小兴安岭低质林林冠对降水截留量的影响

研究了小兴安岭低质林林冠截留与林外总降雨量之间的关系。在观测时段内(2010年6月至8月)共产生降雨32次,总雨量为354.83 mm。其中小雨(10 mm以内)24次,中雨(10～25 mm)5次,大雨(25 mm以上)3次。小雨、中雨、大雨分别占总降雨量的75.00%、15.63%、9.37%。6月份共有5次降雨,总降雨量为22.82mm,林冠截留率为25%;7月份有16次降雨,总降雨量为205.21 mm,林冠截留率为21%;8月份有11次降雨,总降雨量为126.80 mm,林冠截留率为22%。采用3种函数模型拟合林外总降雨量与林冠截留量的关系:对数函数模型和幂函数模型R2值均较小,约为0.6左右,拟合效果不理想,而3次多项式函数模型拟合的非常好,R2达到0.975 5。当降雨量很小时,林冠截留量也很少。随着林外总降雨量的增加,低质林林冠截留量也随之增加。当降雨量超过45 mm时,林冠截留量增加趋势下降,最终达到饱和状态。     

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。     

基于通径分析的陕北黄土坡面径流产沙影响因素

通过对陕北半干旱黄土区16场有径流产沙发生的次降雨数据进行收集,以径流量和产沙量为因变量,植被类型、植被盖度、坡度、坡向、降雨量、降雨历时、场均雨强、I5、I10、I15、I30、土壤密度、土壤稳渗率作为自变量,在进行逐步回归分析的基础上,对影响径流量及产沙量的主要因素进行通径分析,结果表明:1)植被盖度、降雨量、降雨历时、I30、稳渗率是影响径流量的主要因素,径流量、植被盖度、坡度、降雨量、场均雨强、I15、土壤密度为影响坡面降雨产沙量的主要因素;2)降雨历时、降雨量、I30对径流量起到决定性作用,且对径流量产生影响的直接影响因素排序为降雨历时I30降雨量植被盖度稳渗率,而间接影响排序为降雨量降雨历时稳渗率I30植被盖度,决定系数排序为d降雨量·降雨历时d降雨历时·降雨历时dI30·I30d降雨量·降雨量d植被盖度·植被盖度;3)径流量、降雨量、I15对产沙量起到决定性作用。对产沙量影响因素排序:从直接通径系数来看,径流量I15土壤密度降雨量场均雨强植被盖度坡度;从间接通径系数来看,降雨量场均雨强植被盖度I15土壤密度径流量坡度;从决定系数来看,d径流量·径流量d径流量·降雨量d径流量·I15dI15·I15d土壤密度·土壤密度d降雨量·降雨量。      

模拟降雨条件下牛粪中氮素流失特征研究

在人工模拟降雨条件下对露天堆放的新鲜牛粪和腐熟牛粪氮素的流失特征进行研究,为农村面源污染防治提供依据。结果表明,径流的产生主要受降雨量影响,降雨强度的影响不明显。当降雨量小于10 mm时,无径流产生;当降雨量达到15 mm左右时,初始径流产生。一次完整的降雨过程中径流TN浓度呈明显山峰形,初始浓度为100~200 mg/L,当降雨量为30 mm时,新鲜牛粪出现浓度峰值约400 mg/L左右,降雨量为50 mm时,腐熟牛粪出现浓度峰值510 mg/L,且浓度峰早于流量峰约35 min出现;当降雨量达到25 mm时,新鲜牛粪和腐熟牛粪TN、NH_4~+-N、NO_3~--N流失量分别为11.79、4.17、3.02和18.58、0.65、12.99 g/t;降雨量达到50 mm时,新鲜牛粪和腐熟牛粪TN、NH_4~+-N、NO_3~--N流失量分别为51.75、22.75、11.63和96.87、4.78、85.30 g/t;腐熟牛粪氮素流失量高于新鲜牛粪约1倍。降雨量由25 mm增加为50 mm,氮素的流失总量增加4倍以上。新鲜牛粪氮素流失形态主要为NH_4~+-N、NO_3~--N,分别占51.3%、25.6%,腐熟牛粪氮素流失形态主要为NO_3~--N,占88.1%。1 t牛粪1次120 mm降雨径流流失的氮素占牛粪氮素总量的0.7%。     

