北京密云水库油松人工林对降水分配的影响

2004～2006年,对北京密云水库库西33年生的油松人工林的林冠截留、穿透降水和树干茎流进行了观测。观测结果表明,油松林冠截留率为31.67%,随着降水量的增大截留率迅速减小,并趋向于截留极限,油松林冠截留量与降水量呈幂函数关系。透流率为67.65%,穿透降水量与大气降水量之间呈极显著的正相关关系。干流率为0.68%,树干茎流量占降水量的比例极小,偏相关分析表明,树干茎流量与大气降水量、平均降雨强度及30 min最大雨强密切相关。     

黄土丘陵区人工油松林和山杨林林冠截留作用的研究

本文研究了25年林龄的油松人工林和天然山杨林的林冠截留量及其变化。结果表明:油松人工林和山杨林林冠年截留量分别为95.2mm和73.4mm,占年降水量的19.6%和14.7%。其中对降雨的截留量分别为78.0mm和71.1mm,分别占降雨量的17.4%和15.5%;对降雪的截留量为17.2mm和2.3mm,分别占降雪量的45.1%和5.9%。林冠截留量也有季节变化,两林分夏季截留量51mm,占同期降水量的15.8%。油松林冬季截留量较小,但占同期降水量的比例高,山杨林两者均小。林冠截留过程分为截留、透过、饱和三个阶段,其累积截留量与累积降水量呈I=apb函数关系。     

黄土丘陵区人工油松林和山杨林林冠截留作用的研究

本文研究了25年林龄的油松人工林和天然山杨林的林冠截留量及其变化。结果表明:油松人工林和山杨林林冠年截留量分别为95.2mm和73.4mm,占年降水量的19.6%和14.7%。其中对降雨的截留量分别为78.0mm和71.1mm,分别占降雨量的17.4%和15.5%;对降雪的截留量为17.2mm和2.3mm,分别占降雪量的45.1%和5.9%。林冠截留量也有季节变化,两林分夏季截留量51mm,占同期降水量的15.8%。油松林冬季截留量较小,但占同期降水量的比例高,山杨林两者均小。林冠截留过程分为截留、透过、饱和三个阶段,其累积截留量与累积降水量呈I=apb函数关系。     

黄土丘陵区油松人工林水分生态效益研究

林内透过降水量占同期林外降水的78.3%,林冠截留量占19%,树干径流量占2.7%,枯枝落叶层截留量占9.5%.林分密度对林内透过降水量影响很大,二者呈负相关关系。日平均相对湿度林外大于林内;日平均相对湿度垂直变化由大到小为冠层中部>林内1.5m处>林冠表层;坡向和坡位对相对湿度变化过程有显着影响。油松林地3～10月的平均含水量为11.46%,约相当于田间持水量的50%;采伐4年后的迹地的土壤水分恢复能力较强,各月土壤含水量均高于林地。     

子午岭林区林冠对降雨截留作用的研究

利用林内外降雨观测资料,分析了子午岭林区4月—10月林内降雨量、林冠截留量、林冠截留率与林外降雨指标的关系。其结论为林内降雨量与林外降雨量呈直线正比关系;林冠截留量与不同雨量级呈幂函数关系;影响林冠降雨截留率的最好降雨指标为 PI₃₀。     

重庆市四面山不同森林类型林冠的截留作用

 通过对重庆市四面山6种不同森林类型(温性针叶林、暖性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、暖性竹林)最大容水量和林冠截留率的测定,研究了不同森林类型林冠截留作用的差异。结果表明:1)温性针叶林和暖性针叶林较其他4种森林类型具有更高的单位面积林冠最大容水量及林冠平均截留率,表现出较强的林冠截留功能;2)影响植物群落林冠最大容水量的主要因素为郁闭度及单位面积枝叶质量,呈正相关关系;3)影响各森林类型林冠截留率的主要因素为降水量、降水强度以及林冠枝叶干燥程度,随降水量或降水强度的增加,不同森林类型的林冠截留能力表现出不同程度的降低;枝叶干燥程度对不同森林类型截留能力的影响也有明显的区别。     

