森林保持水土作用的定量观测（Ⅰ）

1 森林保持水土作用概述森林的保水作用,主要是由于森林能增大土壤的渗透能力和保持土壤中水分而形成的.也就是说,森林可以减少地表迳流,缓和洪水流量,同时大量渗透水通过地层下渗,大部分变成地下水,增加地下水的流量,森林就是这样发挥防止洪水和涵养水源的作用.森林能防止洪水,是由于林地渗透能力的增大、截留降水、蒸发、缓和地表流量四个方面综合作用的结果.在防止洪水灾害这一点上,我们希望能有这些作用尽可能大的森林,同时也希望由于树冠的截留,林地降水尽可能小.森林能涵养水源,是由于林地渗透能力的增大,缓和地表迳流,抑制林地表面蒸发三个方面综合作用的结果.在涵养水源这一点上,我们希望能有这些作用尽可能大的森林,同时,也希望森林的截留降水和蒸发作用尽可能小.     

南方低山丘陵区油茶林地表径流特征研究

油茶是我国重要的木本油料植物,其生长需要从土壤中吸收水分和各种养分,土壤含水量影响油茶的挂果率、出油率,同时油茶的种植改变降水时空分配格局,对减少丘陵山区地表径流量、保持水土和涵养水源起到了一定的作用。本研究以湖南省7年生不同油茶林为研究对象,对不同林地的地表径流进行分析,结果表明:油茶林坡面径流量与降雨量变化一致,并且显著低于无林地坡面径流量,地表径流量表现为无林地2号油茶林1号油茶林。无林地坡面径流在150-43 000 ml之间,油茶林坡面径流量在150-7 700 ml之间,油茶的种植能够减少坡面径流量,对水源涵养功能起到一定贡献作用;1号油茶林坡面径流量小于2号油茶林的坡面径流量;油茶林坡面径流减少量占无林地径流量的60%~90%;油茶林水源涵养贡献率在0.02%~0.08%之间,并随降雨量的增加而增加。本研究可为当地的油茶种植及水源涵养林的营造提供一定的理论基础。     

森林类型与水土流失关系探讨

通过坡地设置径流场、雨量点进行定位实测方法，分析降雨量与林草地表土流失、森林类型与地表径流及土层孔隙性关系，阐明森林和灌草地均有很好的减少表土侵蚀的功能．多层次的植被覆盖和保持良好的地面枯落物层的森林地，只有４．３％以下的降雨量形成地表径流，比单层乔木结构纯林减少以上．多年实测资料表明，减少林地表土侵蚀功能最好的森林类型为乔、灌、草或乔、草加枯落物层结构，其植被垂直投影盖度接近１，各层累加总盖度＞１．４．灌草结构坡地也有较好的防止表土侵蚀功能．郁闭度过大单层乔木纯林，地表裸露时功能最差．要减少林草地表土流失，坡地在雨季必须有良好地面覆盖．     

坡面尺度不同雨型条件下地表径流产流过程分析

以晋西黄土区蔡家川流域刺槐林、油松林、荒草地为研究对象,对短时局地雷暴雨、锋面性雷暴雨和长历时锋面降雨3种降雨条件下不同地类地表径流产流过程进行分析。结果表明:在短时局地雷暴雨过程中,产流的关键条件是降雨强度需要达到一定水平。锋面性雷暴雨过程中,降雨强度和降雨量均对产流有影响,但是降雨量的作用比降雨强度大。而在长历时锋面降雨过程中,产流的关键条件是启动前降雨累积量需要达到一定水平。在不同雨型条件下,荒草地的径流量、径流深和径流系数均大于刺槐林地和油松林地,油松林地大于刺槐林地。在立地条件相同的情况下,造成不同地类地表径流差异的因素主要有林分结构、地表覆被物等。     