不同坡度下侵蚀量与降雨特征的关系研究

坡面侵蚀影响因素众多,为研究不同坡度下土壤侵蚀的降雨影响因子。选择坡度为5°,10°,15°野外径流小区,观测雨强、径流量、降雨过程,接取沙样。利用SPSS分析统计软件,对降雨量P(X1)、平均雨强I(X2)、瞬时最大雨强IMAX(X3)、最大10min雨强I10(X4)、最大30 min雨强I30(X5)、降雨动能E(X6)、最大30min雨强与降雨动能的乘积EI30(X7)、降雨量与平均雨强的乘积PI(X8)、降雨量与最大瞬时雨强的乘积PIMAX(X9)、降雨量与最大10min雨强的乘积PI10(X10)、降雨动能与最大10min雨强的乘积EI10(X11)、降雨量与最大30min雨强的乘积PI30(X12)和坡度(X13)与土壤侵蚀量进行因子分析和逐步回归分析。结果表明:坡面侵蚀量主要受降雨动能和坡度影响,坡度在5~15°范围内是影响坡面侵蚀的主要因素,坡面侵蚀量与降雨动能和坡度呈线性关系。     

长三角地区马尾松林降雨再分配特征

【目的】为深入研究马尾松林降雨再分配格局,加深对马尾松林水文效应机理的认识,为长三角地区水源涵养林树种的选择以及经营、管理提供理论依据。【方法】对长三角地区冬季、春季、秋季马尾松(Pinus massoniana)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,降雨强度与3者之间的关系,以及叶面积指数与穿透雨、树干径流之间的关系,建立了降雨量、降雨强度与马尾松林穿透雨量、树干径流量、林冠截留量之间的回归模型。【结果】2012年10月至2013年6月长三角地区马尾松林外降雨累计792.6 mm,研究区以小雨量、低强度的降雨事件为主,马尾松林内累计穿透雨量584 mm,占降雨量比例的73.7%,马尾松林累计树干径流量7.426 mm,占降雨量的0.94%。林冠截留量201.17 mm,占降雨量的25.38%。【结论】马尾松林形成穿透雨的最小雨量为1.18 mm,形成树干径流的最小雨量为4.73 mm。本研究成果为长三角地区马尾松林对降雨再分配功能及影响提供基础数据支撑。     

油松栓皮栎混交林降雨及其再分配过程研究

2001年4—10月,通过林内标准地观测,对北京西山地区1块31年生的油松栓皮栎 混交林的降雨及其再分配过程进行观测研究. 结果表明,在试验条件下,降水主要分布在树木的生长季节,尤其集中在6—8月3个月份,占全年降水量的80%以上;各次降雨在油松栓皮栎混交林内的运动过程均是不完全运动形式,降雨量与干流和透流均呈线性关系,当降雨量大于1.43 mm时,试验林分可发生干流,当降雨量大于0.4 mm时,发生透流;整个试验期间,降雨的第1次分配中3个分量占降雨量比例的顺序关系分别为透流量358.15 mm(69.84%)林冠截流量138.05 mm(26.92%)干流量16.60(3.24%). 在第2次分配中,土壤总入渗量（223.08 mm）枯落物的总截持量（149.94 mm）地表径流总量(1.73 mm).      