黄土高原半干旱区油松人工林冠层截留降雨模拟与分析

基于黄土高原半干旱区2012—2013年观测数据,采用定位研究方法对该区油松人工林林冠层降水再分配情况进行研究;采用王彦辉模型和崔启武模型对林冠截留量进行模拟并对其适用性进行对比分析。结果表明:1)油松人工林穿透雨量与林外降雨量呈显著线性关系(R2=0.978 9),林冠截留量与林外降雨量呈幂指数关系(R2=0.867 3),平均林冠截留率为25.5%;2)王彦辉模型和崔启武等模型模拟的决定系数R2分别为0.724 5和0.755 4,黄土高原半干旱区油松人工林林冠截留模拟效果崔启武模型较王彦辉模型要好。     

北京密云油松人工林对降水及其营养元素含量的影响

对北京密云水库库西油松人工林的林冠截留、穿透降水和树干茎流的观测和分析结果表明，单次降雨过程中的林冠截留量与林外降水量呈幂函数关系，而穿透雨量和树干茎流量跟林外降水量皆呈线性相关关系，它们占林外降水的比例分别为7．23％～87．39％，12．56％～91．58％和0．007％～1．77％。环境状况、气象条件和降水特性的不同是造成同一地区大气降水化学性质差异的主要原因；降水透过油松林冠层后，穿透降水和树干茎流中元素含量都有不同程度的增加。穿透降水中各元素含量变化均与降水时间间隔呈正相关，而与降雨强度和降水量呈负相关；除N外，树干茎流中P，K元素含量与降水特性的关系与穿透降水的相同。     

黄土丘陵区油松人工林和山杨林林冠对降水的再分配及其对土壤水分的影响

本文分析了人王油松（Pinus tabulaeformis）社和山杨（Populus davidiana）林内的年降水量和林冠的年截留量。得出林内降水量（pi）和林外降水量（p）呈直线正比例关系,人工油松林pi₁=0.928P-0.98;山杨林有叶期pi₂=0.889P-0.442;山杨林无叶期为pi₃=0.985P-0.278。林冠截留量（I）与林外降雨量（p）呈幂函数关系。人工油松林是I₁=0.711p^0.461,山杨林有叶期为I₂=0.521p^0.563。林内降水分布不均,最大处为林内平均降水量的1.34倍,最小处为林内降水量的80%。在雨后短时间内,林内土壤水分也分配不均。     

黄前水库上游生态修复区典型植被林冠层水文效应

利用森林水文与水量平衡原理,采用固定标准地方法,对山东省泰安市黄前水库上游水土保持生态修复区典型植被类型的林冠层水文效应进行了研究。结果表明:①在P=18 mm的降雨条件下,生态修复区内不同树种林冠对降雨截留量的排序为油松>赤松>侧柏>麻栎>刺槐,树干径流量和林内穿透雨量没有发现有类似的规律,针叶林比阔叶林的林冠截留量大。②不同造林密度对林冠截留量的影响总体趋势为造林密度越大林冠截留量越多,反之林冠截留量就越少;林内穿透雨量与林冠截留量的变化规律相反。③不同郁闭度林分与不同造林密度的林分对降雨的再分配规律相同。④不同混交方式的林分对降雨的截留量排序为松刺栎混交>油松>松栎混交>松刺混交>麻栎>刺槐;树干径流量和林内穿透雨量的规律不明显。⑤生态修复区内典型植被林冠截留量在降雨量较小时(P=4.50 mm)截留作用很明显,林冠截留率较大;但随着雨量增加,树干径流量逐渐增大,林冠截留率呈减小趋势。     

