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。     

沿坝地区天然次生林对降雨再分配的影响

为了探究天然次生林对降雨再分配的过程,通过对沿坝地区的北沟林场内天然次生林进行穿透降雨、冠层截留和树干径流3个方面进行监测,结果表明:（1）穿透雨量和林冠截留占林外降雨量的比例比较大,树干径流量的比例则非常小,分别为59.46%,37.33%,3.21%。（2）穿透雨量和林外降雨呈现线性关系（R²=0.980 4）,林冠截留量与林外降雨量也具有明显的幂函数关系（R²=0.823 4）,树干径流与林外降雨量具有明显的线性相关关系（R²=0.909 8）,并且都达到了极显著水平（p < 0.01）。（3）根据穿透雨与林外降雨的方程y=0.8034x-1.7939,当林外降雨量高于2.23 mm时会产生穿透雨;依据林外降雨与树干径流的方程y=0.0552x-0.1981,当林外降雨高于3.58 mm时会产生树干径流;林冠在降雨再分配过程中起到了很重要的作用,形成了二次降雨。     

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。     

油松人工林林冠层的水文作用

油松人工林林冠截留量占林外降水量的19.76％,林内外降水量为直线关系,林冠截留量与林外降水量为幂函数关系。林下降水分布不均,距树干越远,降水量越大;林内雨滴不连续,大雨滴增多,动能增大。油松林冠层年蒸腾强度以6月份最大,日蒸腾强度,以14时最高,年均蒸腾强度为0.25g/(g·h)。     

岷江上游23年生油松纯林下凋落物与土壤截留降水的效应

为了评价人工林下凋落物与土壤截留降水的能力,定位监测和分析了岷江上游23年生人工油松纯林下凋落物层和土壤层对65次降水事件的截留与分配过程。结果表明,65次林外降水总量为400.9 mm,其中208.726mm以穿透雨、33.388 mm以树干茎流进入林地,凋落物层、土壤层分别截留25.695,214.375 mm,截留率分别是6.41％,53.47％。但林外降水量<0.3 mm时,不产生林内降水,凋落物与土壤层不能截留降水。在0.3～10 mm降水范围内,土壤截留量随着降水增大呈增加趋势,而凋落物层截留率先增后减,但降水量>10 mm后,土壤截留率逐渐趋于稳定,呈较小波动(63.46％～73.58％),而凋落物截留率趋于稳定,并略有下降趋势;土壤截留量与林内外降水量、土壤截留量与茎流量均呈显著线性相关关系。综合分析表明,人工油松林凋落物层和土壤层对降水均有一定的拦蓄截留效应,其中:土壤层>凋落物层,土壤层的截留量达同期林外降水量的1/2以上。     

华北土石山区油松林对降雨再分配的影响

森林对大气降雨的再分配有着重要的作用,2010年通过对河北省木兰国营林场油松林穿透降雨、冠层截留量和树干径流的观测,分析了华北土石山区油松林降雨再分配的特征。结果表明:油松林的穿透降雨量、冠层截留量和树干径流量分别占大气降雨量的67.07%,29.79%,3.10%。油松林冠层穿透降雨量和树干径流量与林外降雨量呈明显的线性关系(R2=0.986,R2=0.893),林冠截留量与降雨量成幂函数关系(R2=0.765);根据回归方程,当林外降雨量大于0.264mm时,可发生穿透降雨,当林外降雨量大于4.89mm时,可发生树干径流;林冠在降雨再分配过程中起着主要的作用,在空间和时间上都进行了再分配。     

黄土高原南部人工林林冠对降雨特征的影响分析

林冠降雨特征是森林水文作用的重要机制,同时也是植被在水土保持作用中的重要内容。以黄土高原南部常见乔木刺槐、元宝枫、桉树为研究对象,以滤纸色斑法为基本实验原理,观测了该地区天然降雨15场,分别取得3种乔木冠下雨滴谱200份。通过对比分析林冠内外降雨特征,得到以下结论:林冠降雨特征与林外降雨特征有显著区别;林下雨滴分布呈现近似的正态分布,大雨滴数量较林外明显增多;林冠下雨滴中数直径（D₅₀）受降雨强度的影响很小,且在降雨强度小于0.1 mm/min时,林冠下D₅₀大于林冠外,当雨强大于0.1 mm/min,林外D₅₀有大于林内的趋势;降雨动能与雨滴中数直径有着相似的变化趋势。     

