太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.     

新疆典型林分对降水再分配过程的影响

森林通过降水再分配过程影响着流域的水量平衡和物质循环.根据2010年雨季(4～6月)新疆典型林分的林冠截留、穿透雨和树干茎流定位观测数据,研究了森林对降水再分配过程的影响.结果表明:(1)林冠截留量和截留率与林外降雨量分别呈明显的二次曲线和双曲线衰减关系(R2分别为0.9506和0.746),林分林冠极限截留量约为12.63 mm; (2)树干茎流量和茎流率与林外降雨量分别呈线性关系和对数关系(R2分别为0.9891和0.6743),当林外降雨量大于1.75 mm时可产生树干茎流;(3)林内穿透雨量和穿透雨率与林外降雨量分别呈线性关系和对数关系(R2分别为0.9929和0.5363),林外降雨量大于0.97 mm时产生林内穿透雨.     

小陇山林区锐齿栎林降雨再分配及矿质元素输入特征

【目的】研究甘肃小陇山林区65 a锐齿栎林的有效降雨分配及其矿质元素输入特征,为科学评价小陇山林区森林生态系统服务功能及水土流失程度提供科学依据.【方法】在固定样地内布设林冠截流观测设施,收集水样进行测定及计算.【结果】观测期林外总降雨量为1 508.22 mm,其中林内穿透雨1 204.40 mm,树干茎流112.09 mm,林冠截留191.73 mm,分别占降雨量的79.86%、7.43%和12.71%.当降雨量<1.8 mm时,林冠截留全部降雨,穿透雨量为0;当降雨量>4 mm时,树干开始产生茎流.通过数学方程拟合,穿透雨量与降雨量呈线性关系,树干茎流量、林冠截留量与降雨量呈幂函数关系.通过对水质进行化学测定得出,锐齿栎林中的矿质元素平均含量排序为:穿透雨>树干茎流>大气降雨,矿质元素不同输入方式中,K元素含量都是最大的.【结论】锐齿栎林分林冠截留直接影响地表径流的产生,减少当地的水土流失;同时林分可富集K、N、Ca等矿质元素,有效补充林分土壤肥力.     

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）。     

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。     

哀牢山常绿阔叶林林冠的截留特征

为了评估亚热带常绿阔叶林的水源涵养服务功能,选择哀牢山典型的原始常绿阔叶林,定位监测了林冠层对1a中共144次降雨的截留分配效应。观测期间降水总量为1707．8mm,穿透雨量、茎流量和林冠截留量分别是1421．8,15．4和270．6mm,穿透雨率、茎流率和截留率分别为83．3％,0．9％和15．8％。总降雨量大于3．7mm时才观测到林内牙透雨和树干茎流,“漏斗”状的林冠结构和持续的降雨,均可造成穿透雨量大于林外大气总降水量,而树木较大分枝角度和较多附生物,可能使有些胸径和冠幅较大树木的树干茎流量反而更小：穿透雨量和茎流量、林冠截留量与降水量均呈显著的线性正相关（P〈0．01）,而林冠截留率随降水量增大而减少;降雨特征和林分特征是影响林冠截留的主要因素。     

西南亚热带天然混交林林冠截留效应1）

以位于西南亚热带的天然混交林为研究对象,利用2009年4—10月期间的60场林冠截留观测资料,对降雨再分配特征进行综合分析,并应用修正的Gash模型对6—8月份的17场林冠截留量进行模拟。结果表明：研究期间总降雨量1086 mm,林内穿透雨总量、干流量、截留量分别为806．6、2．0、277．4 mm,分别占降雨量的74．30％、0．18％、25．50％;穿透雨量、树干茎流量均与降雨量呈显著的线性关系,而林冠截留量与降雨量呈显著的幂函数关系（p＜0．05）;穿透雨率、树干茎流率与降雨量呈显著的对数函数关系,但林冠截留率与降雨量呈显著的幂函数关系（p＜0．05）;林冠蓄水达到饱和时所需的最小降雨量为2．53 mm;雨前林冠的湿润程度对树干流的产生有很大影响,混交林在低雨量级（0～5 mm）时,不会产生树干茎流;饱和林冠截留量为26．1 mm,达到饱和林冠截留的降雨量为46．8 mm,当降雨量小于2．5 mm时,林冠截留率可达100％,当接近或超过50 mm时,林冠截留率趋于稳定;应用模型模拟的林冠截留量比实测值高出3．69％,模拟的林内穿透雨和干流量分别低于实测值的1．24％和5．38％。     