卧龙地区针叶林及亚高山灌丛对降雨的雨滴谱及能量的影响

在运用色斑法研究岷江冷杉及川滇高山栎灌丛林下的雨滴滴谱及降雨动能的基础上,探讨了上述两个生态系统林冠雨谱特征及降雨动能削减特征,比较了3种雨滴终速计算方法的适用性。结果表明:两种生态系统树冠层对降雨动能的改变作用有一定差异,灌丛林下的降雨动能一般小于林外降雨动能,而且雨强增大时灌从对动能的削减作用更加明显一些;但针叶林下的降雨动能却显著高于林外降雨动能,雨强增大时林下的降雨动能比有下降的趋势。在计算雨滴终速时,比较好的计算方法为Beard经验公式法,沙玉清公式(及修正的牛顿公式)法。     

中亚热带地区常绿阔叶林地表径流和产沙影响机制

为探究中亚热带地区常绿阔叶林地的地表径流和侵蚀产沙的影响机制,于2016年和2017年的5—9月在天然降雨条件下,采用野外定位观测结合室内试验分析方法,得到磨盘山常绿阔叶林林外降雨和林内穿透雨及其雨滴特性数据,采用RDA排序及CANOCO的Forward分析筛选出主导环境影响因子。结果表明:(1)产沙量与林外降雨量和林内穿透雨量存在正相关关系。当径流量0.064mm时,研究区内形成的地表径流才开始携带泥沙;林冠层对降雨动能的缓冲作用在降雨强度小的情况下较明显。(2)林冠缓冲动能、叶面积指数和树干茎流量与径流量产沙量存在负相关关系,降雨历时、林外降雨量、林内降雨量、平均雨强、雨滴个数、雨滴直径、雨滴速度、林内降雨动能、降雨总动能对径流量产沙量产生正相关影响。(3)对12个环境因子进行主导因子筛选,降雨总动能、林外降雨量、平均雨强、林冠缓冲动能、降雨历时对径流量产沙量的影响效果较为显著。从典范特征值分析结果显示,仅选择这5个主环境影响变量可解释环境影响因子与径流量产沙关系73.2%的信息量,比12个变量所解释的信息量仅少16.8%。     

滇中高原常绿阔叶林对天然降雨雨滴动能的影响

为探究滇中高原优势群落常绿阔叶林植被对降雨雨滴动能的影响,于2016年和2017年5—9月,在天然降雨条件下运用自计雨量计和滤纸色斑法,通过定位监测磨盘山常绿阔叶林林外降雨和林内穿透雨特征及其雨滴特性,针对不同降雨条件研究了常绿阔叶林对雨滴动能等特征的影响。结果表明:林外的雨滴个数比林内降雨的雨滴个数多61.7%;随着雨量的增大,雨滴直径分布规律也呈逐渐增大的趋势;在小雨条件下,0.5mm林外降雨雨滴直径数量占总雨滴数的40.85%,而同径级雨滴林内仅占总数的12.22%,且以0.5~3.5mm的雨滴数量所占比例较大;当林外降雨雨滴直径超过4.5mm,雨滴终点速度稳定在9.34m/s;林内降雨雨滴直径超过4.1mm,雨滴终点速度稳定在7.05m/s;同一雨滴径级下,暴雨条件下的雨滴动能比小雨时的动能大98.29%,且随降雨量的增大而增大,林内累积雨滴动能的峰值达到林外降雨的20.68%。随着雨滴直径的增大,穿透雨势能、降雨总势能及林冠截留势能均呈逐渐增大的趋势,缓冲势能比穿透雨势能大46.59%,占总势能的65.18%。林冠层对小雨具有截持和增大林内降雨雨滴直径的作用,且造成林内降雨的滞后性,林冠对天然降雨的降雨速度、势能及动能起到明显的缓冲作用。     