渗透坡面林地地表径流运动的有效糙率研究

在流域水文学研究与应用领域中,坡面水流占有十分重要的地位,但如何获取坡面水流的有效糙率是至关重要的一步。本文针对林地地表径流运动的形成过程和运动特点,建立了林地渗透坡面地表径流运动基本方程,通过讨论土壤水分运动和地表径流运动参数,将土壤水分运动简化为一维Ｓｍｉｔｈ－Ｐａｒｌａｎｇｅ模型,地表径流简化为运动波模型,采用一步Ｌａｘ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ有限差分格式进行数值模拟,以最小离差平方和为目标函数,通过叠代计算获取林地地表径流的有效糙率。根据人工模拟降雨地表径流过程实测资料计算了油松林、刺槐林、蒙古栎林３种林分的有效糙率,计算结果表明,２２ａ生刺槐林地的最大,在０．１９３１～０．２１３１之间;其次为３０ａ生蒙古栎林地,为０．１７０１;２０ａ生油松林地为０．１４２３。从参数寻优的结果来看,ｍ值在２．７６～３．０９０     

柑橘林不同水土保持措施效果研究

2015年6月,在浙江省临海市选取坡度大于25°柑橘Citrus reticulata林试验区,建立不同类型水土保持措施小区。2015年8月至2016年10月,测定场降雨量大于12.5 mm的径流量和产沙量。结果表明,从蓄水保土效果来看,竹节沟+忍冬Lonicera japonica缓冲带忍冬茶Camellia sinensis缓冲带不套种。柑橘林下布设不同水土保持措施的地表径流、泥沙量与不套种间差异显著(P0.05),且柑橘林下布设竹节沟,同时栽植忍冬等经济作物,蓄水保土效益明显,且增加了经济效益。     

李子口径流小区不同植被条件下降雨对土壤侵蚀的影响研究

采用径流小区实验的方法,在李子口小流域设立了6个不同植被类型的径流小区,研究径流小区不同植被条件下降雨对土壤侵蚀的影响,结果如下:(1)不同植被条件下,降雨对土壤侵蚀的影响可表现为撂荒地小区>农耕地小区>林地小区,降雨对林地的土壤侵蚀弱,林地对当地水土的保持能力强,最适合作为当地水土保持的植物措施。(2)总体上,6个径流小区的降雨量、降雨侵蚀力与地表径流量、径流深、土壤流失量之间的相关性均表现为显著正相关的关系,表明降雨对当地土壤侵蚀作用强,需重点防护。研究揭示了研究区降雨与土壤侵蚀的相关性,比较了不同植被条件下降雨对土壤侵蚀的影响,为水土保持的相关研究提供参考与借鉴。     

黑龙江省西部丘陵漫岗区径流效益分析

本文通过观测 ,对黑土漫岗林网区不同林种的土壤结构及理化性质、树冠截留、树干截留、枯落物截留及地表径流、径流含沙量的测定 ,测定出在黑土漫岗林网区 ,有林地比无林地的径流效益值大 ,其中有林地以落叶松、小黑杨、天然栎林的径流效益值较大 ,以落叶松林的径流效益值最大 ,果树林的径流效益值较小     

不同林龄华北落叶松人工林土壤蒸发特征及地表径流研究

以塞罕坝机械林场华北落叶松人工林为研究对象,结合该地区2009年气象资料,主要研究不同林龄林下土壤蒸发特征及产生地表径流情况。通过对幼龄林、中龄林、近熟林和林外对照样地的研究,结果表明:林分密度对于林下土壤蒸发量的影响较大,在整个生长季内不同林龄土壤的蒸发量在各月均是幼龄林<中龄林<近熟林<林外对照,蒸发量分别为49.00mm、58.50mm、74.00mm、118.50mm;整个生长季内幼龄林产生地表径流4次,径流量为19.30mm,占生长季降雨量的5.5%;中龄林产生地表径流1次,为13.00mm,占生长季降雨量的3.7%;近熟林产生地表径流2次,占生长季降雨量的3.9%;林外对照径流量为120.20mm,占生长季降雨量的34.5%。     

