m为显著集群分布;混交林中青海云杉种群随海拔升高,集群强度增大,始终为显著集群分布;灌木—青海云杉林在低海拔(2 730 m)为均匀分布,在高海拔(2 880 m)为集群分布。青海云杉群落的进展演替过程依次为:青海云杉混交林、灌木—青海云杉林、草类—青海云杉林、马先蒿—青海云杉林、苔藓—青海云杉林。     

祁连山青海云杉林内穿透雨中微量元素变化特征

大气沉降是微量元素进入陆地生态系统的主要途径,但森林生态系统穿透雨中微量元素的研究还很缺乏。以甘肃祁连山国家级自然保护区的天涝池流域为研究区,以2018年夏季13次降雨事件样品中微量元素为研究对象,分析了祁连山典型森林生态系统穿透雨中Cu和Cd的变化特征及其影响因素。结果表明,青海云杉林内穿透雨量（1.0~24.8 mm）大于林外降雨量（0.1~23.2 mm）,林冠对降雨呈现负截留现象,雨水的pH整体呈中性或弱酸性。青海云杉林内穿透雨中Cu（5.97~12.05 μg·L^-1）和Cd（0.12~0.78 μg·L^-1）的浓度均高于林外降雨（Cu:3.28~11.37 μg·L^-1,Cd:0.05~1.03 μg·L^-1）,且雨水中Cu浓度要远高于Cd浓度。雨水中Cu和Cd的浓度与降雨量呈负相关关系,说明Cu和Cd受降雨量影响显著,但还与其他因素有关,如风速、降雨强度等。本研究能够为该流域森林生态系统服务功能评估提供重要的借鉴。     

祁连山青海云杉天然林林隙更新研究

为了解决祁连山水源林区青海云杉天然林更新难的经营难题,该文根据实测数据对该地区青海云杉林隙天然更新进行了研究。结果表明,祁连山水源林区青海云杉林隙中心区更新最好,林隙内次之,林隙外（林冠下）最差,林隙内更新幼树以林隙中心区为核心呈聚集分布;林隙内外光环境对青海云杉的天然更新有影响。提出了“单株择伐-小面积林隙 天然更新”促进青海云杉林天然更新的可行技术,为该区青海云杉水源林更新及经营模式构建提供了理论依据和技术支持。      

祁连山林区森林可燃物含水率变化规律研究

通过对祁连山林区寺大隆林场的青海云杉、祁连圆柏、高山灌丛林、牧坡草地的鲜枝叶及枯落物含水率不同时间的测定分析,研究了可燃物含水率变化规律。结果表明活体可燃物含水率主要受自身生理机能的影响,青海云杉枝叶的含水率大于祁连圆柏,高山灌丛次之,杂草最低;死体可燃物含水率与空气温度、相对湿度、风速、连旱日数等气象要素的关系密切。利用多元统计方法建立了可燃物含水率与其相关因子的数学模型,回归显著,可用于预测森林可燃物含水率。     

祁连山典型林分生物量与净生产力研究

对祁连山典型林分的建群种青海云杉和祁连圆柏不同林龄的生物量和净生产力进行了研究.结果表明:青海云杉的平均生物量为282.544 t/hm2,祁连圆柏的平均生物量为248.764 t/hm2,青海云杉和祁连圆柏不同器官分配的生物量大小顺序均为:干(61.19％,58.82％)＞根(28.17％,22.73％)＞枝(6.4...     

甘肃大野口青海云杉种群的空间分布格局

为掌握青海云杉的空间分布特征和大面积遥感定量反演青海云杉结构提供关键参数,以及为青海云杉种群保护和祁连山水源涵养林的可持续经营提供基础数据,根据甘肃大野口1hm2青海云杉林大样地的调查结果,首次应用点格局方法开展青海云杉种群空间格局的研究,并且将研究区内树木分龄级计算,得到不同龄级的树木在不同尺度下的空间分布格局。首先,应用Weibull分布对样地内青海云杉的胸径分布进行拟合;然后分别采用点格局分析法和聚集指标测定法,对样地内各龄级的树木在不同尺度下的空间分布格局进行研究;最后应用纽曼A型分布对研究区内的青海云杉种群空间分布格局进行拟合。结果表明:青海云杉林胸径分布基本符合Weibull分布;研究区内种群密度较大,空间格局呈集群分布;幼树、小树、中树和大树在各研究尺度下均呈集群分布;青海云杉随着年龄的增长,聚集强度逐渐降低;研究区内青海云杉种群空间分布格局符合纽曼A型分布。集群分布的原因主要是自然和人为干扰、环境条件及青海云杉的生物学特性共同作用的结果。