沈阳地区天然降雨雨滴特征对坡面产沙量的影响

为了探究沈阳地区天然降雨雨滴特征与产沙量的关系,在天然降雨条件下,使用滤纸色斑法计算雨滴特征,利用野外径流小区（长8 m,宽1 m）采集沙样。运用相关分析法、灰色关联分析法和模糊贴近度分析法分析了降雨强度、雨滴动能、雨滴中值粒径、雨滴终点最大速度和雨滴质量与产沙量的关系。结果表明:经过相关分析和灰色关联分析,影响坡面产沙量的顺序为降雨强度 > 雨滴动能 > 雨滴中值粒径 > 最大雨滴终点速度 > 雨滴质量,模糊贴近度分析表明降雨强度对坡面产沙量的影响最大,降雨动能其次,雨滴质量影响最小。坡面产沙量分别与降雨强度、雨滴中值粒径、雨滴动能呈幂函数关系;天然降雨雨滴中值粒径与降雨强度呈幂函数关系;雨滴中值粒径和雨滴质量是雨滴动能的主要影响因子。     

林火前后坡面覆盖类型对产流产沙影响的模拟试验

通过室内模拟降雨试验,设置3种降雨强度(30,60,90 mm/h)和3种地表覆盖类型(裸土坡面、1 cm马尾松枯落物覆盖、1 cm马尾松灰烬覆盖),研究林火发生前后不同地表覆盖下的坡面产流产沙过程,明确枯落物和植物灰烬覆盖的减流减沙效益。结果表明:(1)相比裸坡,枯落物和灰烬覆盖下的坡面初始产流时间分别延长33%~80%和51%~200%,灰烬覆盖对延缓产流的效果更为明显;(2)相比裸坡,枯落物覆盖的减流效果稳定在12%~36%,而灰烬覆盖在中小雨强的减流效果高于70%,在90 mm/h雨强时减流效果降低至7%;(3)裸土坡面产流呈现先快速升高后稳定的趋势,而枯落物和灰烬覆盖坡面产流效果呈现"阶梯"形上升趋势;(4)枯落物覆盖能够减小径流携沙量和总产沙量,在3种雨强下减沙效益均高于85%,且高于同雨强下灰烬覆盖的减沙效益。枯落物覆盖的减流减沙效果在不同雨强下表现较为稳定,而灰烬覆盖的减流减沙效果受降雨强度的影响显著,且枯落物覆盖的减沙效益在3种雨强下均优于灰烬覆盖,说明在林火发生后地表覆盖改变是引起土壤侵蚀增加的重要因素之一。     

温带森林磷沉降-水系统输出-迁移动态特征及对土壤磷影响

采用对比和分析的方法,研究了黑龙江省带岭凉水国家级自然保护区温带森林生态系统磷沉降、溪流、河流和渗透水输出磷含量动态特征,以及磷沉降和水系统磷输出对红松人工林、落叶松人工林、椴树红松混交林、枫桦红松混交林和白桦次生林5种林型土壤全磷和有效磷的影响。结果表明,研究区域通过降雨产生的年磷沉降量约为0.888 kg hm-2,7月除红松人工林外,其他4个林型穿透雨磷浓度均高于大气降雨的磷浓度。7月枫桦红松林、8月白桦次生林和红松人工林A层土壤渗透水磷浓度低于林内雨磷浓度,表层土壤对穿透雨中磷有固定作用。在凉水自然保护区森林生态系统内,森林系统内小溪流、凉水河和凉水森林系统外永翠河水磷浓度均较林外降雨及穿透降雨磷浓度高,表现为永翠河水>土壤A层渗透水>凉水河>小溪>穿透雨>大气降雨。表明土壤中部分磷素通过地表径流和壤中流流出森林生态系统,并汇集于林中小溪,最后进入河流,造成磷在小溪和河流中的富集。大气磷沉降、森林水系统磷输出均与椴树红松林A0层土壤全磷含量呈显著负相关,与红松人工林B层土壤全磷含量呈极显著正相关,与落叶松人工林A0层土壤有效磷含量呈极显著正相关。     

