南京城郊麻栎林坡面土壤体积含水率与侧向流对降雨响应

为了研究森林涵养水源机制,选择南京城郊麻栎Quercus acutissima林,采用ECH20土壤含水率检测系统在坡面0M00CHI深土壤5,15,30,40,60,100CHI等6个深度层次进行土壤水分定位监测,分析了小雨、中雨、大雨条件下南京城郊麻栎林地各层次土壤水分变异过程,分析各土壤层次体积含水率的变化过程对降雨强度响应曲线,得到5cm和15cm层次土壤水分变化与降雨量变化有良好的同步性,在降雨量6．8mm,11．8mm和36．8mm时5cm和15cm层次的土壤体积含水量变化量分别是1．48％和2．10％,5．21％和5．72％,7．55％和7．85％;随着土壤层次的加深土壤含水率变化趋势与降雨量同步性逐渐下降,在中雨和大雨中土壤含水量的峰值会延迟1～2小时,在小雨下无变化。在降雨强度0-4．0mm·h^-1,土壤含水率自表层到30cm变异幅度增大,5cm,15cm和30cm层次土壤体积含水量变化量分别是1．48％,2．10％和2．90％;降雨强度12～30mm·h^-1,土壤含水率自表层到60cm层次变异幅度降低特征,5,15,30,40和60C[II的土壤体积含水量变化量分别是8．01％,7．85％,6．39％,5．96％和2．63％,而100cm层次土壤含水率却变异幅度显著土壤体积含水量变化量达到8．97％。在2011-2012年中研究的3场降雨量为6．8cm,16．2cm和36cm中,在降雨强度0～60．0mm·h^-1。区间,0～60cm层次土壤水含水率的增加量显著高于降雨量,无地表径流发生,最大侧向流分别为2．1mm·h^-1,2．4mm·h^-1。和28．7mm·h^-1,呈非饱和下渗现象。研究了在小、中、大降雨强度下,0～1．00m深度土壤垂直坡面上各层次侧向流对降雨强度响应的变化曲线,揭示了林地侧向流对各层土壤含水率变化的影响规律。图6表1参19     

南京城郊不同植被类型土壤含水量变异规律

选择南京市城郊毛竹Phyllostachys edulis林和千金子Leptochloa chinensis草地,分别在地下土壤5,15,30cm深度埋设土壤水分探头,在2.0 m高度处测定空气温度和湿度,所有数据按照15 min间隔连续记录。研究了降雨间隔期不同植被土壤水分变异规律。结果表明:1不同土地利用类型受植物根系和凋落物影响,相应层次间土壤体积含水量差异很大。草地相应层次土壤年平均体积含水量显著(P=0.05)低于毛竹林相应层次,有凋落物覆盖的毛竹林0~40 cm土壤年平均含水量比草地多9.12%,提高43.41%。2土壤含水量年平均变异系数在各土地利用类型内均和年平均土壤含水量呈显著(毛竹林:R2=0.77;草地:R2=0.986 4)负相关,草地土壤年平均含水量变异系数变动为8.70%~16.80%,毛竹林土壤年平均含水量变异系数变动为13.9%~16.4%,下限显著高于草地,波动幅度小,表明毛竹林地土壤具有显著高于草地的水分涵养能力,适合作为水源涵养林建设林种。3不同层次土壤含水量降雨间隔期呈指数显著(R2>0.9)相关关系消退。利用不同季节不同层次间土壤含水率指数模型,可以预测森林抗旱能力并依次作出经营管理预案。     

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。     

不同降雨强度下坡地覆盖对土壤有机碳流失的影响

采用模拟降雨试验研究不同降雨强度下坡地覆盖对因地表径流泥沙流失的有机碳影响.结果表明:降雨强度越高,土壤覆盖度越低,土壤有机碳流失量越高.影响土壤有机碳流失的因素表现为降雨强度＞土壤覆盖度＞地面坡度.降雨过程中,降雨强度由60 mm/h增至120 mm/h,土壤有机碳流失量增大.覆盖度较小时,降雨强度对土壤有机碳流失起决定作用.降雨强度≤60 mm/h时,植物覆盖层抑制土壤有机碳流失,重度覆盖(覆盖度100％)、轻度覆盖(覆盖度50％)与裸露地(覆盖度0％)相比,土壤有机碳流失量分别减少56.2％和36.3％.同时,土壤有机碳流失量随地面坡度由5°升至10°增加4.6％,初始产流时间提前14s.降雨强度与土壤有机碳流失量呈正相关,土壤覆盖度与泥沙流失量(土壤侵蚀量)以及土壤有机碳流失量呈负相关,径流中土壤有机碳流失量随着土壤侵蚀量同步变化.