泰山典型林分的林冠截留特征

 应用相关分析方法对泰山罗汉崖林场9个典型林分类型的林冠截留特征进行研究。结果表明:林内降雨量与林外降雨量呈很好的线性关系,林冠截留量与林外降雨量呈较好的对数关系;9个典型林分类型对降雨的截留能力为五角枫>麻栎+黑松>15 a麻栎>刺槐>50 a麻栎>黄连木>黄连木+刺槐>侧柏>黑松;7个典型林分类型形成树干径流的能力为15 a麻栎>50 a麻栎>黄连木>五角枫>黑松>刺槐>侧柏;各林分类型总体产生林内降雨的林外降雨量临界值为6.28 mm。     

湖南会同杉木人工林林冠截留特征及模拟

利用湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站第II集水区2015年的林外降雨、林内穿透雨、树干茎流及气候观测数据,研究了杉木人工林林冠截留特征,分析了影响林冠截留量的主要因子,验证了Gash(1995)模型模拟杉木人工林林冠截留的适用性。结果表明:(1)试验区5月降雨次数最多,8月降水量最大;次降雨以小雨频率最高,以短时降雨为主;(2)林下穿透雨、树干茎流及林冠截留均与林外降雨呈正相关;(3)Gash(1995)模型模拟的年累积林冠截留量为235.62mm,与实测值(254.16mm)具有较好的一致性;(4)模型主要受冠层饱和持水量(S)值、平均蒸发率与平均降雨强度比(E/R)值影响,研究中S值取值合理,E/R值有待进一步精确。     

油松、山杨林枯枝落叶层蓄积动态的研究

流域坡面上的枯枝落叶只有达到一定厚度,才能防止水土流失。本文从动态的角度,对陕北黄土丘陵区的主要森林类型油松和山杨林的枯枝落叶层的蓄积进行了研究,结果表明,中龄油松和山杨林的现存蓄积量分别为17.95t/ha和8.34t/ha;年凋落量为3.24t/ha和3.09t/ha,油松林的凋落主要发生在10月至翌年4月,山杨林则集中在9、10两月;年分解量为3.23t/ha和2.89t/ha,其中夏季分解快,冬季分解慢。根据林分枯落物现存蓄积量、凋落量和分解量阐明的蓄积动态表明,油松枯落物蓄积以4月为最多,10月最少,山杨则以1月最多,8月最少。在目前的年龄和结构状态下,凋落量和分解量基本呈平衡状态,枯落物蓄积量无明显增减。     

北京土石山区4种典型林分的水文效应研究

以北京土石山区4种典型林分的林冠层、枯落物层、土壤层3个水文作用层为研究对象,采用浸水法等传统测量方法,测定了不同林分的冠层截留量、树干径流量、穿透降雨量以及土壤和枯落物层的水力学参数,并分析了其水文效应。结果表明:不同林分的林冠截留能力相差较大,其中侧柏—黄栌混交林的冠层截留率最大为29.1%,其余依次为侧柏林、油松纯林和元宝枫纯林,油松纯林的树干径流量占降雨比例最大（5.8%）,其余依次为侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林和侧柏林,各项林冠截留率与大多数在干旱半干旱地区取得结果较为一致。从月份尺度的变化趋势来看,不同林分的截留量均为6月最大,7月、8月、9月、10月和5月依次减小,即截留量与降雨量呈正比关系。4种林分枯落物总蓄积量范围为26.3～246.0 t/hm²,其中油松纯林的枯落物储量显著大于其他林分类型（p < 0.05）,侧柏纯林、侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林依次次之,不同林分枯落物的最大持水量和有效持水量的大小排序与之一致。受土壤的物质构成、机械组成、根系的发育状况等因素影响,侧柏纯林的土壤孔隙度和饱和入渗速率（Ks）依次大于侧柏—黄栌混交林、油松纯林和元宝枫纯林。     