塞罕坝地区华北落叶松人工林对降雨的截留分配效应

2009年5-10月,对河北省塞罕坝地区32 a生华北落叶松人工林的降雨及其林冠截留分配效应进行了观测。结果表明:观测期总降雨量为348.4 mm,林冠截留量、穿透降雨量、树干茎流量分别为79.7、266.7、2.0 mm,分别占同期林外降雨量的22.87%、76.56%、0.57%。降雨较多的7月份,林冠截留量、透流量、树干茎流量均较大,但截留率较小;少雨的8-10月份,林冠截留率较大,透流率、树干茎流率相对较小,风对树干茎流的影响较大。华北落叶松人工林林冠截留量、穿透降雨量随林外降雨量呈幂函数、直线函数增加;林冠截留率、穿透降雨率随林外降雨量呈幂函数递减、对数函数增加;树干茎流量、茎流率随林外降雨量均呈直线函数增加;降雨强度对各分量的影响不明显。     

小陇山林区日本落叶松人工林林冠截留特征

2011年4月—10月7个月在秦岭西段小陇山林区对25年生日本落叶松人工林共33次降水事件的林冠截留特征定位观测,期间,林外大气降水总量为951.30 mm,林冠截留率、树干茎流率、穿透率分别为16.63%、0.86%和82.51%; 不同雨量级分析,穿透降水量和穿透降水率、树干茎流量和树干茎流率、林冠截留量均随着总降水量的增加呈递增趋势,而林冠截留率则随着大气降雨量和林内净降水量的增加呈递减趋势。比较相近雨量下的不同降雨强度林冠截流变化,降雨强度越大林冠截留量和截留率越小,表明持续时间较短强度大降雨,林冠截留量少,截留率亦小; 强度小历时较长的降雨,截留量和截留率都大。当林外降水量> 0.5 mm时才观测到林内穿透雨。树干茎流的变化幅度不大。     

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。     

近51年鄂西山地降水变化特征及突变分析

利用线性趋势分析、累积距平、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析法,以地处鄂西山区腹地的宣恩为例,对1959～2009年的月、季、年降水量、降雨日数和极端降水事件进行了综合分析,探讨了鄂西山地近51年的降水量的气候变化特征、降水的突变时间和周期振荡。结果表明,鄂西山区年降水量呈下降趋势,降水倾向率为-27.4 mm/10a,春、秋季降雨量呈下降趋势,尤其秋季以-30.99mm/10a的减少趋势最为显著,夏、冬季呈上升趋势。强降水日数随着年代变化呈减少趋势,极端降雨事件平均每年不足4 d,以-0.033 d/10a的趋势减少。年降水在2008年发生了突变,春、夏、秋降水均有明显的突变现象,降水突变时间分别为1966、1982和1959年。多时间尺度特征主要表现为1～2 a、7～8 a的年际尺度和18 a的年代际尺度的显著变化周期,从18 a左右时间尺度上存在的周期变化看,鄂西山区的降水量会逐渐减少,预计未来可能进入一个相对少雨期。     

北京密云油松人工林降水化学性质研究

为了揭示北京密云水库库区水源保护林涵养水源、改善水质的作用机理和规律,为北京密云水库库区水源保护林的经营与管理提供理论依据.在密云水库水源保护区上游油松人工林样地中,分别收集林冠、树干、枯落物层和土壤层雨水进行水化学性质分析.结果表明:大气降水中化学元素含量变幅较大,加权值排序为:Ca>N>K>Na>Mg>Fe>P>Zn>Cu>Mn,其加权平均值之和为10.817 mg/L;大气降水经过油松林林冠、树干、枯落物层及土壤层后,化学元素含量加权平均值之和分别为14.011、29.165、20.724和51.704 mg/L.由此可知,大气降水经过林层后,尽管各化学元素含量变化不一,但总含量却呈增加趋势,特别是经土壤层后增幅更大.     

枣庄市秋季降水变化特征分析

利用枣庄市1971—2010年的秋季(9—11月)逐日降水资料,采用线性趋势估计、5年滑动平均以及降水距平百分率等方法,分析近40年枣庄市秋季降水变化特征。结果表明:近40年枣庄市秋季降水减少趋势明显,通过显著性检验;枣庄市秋季降水年代际变化较明显,其中1971—1987年为多雨期,1988—2010年为少雨期;枣庄市秋季平均降水量距平百分率为偏旱、偏涝的年份占65%,季平均降水量一般在73~110 mm,大旱年份大于大涝年份10%。枣庄市秋季平均降水量近10年比前30年减少了35%,秋季各旬仅9月中旬较常年偏多108%,其他各旬减少12%~68%,秋季阶段性干旱和连年秋季干旱明显。     

