三峡库区森林植被坡面产流特性

以重庆缙云山4种不同植被类型坡面为研究对象,对2002年降雨和地表产流实测值进行对比分析,结果表明三峡库区4种坡面在相同的降雨条件下,产流量依次为：混交林地（65.18 mm）〉毛竹林地（64.72 mm）〉灌木林地（30.52 mm）〉阔叶林（18.71 mm）,并且产流量集中分布在4-9月份,阔叶林这一时期的产流量所占比例76.84%,为4种植被类型坡面中最低,表明阔叶林相对于其它坡面在调节径流方面的作用最大;地表特性各因素与产流量间的灰关联度大小依次为：土层厚度〉枯落物量〉林份郁闭度〉坡度,地表特性各因素对产流量的影响均较大,其中土层厚度对产流量的影响最大,而坡度对产流量的影响最小;产流量与降雨量都表现出了较好的线性相关关关系,且土层厚度直接影响着起始产流雨量。     

三峡库区森林植被坡面产流特性

以重庆缙云山4种不同植被类型坡面为研究对象,对2002年降雨和地表产流实测值进行对比分析,结果表明:三峡库区4种坡面在相同的降雨条件下,产流量依次为:混交林地(65.18 mm)＞毛竹林地(64.72 mm)＞灌木林地(30.52 mm)＞阔叶林(18.71 mm),并且产流量集中分布在4-9月,其中阔叶林的产流量为4种植被类型坡面中最低,表明阔叶林相对于其它坡面在调节径流方面的作用最大;地表特性各因素与产流量间的灰关联度大小依次为:土层厚度＞枯落物量＞林分郁闭度＞坡度,地表特性各因素对产流量的影响均较大,其中土层厚度对产流量的影响最大,而坡度对产流量的影响最小;产流量与降雨量都表现出较好的线性相关关关系,且土层厚度直接影响着起始产流雨量.     

坡面产流机制研究刍议

随着水文学的发展,坡面产流问题越来越受到水文学领域的重视。对坡面产流机制(这里的坡面产流包括地表径流产流和壤中流产流两个部分)的研究现状详细进行了回顾与分析,并提出了目前产流机制所面临的问题,以期推动降雨产流计算方法和流域水文模型机构的发展。     

流域坡面综合产流数学模型的研究

从流域坡面产流机制出发,依据Horton入渗曲线,建立起一个可适用于不同流域的综合产流模型,模型以降雨强度和土壤蓄水量为控制条件,同时兼顾超渗产流和蓄满产流,适应下垫面条件较为均一的流域或单元区域在不同条件下的产流计算。     

不同石漠化程度土地坡面产流特征分析

采用人工模拟降雨试验,研究了不同石漠化程度土地坡面产流特征。结果表明:中度和重度石漠化土地地表径流特征相似,但其与潜在、轻度和极重度石漠化土地差异明显。当雨强小于40 mm/h时,潜在石漠化土地难产生地表径流,当雨强达到55 mm/h,连续降雨34 min其开始产流;当雨强在51～60 mm/h之间时,其径流强度围绕3 mm/h小幅波动,当达到61 mm/h以上时,其径流强度随着降雨时间的延长而增大。轻度石漠化土地产流时间随着雨强的增大而变短,但其径流强度差异不大,介于2～5 mm/h之间。中度和重度石漠化土地地表径流呈现峰谷相间的特点。极重度石漠化土地裂隙、节理极为发育,洼地内多漏斗、落水洞,集流面积小,雨强增大后产生的径流变化幅度不明显。     

典型喀斯特坡面产流过程试验研究

通过人工降雨模拟典型喀斯特裸坡面径流过程试验研究,结果表明;在相同坡度和基岩裸露率的喀斯特地表、地下双层空间开放水文系统条件下,不同降雨强度和地下孔裂隙度的地表、地下径流分配呈负相关并具有临界点和交叉平衡点;二者随降雨过程的变化具有同步性;与降雨强度、地下孔裂隙度和降雨历时呈多元线性相关,相关程度分别是降雨强度＞地下孔裂隙度＞降雨历时,其中地表径流与降雨强度及降雨历时星正相关,与地下孔裂隙度呈负相关,地下径流与降雨强度及地下孔裂隙度呈正相关,与降雨历时呈负相关.     