吉县蔡家川流域不同森林植被的林地水源涵养功能

林地（枯落物层和土壤层）是森林植被水源涵养功能的主体,在水土保持中具有举足轻重的作用。根据蔡家川流域林地枯落物和土壤的分析与测定,研究比较了晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能。结果表明,不同植被类型枯落物的最大有效拦蓄量的大小为:虎榛子林（2.85 mm）>沙棘林（2.38 mm）>刺槐林（1.88 mm）>油松×刺槐林（1.31 mm）>油松林（0.77 mm）。不同植被类型0~60 cm土层的林地土壤最大拦蓄量为:虎榛子林（248.2 mm）>油松×刺槐林（241.0 mm）>刺槐林（210.2 mm）>草地（209.8 mm）>油松林（198.1 mm）。晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能研究,为该区水土保持林的合理经营与利用提供了科学依据。     

北京山地不同海拔人工油松林枯落物及其土壤水文效应

本文对北京山地4个海拔梯度（480,540,690,820 m）的人工油松（Pinus Tabuliformis）林枯落物层及土壤层水文效应进行研究,结果表明:枯落物总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄能力均随海拔先升高而后减小,最大持水率随海拔升高先减小而后增大,枯落物总储量在10.63～31.42 t/hm²之间,最大持水量在17.27～37.17 t/hm²之间,有效拦蓄能力在6.72 ～28.71 t/hm²之间,最大持水率在164.32%～185.77%之间。枯落物持水量与浸泡时间呈明显的对数关系（R > 0.93）,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显的幂函数关系（R > 0.73）。土壤容重随海拔的升高而增大,变化范围为0.97～1.22 g/cm³,总孔隙度随海拔的升高而减小,土壤层有效持水量随海拔的升高而减小,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系（R > 0.96）。综合分析各项因子,低海拔地区的油松人工林水源涵养能力普遍高于高海拔。     

滦河上游不同密度油松林水源涵养功能研究

为了探知不同密度油松林人工林的水源涵养功能高低,选取木兰围场8个密度油松林的枯落物与土壤进行研究,利用水源涵养指数来比较各林分的水源涵养功能的高低,结果表明:（1）枯落物重量与有效拦蓄量变化趋势是随着密度的增加而增大,而枯落物最大持水量处于自身重量的2～4倍,最大持水率在250.61%～310.66%。（2）随着密度的增加土壤的最大持水量、非毛管孔隙度与非毛管蓄水量都是先是增加后减小,而最大持水量在1 800株/hm²达到了最大值为2 868.0 t/hm²;毛管孔隙度、毛管蓄水量与总孔隙度都没有明显的规律可言。（3）随密度的增加油松的水源涵养指数是呈现增加趋势的,其中的最大值是最小值的1.35倍,当密度处于1 500株/hm²时,指数趋于稳定,在1 500～1 800株/hm²时水源涵养指数较高。     

油松人工林枝叶容水量与蒸发速率的研究

通过研究油松树枝叶容水量与蒸发速率的结果表明,油松（Pinus tabulaeformis）树枝叶容水量与树枝叶重量呈直线正比关系（C=16.434+0.226W）;前3min的平均蒸发速率为0.0237g/g·min;水湿树枝叶在停止降水后即开始蒸发变干,其变干历时与该时段的平均相对湿度呈递增指数函数关系（t₁=11.53 e^0.02866rh）,与平均气温呈递减指数函数关系（t₂=3 256.07·e^-0.144c）。油松针叶的蒸发速率为0.013 7g/g·min,为蒸腾强度的3.43倍。其日变化规律和季节变化规律均与蒸腾强度相似。     