小兴安岭原始红松林降雨截留观测及分段模拟

以小兴安岭原始红松林为研究对象,通过119场降雨的观测,对原始红松林的降雨截留再分配进行系统研究。结果表明:1)研究期内小兴安岭原始红松林的穿透降雨量、树干径流量和冠层截留量依次为636.04、14.62、177.84 mm,分别占林外降雨量的76.77%、1.76%、21.47%;2)原始红松林的穿透雨率、林冠截留率与降雨量之间均呈对数关系(P0.01),而穿透雨量、林冠截留量与降雨量之间均呈线性相关关系(P0.01);3)当降雨量0.5 mm时,原始红松林开始产生树干径流,且树干径流量和树干径流率均与降雨量呈正相关关系(P0.01);4)在原始红松林水文过程中,通过变异系数比较可知,树干径流的变异性最大,穿透雨变异性最小;5)分段模拟和分类回归树的结果显示,林冠截留与降雨量拟合曲线的分割点为2.3和9.8 mm,且与整体回归模型相比较,分雨量段的林冠截留预测模型精度高,更符合林冠截留的生态水文过程。      

昆明市园林植物树冠截留降雨及其影响因素研究

研究了昆明市园林植物单层、复层结构的树冠截留降雨及其影响因素,结果表明:(1)观测期间共有降雨42次,降雨总量为229.6 mm,有效降雨22次.降雨按1h划分标准,其中小雨(＜2.5 mm)12次、中雨(2.5～8.0 mm)9次、大雨(8.0～16.0 mm)1次.(2)所选针叶类植物中树冠截留效果较好的为圆柏,较差为云南松;阔叶类植物中树冠截留效果较好的单层乔木为山玉兰,较差为桂花.树冠截留效果较好的单层灌木为锦绣杜鹃较差为茶梅,复层植物搭配较好为鹅掌楸+鹅掌柴、较差为滇朴+尖叶木樨榄.(3)园林植物树冠截留的影响因素主要有树冠修剪形状、枝叶疏密程度、园林植物种植方式、树冠外降雨量以及降雨强度等.     

湖北省五峰县两次暴雨特征及对地质灾害影响的分析

通过对湖北省五峰县2016、2017年连续两年出现的暴雨洪涝灾害情况进行对比,结合现场调查,分析了两次暴雨过程的降雨特征。结果表明,2017年7月15日暴雨过程范围较为集中,暴雨强度大,五峰国家气象站过程降雨量为126.6 mm;2016年7月19日降水分布广,强度大,五峰国家气象站过程降雨量为189.3 mm。从日降水量分析,2016年7月19日降水量排在历史第五位,而2017年7月15日降水量在历史上排位仅为第19位,但2017年7月15日连续2 h最大降水量的重现期达到130年一遇,在历史排位中位于第一位,即此次暴雨属于"坨子雨",分布极为不均,局地短时降水强度大。分析2次灾害发生前10 d的降水发现存在持续有效降雨,2016、2017年累积雨量分别达到97.4、116.4 mm,连日的阴雨会使土壤水分达到饱和或近饱和状态,在后期强降水的作用下,发生泥石流、滑坡、塌陷等灾害。     

黄河中游旱坡地枣园集水保水的效果

晋西黄土区枣树生长前期（4－6月份）降雨量少是限制枣树生长发育的主要气候因子，在没有地下水的情况下，集水栽培是解决干旱问题的惟一有效措施。降水是黄土区产生地表径流的惟一来源，降水量、降水强度及降水历时是影响坡面径流过程和径流量的主要因子。人工模拟径流蓄集试验表明，当径流集蓄至40－80mm时，增墒持续时间就能维持30d左右；当径流集蓄超过80mm后，增墒持续时间能够稳定在45d左右。一次天然降雨15mm，集水枣园土壤水分含量能够维持10d左右的增墒效果。15mm＜降雨量＜40mm，集水枣园土壤增墒时间约在10－30d之间。生长期内（4－10月份）降雨量达300mm时，集水枣园水平均集蓄效果开始显著，比对照平均提高土壤水分含量1．30％左右；低于300mm时，尽管个别月份差异显著，但整个生育期计算，集水枣园集流增墒效果不显著。当生长期降雨量超过400mm时，坡地枣园土壤水分含量比对照提高1．7％－1．8％。覆盖能提高土壤水分含量1％左右，但主要体现在降雨月份上，在非降雨月份或少降雨月份覆盖效果不显著。生长期松土能提高集水枣土壤水分含量0．91％，松土效果与降雨量有着密切的关系，降雨月份松土效果更加明显。     