构树林下枯落物对坡面流水动力学特性的影响

为研究构树及其枯落物对坡面径流水动力学参数特征的影响,采用人工模拟降雨的方法对不同坡度和降雨强度条件下有枯落物覆盖和无枯落物覆盖的构树坡面径流的水动力学参数特征进行试验。结果表明:构树林下枯落物能减小坡面土壤侵蚀64%~84%,并且随着坡度和降雨强度的增加,减沙效应逐渐变小;坡面径流雷诺数随降雨历时增加呈现先增大后稳定的趋势,雷诺数随坡度的增加显著增加,随降雨强度的增加显著增加,并且降雨强度对雷诺数的影响更加明显,构树林下枯落物对坡面径流雷诺数影响显著,能有效减小径流雷诺数;径流功率随降雨的进行呈现逐渐增大并最后稳定的趋势,坡度和降雨强度的增加均会导致径流功率增大,枯落物能够显著减小坡面径流功率,减弱径流的携沙能力。     

太行山区人工油松林对坡面入渗产流的影响

通过径流小区试验对太行山区人工油松林与灌草地的坡面产流入渗特征进行比较分析研究.结果表明:2种植被覆盖下的坡面产流量较小,入渗量较大.随着降雨量增加,坡面产流量和入渗量均呈增大的趋势.小降雨量时,松林小区的坡面产流量和入渗量均比荒坡小区的小;大降雨量时,松林小区的坡面产流量比荒坡小区的大,入渗量仍比荒坡小区的小.在一次降雨过程中,松林小区的出流历时长于荒坡小区的.大强度降雨时,松林小区出流的峰值流量和出流量均大予荒坡小区的;小强度降雨时则相反.土壤含水率较高是可能造成松林小区降水入渗量小,壤中流量大,出流历时长和洪峰流量暴涨暴跌的主因.     

重庆四面山植被类型对坡面产流的影响

 为研究长江三峡库区植被类型对坡面产流的影响,在重庆四面山布设针阔混交林、阔叶林、楠竹林、灌丛和农耕地5种不同植被类型的标准径流小区。对天然降雨过程和由降雨产生的地表径流进行观测。结果表明:不同植被类型林地地表径流量的平均值,从大到小依次为农地、灌丛、楠竹林、阔叶林和针阔混交林,分别是6·45、4·12、2·91、2·34和1·57mm。3种以乔木为主的林地地表径流量,均小于农地的地表径流量,不同乔木林地地表径流量差异不显著。不同植被类型林地地表径流量与降雨量存在显著的相关关系,与降雨强度也存在极显著的相关关系,并且都表现为多项式或幂函数关系。在同一降雨条件下,不同植被类型林地(包括农地),地表径流变化趋势存在一定差异,且均是农地地表径流量最大。     

冀北山区三种典型森林类型枯落物水文效应研究

枯落物层在森林生态功能中具有十分重要的作用。在冀北山区北沟林场搜集了3种典型森林群落枯落物,研究其储量和持水特性。结果表明：3种林分类型枯落物半分解层的储量均大于未分解层;枯落物最大持水量总和为：油松蒙古栎混交林（155.31t/hm2）〉山杨桦树混交林（105.62t/hm2）〉落叶松桦树混交林（88.17t/hm2）;枯落物有效拦蓄量半分解层均大于未分解层,排序为：油松蒙古栎混交林（128.15t/hm2）〉山杨桦树混交林（82.27t/hm2）〉落叶松桦树混交林（69.22t/hm2）;总的有效持水量为：油松蒙古栎混交林（132.01t/hm2）〉山杨桦树混交林（89.39t/hm2）〉落叶松桦树混交林（74.95t/hm2）;枯落物各层持水量与浸泡时间呈很好的对数关系。总之,油松蒙古栎混交林保持水土效果最佳。     

北京百花山森林枯落物层和土壤层水文效应研究

对百花山4种林分枯落物层和土壤层的水文效应进行了初步研究。结果表明：①核桃楸林枯落物的总蓄积量为9．99t／hm^2,最大持水量为27．72t／hm^2,有效拦蓄量为29．55t／hm^2;华北落叶松林枯落物的总蓄积量为10．27t／hm^2,最大持水量为12．84t／hm^2,有效拦蓄量为13．53t／hm^2;黑桦林枯落物的总蓄积量为7．04t／hm^2,最大持水量为19．01t／hm^2,有效拦蓄量为19．18t／hm^2;辽东栎林枯落物的总蓄积量为8．22t／hm^2,最大持水量为14．72t／hm^2,有效拦蓄量为18．33t／hm^2。②半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层10h基本达到饱和,持水量与浸泡时间的关系为Q=aln（t）＋b;枯落物在浸水的前半小时内吸水速率最大,4h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=kt”。③辽东栎林土壤层持水能力最强,为266．22t／hm^2,黑桦林土壤的持水能力最差,为219．39t／hm^2,利用幂函数对人渗速率与人渗时间进行拟合,其相关系数均在0．98以上。     