泾河南小河沟流域自然降雨特性

采用德国HSC-OTT Persivel32激光雨滴谱探测仪监测南小河沟流域自然降雨的雨滴谱,分析不同雨型自然降雨雨滴特征及其分布规律,并分析了降雨特性各要素间的相互关系。结果表明:(1)该区自然降雨雨滴直径集中在0.3~1.5mm,与黄土高原利用传统的滤纸色斑法测定结果基本一致,但略小于东北和闽南地区。当雨强I10mm/h时,雨滴中数直径随雨强的增大而增大;当I≥10mm/h时,雨滴中数直径骤然下降,这在一定程度上和雨强增大后大雨滴破裂有关。该地区雨谱随雨强的变化可用Best分布拟合。(2)普通型降雨雨滴数量随直径的分布曲线较平缓,其动能与雨强呈线性相关;而短阵型降雨的雨滴数量随直径的分布曲线较陡峭,其动能与雨强呈幂函数关系。两种雨型的降雨动能均随雨强的增大而增大,但短阵型降雨动能增大的更快,因此短阵型降雨的侵蚀力更大。     

辽河源不同林龄油松林水源涵养能力研究

为定量评价不同林龄油松林的水源涵养能力,采用水量平衡法和综合蓄水量法,对辽河源地区3种不同林龄油松林的降雨再分配、凋落物持水能力、土壤蓄水能力以及林分水源涵养能力进行研究。结果表明:(1)观测期间,共观测到112次降雨,累计降雨量902.2mm,平均降雨量8.1mm;小雨、中雨、大雨和暴雨分别占总降雨量的25.2%,35.5%,26.4%和12.9%;(2)不同林龄油松林的林冠截留、林内降雨和树干茎流占总降雨量的比例分别为24.1%,72.9%和3%;林内降雨与林外降雨呈显著正线性关系;随着林龄的增加,林冠截留能力增加,而树干茎流先增加后减少;(3)凋落物的最大持水量、最大吸湿比和有效拦蓄量均随着林龄的增加而增加;(4)随着林龄的增加,土壤容重减小,总孔隙度增加,土壤入渗速率提高,蓄水能力增加;(5)不同林龄油松林水源涵养能力表现为成熟林近熟林中龄林。在不同林龄的油松林中,随着演替的进行,林分对降雨的分配与截流能力、水源涵养能力逐步增强。     

贡嘎山暗针叶林枯落物截留特征研究

 采用现场模拟法和浸泡法观测贡嘎山不同演替阶段的暗针叶林群落枯落物截留、枯枝落叶层的最大持水量和林内枯落物的截留特征。结果表明:不同林型的枯落物截留量与林外降雨量有不同程度的线性相关关系,而与林内降雨量存在幂函数关系。同林型内,由于枯落物数量、组成成分与分解程度等不同,其持水能力也存在着较大的差异。过熟林中枯落物吸水饱和时间最短,最大持水率最低,枯落物与林下苔藓层混杂在一起,截留水分的能力相对较弱;幼龄林中枯落物饱和需要时间最长,最大持水率也最高,对林下降雨的再分配作用也相应最大。同时,枯落物层的截留作用及截留量的大小,除与枯枝落叶层的数量和质量相关外,也与枯落物的湿润程度相关。     

氚水示踪法研究油松人工林的蒸腾

1987年生长季节,用氚水(~3H_2O)为示踪剂测定了33年生油松人工纯林的蒸腾。结果表明:在整个生长季节中,林分的平均日蒸腾速率为2.7mm/day,最大值出现在8月初,为3.8mm/day。同时发现,林木的蒸腾速率与其生长势成正相关.此外,对氚水示踪法、水分平衡法、能量平衡法等三种方法进行了比较,结果表明,氚水法是野外测定森林蒸腾的一种有效方法。