黔中地区的侵蚀性次降雨特征

为黔中地区的水土保持和生态环境建设提供参考,基于野外径流小区实测降雨资料,选取降雨量、降雨历时、平均雨强3个指标,采用快速聚类、判别聚类和分位数取值相结合的方法,将侵蚀性次降雨划分为A、B、C 3类雨型,研究黔中地区侵蚀性次降雨特征。结果表明:1)黔中地区年均降雨量913.52mm、年均侵蚀性降雨量493.17mm,平均次侵蚀性降雨量26.42mm。2)侵蚀性降雨量在每年5月和9月最稳定,在7月达最大值。3)降雨次数和降雨量均呈夏季春季秋季冬季的趋势。降雨量在夏季年际间波动小,在春季和秋季年际间波动大。4)3类雨型的侵蚀能力呈A雨型(大雨量,长历时,大雨强,低频次)C雨型(小雨量,短历时,中雨强,高频次)B雨型(中雨量,中历时,小雨强,中频次)。5)各雨型降雨侵蚀力与平均雨强、最大30分钟雨强、最大60分钟雨强呈幂函数关系。     

鄱阳湖流域次降雨等级及其对降雨侵蚀力的贡献

【目的】降雨等级的划分有助于正确认识不同量级降雨对土壤侵蚀的影响,为水土流失防治决策提供科学依据。【方法】基于鄱阳湖流域16个气象站点1991—2020年的降雨数据,在日降雨等级划分标准的基础上,从土壤侵蚀动力角度出发,采用最小偏差法,分析次降雨与日降雨之间的对应关系,以确定次降雨等级。同时,利用时间序列分析方法(变差系数、倾向率、Mann-Kendall趋势检验)对各等级降雨进行年内、年际变化特征研究,分析该流域各等级次降雨对降雨侵蚀力的贡献。【结果】(1)次降雨中雨、大雨、暴雨的理论上限值分别为31.3 mm、64.6 mm、150.9 mm。(2)30年来鄱阳湖流域总降雨、非侵蚀性降雨和侵蚀性降雨的降雨场次均呈增加趋势,降雨总量和侵蚀性降雨量亦呈增长趋势,但非侵蚀性降雨量呈下降趋势。(3)各等级降雨在年内均呈现年初开始上升、至3—6月出现高值,随后呈总体下降趋势。(4)总降雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨等级次降雨侵蚀力密度随时间变化的倾向率分别为0.34、0.04、0.31、0.32和1.25 MJ/(hm²·h·10a),均为正值。(5)中雨、大雨、暴雨、大...     

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为黔中地区的水土保持和生态环境建设提供参考,基于野外径流小区实测降雨资料,选取降雨量、降雨历时、平均雨强3个指标,采用快速聚类、判别聚类和分位数取值相结合的方法,将侵蚀性次降雨划分为A、B、C3类雨型,研究黔中地区侵蚀性次降雨特征.结果表明:1)黔中地区年均降雨量913.52 mm、年均侵蚀性降雨量493.17 mm,平均次侵蚀性降雨量26.42 mm.2)侵蚀性降雨量在每年5月和9月最稳定,在7月达最大值.3)降雨次数和降雨量均呈夏季＞春季＞秋季＞冬季的趋势.降雨量在夏季年际间波动小,在春季和秋季年际间波动大.4)3类雨型的侵蚀能力呈A雨型(大雨量,长历时,大雨强,低频次)＞C雨型(小雨量,短历时,中雨强,高频次)＞B雨型(中雨量,中历时,小雨强,中频次).5)各雨型降雨侵蚀力与平均雨强、最大30分钟雨强、最大60分钟雨强呈幂函数关系.     