北京百花山森林枯落物层和土壤层水文效应研究

对百花山4种林分枯落物层和土壤层的水文效应进行了初步研究。结果表明:1核桃楸林枯落物的总蓄积量为9.99 t/hm2,最大持水量为27.72 t/hm2,有效拦蓄量为29.55 t/hm2;华北落叶松林枯落物的总蓄积量为10.27 t/hm2,最大持水量为12.84 t/hm2,有效拦蓄量为13.53 t/hm2;黑桦林枯落物的总蓄积量为7.04 t/hm2,最大持水量为19.01 t/hm2,有效拦蓄量为19.18 t/hm2;辽东栎林枯落物的总蓄积量为8.22 t/hm2,最大持水量为14.72 t/hm2,有效拦蓄量为18.33 t/hm2。2半分解层枯落物浸泡8 h已基本达到饱和,而未分解层10 h基本达到饱和,持水量与浸泡时间的关系为Q=aln(t) b;枯落物在浸水的前半小时内吸水速率最大,4 h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=ktn。3辽东栎林土壤层持水能力最强,为266.22 t/hm2,黑桦林土壤的持水能力最差,为219.39 t/hm2,利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,其相关系数均在0.98以上。     

云南高原金沙江流域森林枯落物层和土壤层水文效应研究

以金沙江流域4种典型纯林为对象,对枯落物层和土壤层的水文效应进行初步研究.结果表明:①枯落物层总蓄积量为4.24～14.10 t/hm2;最大持水量为11.49～41.02 t/hm2;有效拦蓄量为9.92～41.71t/hm2;4种林分枯落物层的水文功能排序为银荆林＞云南松林＞桤木林＞滇杨林.②半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层10 h基本达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系;枯落物在浸水的0.5h内吸水速率最大,2h后速率明显减缓.枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系.③土壤层容重的变化范围为1.04～1.33 g/cm3;总孔隙度变动范围为45.08％～55.28％;土壤有效持水量为201.65～246.40 t/hm2;4种林分土壤层的水文功能排序为滇杨林＞银荆林＞云南松林＞桤木林;利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,R2＞0.96.     

冀北山地阴坡枯落物层和土壤层水文效应研究

对冀北山地阴坡6种不同天然林分枯落物层及土壤层进行了初步研究,结果表明:(1)枯落物总蓄积量和最大持水量的顺序一致:华北落叶松-白桦-黑桦混交林>白桦-华北落叶松混交林>白桦-黑桦-华北落叶松混交林>蒙古栎-黑桦混交林>山杨-黑桦-蒙古栎混交林>白桦-黑桦混交林,枯落物的蓄积量为10.15~30.47 t/hm2,最大持水量的变化范围为24.33~63.57 t/hm2。华北落叶松-白桦-黑桦混交林的有效拦蓄能力最强,为48.60 t/hm2,山杨-黑桦-蒙古栎混交林的有效拦蓄能力最弱,为16.47 t/hm2;(2)未分解层枯落物与半分解层枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系;(3)土壤容重均值的变化范围为0.89~1.18 g/cm3,总孔隙度的变动范围为49.93%~63.08%。随着土壤厚度加深,土壤容重逐渐增大,总孔隙度逐渐减小;(4)山杨-黑桦-蒙古栎混交林有效持水能力最强,为65.43 t/hm2,华北落叶松-白桦-黑桦混交林持水能力最弱,为37.92t/hm2,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,相关系数都在0.95以上。     

中国森林水文学研究进展(英文)

 森林水文学研究对于了解流域物理、生物及化学过程以及实施流域管理,具有重要意义。森林与水的关系及其在流域管理中的应用,是国际水文学及流域管理学界十分关注的课题之一。由于缺乏长期的森林水文观测数据,导致中国的学者们以及政府决策者之间,关于森林对洪水、流域年产水量以及土壤侵蚀的作用看法不一致。作者介绍了近20年来中国森林水文学的发展历史,以及我国森林生态长期定位观测站,在林冠截留、地被物截留、林地蒸发散、地表径流、土壤侵蚀等方面的观测成果。此外,还提出了服务于中国林业工程建设急需研究的森林生态水文学课题.     

辽宁东部山区几种主要森林植被类型水量平衡研究

采用固定标准地观测方法 ,在对辽宁东部山区 5种主要森林类型降雨分配、植被层的蒸腾耗水及林地土壤蒸发的实际观测及对某些平衡因子 (如径流量 )通过简化水量平衡方程余项法推求基础上 ,建立森林水量平衡关系。研究表明 ,各林分类型生长季总蒸散量为 4 76 .6～ 6 5 1.3mm,以林冠的蒸发散为主 ,占同期总蒸散量的 73.5 %～ 88.6 % ,林冠下林地蒸发散为 6 9.3～ 12 6 .5 mm,占总蒸发散的 11.4 %～ 2 6 .5 % ;林地不易发生地表径流 ,生长季地下径流深 76 .6～ 2 6 3.9mm ,占同期降雨量的 10 .3%～ 35 .5 %。各林型间水量平衡分量有很大差异 ,针叶林总蒸散量明显高于阔叶林     