岷江上游油松人工林对降水的截留分配效应

为了评估人工油松林的水源涵养服务功能 ,选择岷江上游典型的 2 3年生油松人工林 ,定位监测了冠层对 1年中共 136次降水事件的截留分配效应 .观测期降水总量为 80 5 8mm ,林冠截留、茎流和穿透水量分别是 2 97 892、6 7 771和 4 4 0 137mm ,林冠截留率、茎流率、穿透率分别为 36 97%、8 4 1%、5 4 6 2 % .林外降水量大于 0 3mm时才观测到林内穿透雨 ,而大于 2 8mm时 ,才观测到树干茎流 .林冠对降水的截流分配与降水量、降水形态以及林分特征密切相关 .冠层截留量、茎流量和穿透量与降水量均呈显著的线性正相关 ,但冠层截留率与降水量呈对数负相关 ,而茎流率和穿透率呈对数正相关 ;林冠对降雪的截留强于降雨 ,而降雨的穿透量强于降雪 .同一降水事件下树干茎流量随着胸径的增大而增加 .松针自身吸水对降水有一定的截流分配作用 .综合分析表明 ,岷江上游 2 3年生油松人工林较其他油松林林冠对降水有更好的截留率 .     

近50年延安市汛期极端降水事件变化研究

利用1961～2010年延安市的降水日值资料,对延安市的汛期极端降水事件变化进行统计分析。结果表明,延安市汛期(5～9月)降水量对当地年降水起决定性作用。延安市汛期极端强降水日阈值为32.6 mm,极端强降水量以10.65 mm/10a的趋势下降;延安汛期相对阈值(R95p和R90p)表现出相近的变化,呈弱减小趋势;绝对阈值(R25mm和R50mm)两者的变化与R95p和R90p相近。进入21世纪后,汛期降水量有所回升,极端强降水量、极端降水强度呈弱增加趋势,但极端降水日数、暴雨日数趋于减少,表明在气候变暖的背景下,延安市汛期降水越来越集中,旱涝灾害有增加趋势。     

河西地区近58年降水时空变化特征分析

[目的]分析河西地区近58年降水的时空变化特征。[方法]依据河西地区1951～2008年月降水资料,运用滑动平均、小波分析及气候趋势系数等方法,分析了河西地区近58年来降水的变化规律。[结果]河西地区多年平均降水量为130.4 mm,降水主要集中在夏季,占全年降水量的59.08%,6～9月降水量占全年的72.57%。河西地区降水年代际变化不剧烈,各年代平均降水量为120.8～139.0mm。河西地区1951～2008年降水系列存在5、10、21和32年左右的周期。未来,河西地区年、春、夏及冬季降水将呈小幅增加趋势,其中,疏勒河流域年降水增幅较大(5.231～0.062 mm/10a);黑河流域南部和东南部比西北部增幅相对较大;石羊河流域年降水增幅最小,为3.280～0.098 mm/10a。[结论]该研究可为当地社会经济与生态环境协调发展提供有益参考。     

小陇山林区强降雨径流过程分析

为探讨在小陇山林区强降雨过程中地表径流的形成过程及其变化特征,利用实际观测资料分析了2次强降水径流过程。结果表明,由于2次降雨量和降水强度的不同,测流堰水位和流量有所不同,洪峰出现时间也不同。第1次降雨量为68.0mm,降雨历时9.50h,水位最高1.039m,集水区径流最大值滞后于降雨峰值2.66h,该集水区共计降水97 043.698m3,通过测流堰流出73 908.525m3;第2次降雨量为121.0mm,降雨历时7.00h,水位最高1.321m,集水区径流最大值滞后于降雨峰值5h,该集水区共计降水178 389.2m3,通过测流堰流出158 735.73m3。     

宝天曼国家级自然保护区近15年来气温与降水的变化趋势及相关性分析

将宝天曼保护区人工气象站1996～2000年、2006～2010年这10年气温与降雨量数据进行统计分析,探讨宝天曼保护区气温和降雨量的变化趋势及二者的相关性。结果表明,1996～2010年宝天曼自然保护区平均气温逐渐升高,2006～2010年平均气温比1996～2000年高出0.40℃,其差异未达到显著水平(t=0.23,P=0.6417),但夏季温度有降低的趋势;宝天曼年降雨量有逐年减少的趋势,2006～2010年平均降雨量比1996～2000年减少了9.56 mm,其差异没有达到显著水平(t=0.51,P=0.4961),但夏季降雨量有增加的趋势;降雨量的变化与气温变化一致,表现出明显的季节性变化规律。最冷月、最热月、生长季的温度与降雨量相关分析都达到了极显著水平,全年数据达到了显著水平。     

沈阳东陵区降水变化特征对农业的影响

[目的]研究1951～2008年沈阳东陵区降水趋势变化,为地方农业结构调整提供依据。[方法]在Excel程序支持下,应用降水变率、线性回归和标准偏差系数等方法分析降水趋势变化。[结果]58年年降水量减少155mm;作物生长季降水量减少160mm;夏季、秋季分别减少95、50mm;1980年之后降水量偏少概率增大。降水日趋势变化与降水量具有一致性,降水日数减少15d,有效降水日数减少5d。[结论]降水量、降水日数趋势减少增加了干旱的概率,给现有农作物结构提出了新的课题,适应气候变化调整农业布局势在必行。