豫西伏牛山区日本落叶松林水文效应研究

测定了豫西伏牛山区日本落叶松林的林冠截流降雨、土壤渗透速度和地表径流。结果表明，生长期林冠截流降雨１８５１ｍｍ，截流率为２４４％，饱和截流量５ｍｍ，截流量随降雨量增加而增加，截流率随降雨量的增加而减少；土壤渗透速度在１０ｍｍ．ｍｉｎ－１左右；地表径流系数在１１％～２０％之间；泥沙流失量７５×１０３ｋｇ·ｈｍ－２～１２×１０３ｋｇ·ｈｍ－２；土壤渗透速度、地表径流量随造林整地方式不同而变化。     

滇中高原区主要森林类型林地土壤蓄水功能

应用人工模拟降雨、径流场定位观测及林地土壤层持水能力等实测资料,从森林土壤入渗性能,地表径流和土壤侵蚀,林地土壤水分状况,土壤的持水能力和最大容水量等方面深入分析了不同森林类型林地土壤的水源涵养功能及其差异。     

滇中高原区主要森林类型林地土壤蓄水功能

应用人工模拟降雨、径流场定位观测有林地土壤层持水能力等实测资料,从森林土壤人渗性能,地表径流和土壤侵蚀,林地土壤水分状况,土壤的持水能力和最大容水量等方面深入分析了不同森林类型林地土壤的水源涵养功能及其差异。     

北方土石山区不同木本植物的径流小区水土流失规律研究

通过对北方土石山区不同木本植物的径流小区进行土壤物理性状的测定和径流量、侵蚀量的观测,分别在汛期降雨量、不同降雨强度和前期降雨条件下,揭示不同木本植物径流小区所产生的径流量和侵蚀量的变化规律,为临朐县乃至相同类型地区的坡面综合治理提供理论依据和实践指导。结果表明:土壤物理性状、土壤含水量、土壤饱和贮水量及土壤渗透速度以葛藤林地为最好,其次是桑树、胡枝子、花椒、李树林地,种植花生小区为最差。分析降雨量、降雨强度、前期降雨对灌木径流小区径流量和侵蚀量的影响,表明不同灌木林的蓄水、保土效益皆以葛藤林地为最好,其次为桑树、胡枝子、花椒、李树林地,种植花生水土流失最严重。     

湖南第2代杉木幼林的水文学过程及养分动态研究

采用小集水区技术和定位研究方法 ,根据连续 3a观测所取得的数据 ,对湖南会同第 2代杉木幼林的水量平衡和养分元素的地球化学循环进行了研究。结果表明 :该森林生态系统年降雨输入为 1170 6mm ,其中 3 5 3mm以树干茎流形式进入林地 ,占降雨量的 0 3% ,林内穿透水为 10 17 3mm ,占 86 9% ,另外林冠年截留量为 149 77mm ,占年降雨量的 12 8%。以径流形式流出该系统的水量为 42 8 0 5mm ,占年降雨量的 36 5 7% ,其中地表径流和地下径流分别占总径流的 4 31%和 95 6 9%。系统另一输出形式蒸散量为 86 2 6 4mm ,为年降雨量的 6 2 2 %。在该森林生态系统中 ,由降雨输入的N、P、K、Ca、Mg等元素的总量为 5 3 173kg·hm- 2 ·a- 1 ,径流输出量为 42 5 6 3kg·hm- 2 ·a- 1 ,净积累量为 10 6 10kg·hm- 2 ·a- 1 。与稳定态的第 1代杉木林相比 ,第 2代杉木幼林的林冠截留量成倍减少 ,地表径流、地下径流量和径流总量都高于第 1代杉木林 ,其涵养水源的能力相对较弱 ,抵抗外界干扰的能力比稳定态的第 1代杉木林差。从生物循环来看 ,第 2代杉木幼林的养分存留量大 ,表明第 2代杉木幼林将从土壤中吸收的养分大量地保存在林木中 ,造成土壤中养分的逐渐减少 ,维持持久的林地生产力应引起重视。第 2代杉木幼林     