冀北山地森林土壤水文效应研究

森林土壤水文效应是森林生态水文功能的基础.从森林土壤的容重、孔隙度、持水能力和入渗能力等方面,研究了冀北山地6种典型森林的土壤水文效应.结果表明:土壤容重方面,落叶松纯林最大(1.21 g/cm3),白桦纯林最小(1.00 g/cm3);土壤孔隙度方面,白桦纯林总孔隙度最大(50.75％),油松蒙古栎混交林总孔隙度最小(42.58％);土壤持水能力方面,油松纯林的有效持水量最大(241.00 t/hm2),落叶松纯林的最小(57.75 t/hm2).土壤入渗能力方面,油松纯林的稳渗速率最大(15.00 mm/min),落叶松纯林的稳渗速率最小(0.68 mm/min).     

黄土高原子午岭油松林枯落物的水源涵养功能评价

[目的]探究黄土高原子午岭林区不同密度人工油松林枯落物的水源涵养功能,为该区功能导向型林分改造提供理论依据。[方法]于2021年8月在甘肃省合水县子午岭连家砭林场选取6种不同林分密度(2 222,3 200,4 802,6 250,7 503,9 286株/hm²)的油松人工林为研究对象,采用坐标综合评价法对不同密度油松林枯落物的水源涵养功能进行评价。[结果](1)油松林枯落物的厚度和蓄积量分别介于2.78～7.30 cm和14.97～52.41 t/hm²,两者变化趋势均呈“单峰型”,峰值出现在林分密度4 802株/hm²;(2)林分密度3 200株/hm²的枯落物最大持水率(192.98%)和有效拦蓄率(152.04%)较高,而林分密度4 802株/hm²的枯落物的最大持水量(101.46 t/hm²)和有效拦蓄量(67.92 t/hm²)表现优良,且半分解层在枯落物降水拦蓄过程中起主要作用;(3)枯落物持水率(量)、吸水速率与浸...     

浙江省天台县不同森林类型枯落物及土壤水文特性

[目的]掌握浙江省天台县不同森林枯落物和土壤的持水能力,为该区域今后在森林水源涵养等方面提供科学依据。[方法]采用野外调查和室内浸泡法,对天台县8种森林类型(毛竹林、阔叶混交林、针阔混交林、针叶混交林、马尾松林、杉木林、黑松林、木荷林)枯落物及林下土壤持水性进行了研究。[结果] 8种森林类型的枯落物蓄积量在8.05～23.84 t/hm~2之间;最大持水量变化范围为14.59～35.15 t/hm~2,其大小排序为:木荷林针阔混交林阔叶混交林马尾松林杉木林黑松林毛竹林针叶混交林;8种森林类型林下枯落物持水量与浸泡时间之间变化规律基本一致,持水量与浸泡时间呈对数函数关系,不同森林类型林下枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系;各森林类型土壤容重介于0.83～1.21 g/cm~3,土壤持水力变化范围为200.74～575.70 t/hm~2,其大小依次为:黑松林针阔混交林木荷林杉木林毛竹林马尾松林阔叶混交林针叶混交林。[结论]阔叶林以及含有阔叶树种的森林类型枯落物以及林下土壤持水能力均较强,其中土壤持水能力最强的为黑松林。     

兰州市北山不同人工林枯落物和土壤的水文特征

[目的]探讨兰州市北山3种人工林地枯落物的储量和持水能力及土壤的水文特征,为揭示干旱地区人工林水土保持和水源涵养能力提供理论依据。[方法]采用野外调查、室内浸水法和环刀法等研究方法对林地的枯落物蓄积量、持水量和土壤的渗透性、持水能力等进行了研究。[结果]3种林地枯落物的总蓄积量表现为:新疆杨(36.74t/hm~2)侧柏(34.15t/hm~2)刺槐(16.01t/hm~2)。新疆杨林地枯落物最大持水量最大,为7.36t/hm~2;而刺槐林地最大持水量最小,仅为4.91t/hm~2。3种林地中土壤容重表现为:新疆杨(1.466g/cm3)刺槐(1.403g/cm3)侧柏(1.27g/cm3);而土壤总孔隙度、毛管孔隙和非毛管孔隙均表现为侧柏刺槐新疆杨。土壤最大持水量为:侧柏(0.731g/cm3)刺槐(0.642g/cm3)新疆杨(0.633g/cm3)。侧柏的初渗率和平均渗透速率均显著高于新疆杨和刺槐林地(p0.05),且侧柏林地在整个渗透时间内其渗透性均高于新疆杨和刺槐林地。[结论]在3种人工林地中侧柏林地的土壤保持和水源涵养能力最强。