阴山北麓不同林分类型枯落物层持水性能研究

为了充分了解研究区不同林分类型枯落物的持水能力及对涵养水源和保育土壤的影响,以武川县公益林11种林分类型为研究对象,通过野外观测、室内浸水法对不同林分类型的枯落物蓄积量、最大持水量、最大持水率、吸水速率和有效拦蓄量进行了研究。结果表明:（1）不同林地类型总蓄积量为0.74~5.09 t/hm²,落叶松林蓄积量最大,樟子松林最小。天然林的蓄积量大于人工林,半分解层蓄积量均大于未分解层。（2）各林分类型的持水量存在显著差异（p<0.05）,呈现随时间的变化而先增大后减小的趋势,4 h内持水量变化较大,8 h后持水量变化相对平稳,24 h后各林地枯落物达到最大持水量,落叶松（8.5 t/hm²）最大,樟子松林（0.99 t/hm²）最小。（3）各林地枯落物吸水速率趋势相同,天然林吸水速率较大,其次油松人工林,灌木林吸水速率最差。（4）在各林分类型中,落叶松林蓄积量最大,最大持水量最高,对降水的有效拦蓄量也最好（9.051 t/hm²）;油松、山杏混交林（2.847 t/hm²）次之。综合比较,落叶松等天然林的持水能力最好,油松人工林枯落物的持水能力次之,柠条、山杏灌木林持水能力较弱。     

晋西黄土区主要造林树种合理林分密度计算与分析

黄土丘陵沟壑区水土保持林合理林分密度的确定须遵循“量水植树”的基本原则。依据水量平衡原理,在无地表径流,无土壤的深层渗漏,降水资源得以充分利用的情况下,林分在某一生长季内对降水资源的消耗量应小于或等于降水总量,根据上述原理分别计算了晋西黄土区蔡家川流域刺槐和油松林的合理林分密度取值。通过观测2002年和2003年生长季时段内林龄为13a不同密度刺槐纯林和林龄为17a不同密度油松纯林林地的土壤含水量动态变化,得到受水分胁迫威胁最小的刺槐、油松林分密度与依据公式计算得出的刺槐和油松林的合理林分密度相一致,说明该文提出的计算方法计算黄土区刺槐和油松的合理林分密度具有较好的适用性,且该方法简单易行,参数获取方便,值得在黄土区进一步推广应用。     

北京九龙山自然保护区典型林分枯落物水文效应研究

在北京九龙山自然保护区内选取有代表性的4种林分类型,测定各林分枯落物的蓄积量,采用室内浸泡法对其水文效应进行研究,旨在为该区森林植被枯落物生态水文功能评价提供一定的参考。结果表明:（1）4种林分枯落物层蓄积量大小依次为:黄栌油松混交林（29.65 t/hm²） > 黄栌纯林（22.78 t/hm²） > 黄栌侧柏混交林（16.87 t/hm²） > 侧柏纯林（12.17 t/hm²）;（2）同一浸水时间下黄栌油松混交林的枯落物持水量最大,黄栌纯林、黄栌侧柏混交林次之,侧柏纯林最小,枯落物层的持水量与浸泡时间为对数函数关系,持水量历时过程呈现出迅速吸水、缓慢吸水、逐渐饱和、饱和4个阶段;（3）4种林分枯落物层的吸水速率与浸水时间为幂函数关系,其过程可分为迅速下降、缓慢下降、趋于稳定的3个阶段。     

林地枯落物抗冲试验研究

通过对枯落物抗冲性测定资料分析,得出枯落物自身抗冲能力与其增强土壤的抗冲效应相一致,抗冲能力大小顺序为油松>山杨>沙棘>刺槐。枯落物的抗冲力还随其厚度增加而提高,与单位面积中的活植物茎数量成正相关。具有枯落物的林地土壤冲失量主要取决于冲刷的前1～3min,而与更长的冲刷历时关系不大,但与冲刷径流强度关系紧密,每当径流出现增值都会引起土壤冲失量新的峰值。