杉木、马尾松人工林径流特征的研究

为探讨亚热带人工林的水文效应,1984～1990年,在江西省分宜县山下林场22年生杉木和马尾松林中,对降雨、径流等进行定点测定,结果表明:试验区林地的年平均径流量为15.648～31.148 mm,年平均径流系数为1.245％～2.537％。降雨量与径流量的较佳回归模型为y=ab。     

林地土壤渗透试验研究

林地土壤渗透系数和土壤非毛管孔隙度、容重呈线性相关,土壤物理性状中影响土壤渗透性的主要是非毛管孔隙;乔木林比灌木林更能提高深层土壤的渗透系数;造林整地大大降低表层土壤的渗透,易产生地表径流。水土保持林的营造应建立人工(乔木)—天然(灌丛)复合植被。     

长江三峡花岗岩区典型林地暴雨径流特征研究

暴雨是三峡库区常见的气候现象,是区域水土流失和自然灾害的重要诱因。基于连续4年的观测,分析了流域内暴雨的季节分布及其变异特点;并选定3种典型林分,通过设立坡面径流场,对林地暴雨地表径流的特征进行了定量研究。结果表明:①流域内年均暴雨雨量占降雨的21.4%,且年际及月际间分配极不均匀,主要集中在7～9月发生,不同月份间暴雨量平均相对变差为1.26;②流域内各林地暴雨径流与总径流大量发生期相同,枫香林、马尾松栎类混交林及马尾松林年暴雨地表径流深分别为4.78,3.75,7.43mm,3类林分5～10月暴雨径流分别占同期地表径流总量的43.2%、51.2%和71.9%;③各类林分地表径流量与暴雨雨量均呈显著线性相关,而与雨强的相关性不显著,说明暴雨条件下蓄满产流是林地产流的主要方式。     

缙云山楠竹林地的降雨径流过程特征及其影响因子研究

应用在重庆缙云山典型植被类型楠竹林地设置的径流观测小区所收集的2002～2007年降雨及径流的观测资料,从定性和定量的角度揭示了缙云山楠竹林地的降雨径流过程特征,采用分形维数和灰色关联度相结合的方法,对其影响因子的范围以及影响程度进行了排序.研究发现,(1)2002～2007年,缙云山楠竹林地区降雨的年际分布比较稳定;其降雨量较集中出现于4～9月,此期占全年降雨量的72 %,而降雨量的峰值出现在7月.(2)缙云山楠竹林地的地表径流与地下径流与降雨保持密切的响应关系,对降雨量的分配为,地表径流占30.7 %,地下径流占15.2 %.(3)缙云山楠竹林地降雨径流过程的影响因子为 6个.其影响程度的大小排序为林分的高度、生物多样性组成、降雨(降雨量、降雨强度、降雨历时)、枯落物(最大持水量、厚度)、林冠截留量、土壤孔隙度.     

毛竹和杉木林的水文生态功能

通过集水区6年定位观测并对毛竹林、杉木林的森林水文基本特征进行对比观测和分析,基本结论是:在丘陵山地森林覆被率70％～80％的条件下,比同等条件的空旷地降水量多26.1mm,而林地蒸发量则比空旷地小;杉木林内降水量比毛竹林大,截留量和茎流量比毛竹林小;地表径流量及泥沙流失量采伐迹地>杉木林>毛竹林;林地贮水量毛竹林>杉木林>采伐迹地;林地土壤水分渗透速度毛竹林>杉木林地。     

广州市流溪河水源林涵养水源研究初报

对广东省广州市从化太平镇水源林三种造林技术方案及地表径流进行比较,结果表明:三种方案造林地中树木生长优于对照林地;初步选出山杜英等7个适合水源林营建的树种;三种方案造林地对减少地表径流量及径流系数的作用明显优于对照林地,但三种方案间差异不大,需做长期观测。