赣北第四纪红壤坡地土壤侵蚀规律研究

通过赣北典型的第四纪红壤坡地16个小区资料的分析,得出土壤侵蚀量(A)与降雨量(P)、降雨强度(I)以及两者乘积存在着显著的相关性,拟合曲线的最优回归方程均为幂函数方程。其中降雨量、降雨强度两者的乘积与土壤侵蚀量之间的相关性更为显著。在第四纪红壤坡地,幂函数方程:A=b0(PI)b1可以很好地揭示降雨因子与土壤侵蚀之间的内在规律。     

辽东半岛赤松和蒙古栎林降雨再分配特征及其相关性分析

  目的  降雨再分配是森林生态系统重要的水文过程,分析辽东半岛地区赤松和蒙古栎林降雨再分配特征,为区域典型林分的生态水文分析及模型建立提供参考。  方法  以辽宁仙人洞国家级自然保护区内的赤松和蒙古栎林为调查观测对象,选择林外降雨量（POF）、林内穿透雨量（TF）、树干径流量（SF）和树冠截留量（IF）为指标,应用回归分析法建立林外降雨量与各类指标的关系方程,并分析2种林分的降雨特征及其变化规律。  结果  （1）赤松林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为388.5、215.3、66.5 mm,占林外降雨量的57.96%、32.12%、9.92%;蒙古栎林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为421.7、119.0、55.5 mm,占林外降雨量的70.73%、19.96%、9.31%。（2）低强度降雨时,赤松和蒙古栎林的初始迟滞时长1 h左右,而中等和高强度降雨时,迟滞时长较短,明显小于1 h。且赤松林的树冠截留迟滞时间较长,迟滞作用更强,截留效果更好。（3）林外降雨量与穿透雨量、树干径流量呈极显著线性正相关（P < 0.001）,赤松林和蒙古栎林产生穿透雨l、树干茎流量的最小降雨量分别为4.2、5.8和2.0、2.5 mm。（4）赤松和蒙古栎林的树冠截留量与林外降雨量呈极显著（P < 0.001）二次函数关系,树冠截留作用与林外降雨同时产生。当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时,赤松和蒙古栎林的树冠截留量分别在10.0、7.0 mm左右。（5）林外降雨量与树冠截留率呈极显著负相关（P < 0.001）的幂函数关系,当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时,赤松和蒙古栎林的树冠截留率趋于平稳,降低到20%和10%左右。  结论  降雨再分配过程中,赤松林的树干径流量、截留量和截留率大于蒙古栎林,而赤松林穿透雨量小于蒙古栎林,赤松林降雨再分配作用强于蒙古栎林。林内穿透雨存在迟滞效应,迟滞时长受降雨强度和林分类型影响,且赤松林的迟滞时长大于蒙古栎林。林外降雨量与树干径流量、穿透雨量、树冠截留量呈极显著正相关,与树干径流量、穿透雨量呈线性函数关系,与树冠截留量呈二次函数关系,与树冠截留率呈极显著负相关的幂函数关系。      

黔北浒洋水侵蚀性次降雨对地表径流产沙的影响

为研究黔北小流域侵蚀性降雨与产沙的关系,以遵义浒洋水水土保持监测站2009—2012年降雨实测资料为基础,在4个径流小区各28场降雨的降雨量、降雨强度、最大30 min雨强、降雨侵蚀模数等数据统计的基础上,采用次降雨侵蚀力、覆盖度的回归模型及多元非线性回归方法,分析浒洋水小流域的次降雨径流侵蚀产沙规律。结果表明:流域内5—7月份总径流量、总产沙量分别占全年总量的64.05%和62.62%。当次降雨侵蚀力20,降雨侵蚀模数与降雨侵蚀力呈幂函数正相关关系,降雨侵蚀模数与覆盖度呈二次函数负相关关系;当降雨侵蚀力20,降雨侵蚀模数与降雨侵蚀力呈一次函数正相关关系,降雨侵蚀模数与覆盖度呈幂函数负相关关系。通过二元非线性回归,建立并验证次降雨侵蚀力、覆盖度与降雨侵蚀模数之间的适用公式。     

元江稀树灌丛降雨再分配及其与气象因子的关系

中国西南干热河谷地区广泛分布有稀树灌丛植被,气候条件干热,水热矛盾异常明显,然而对其降雨再分配缺乏研究。本研究选择了元江干热河谷稀树灌丛进行了1a的监测,开展降雨再分配及其影响因素分析。结果表明,观测期间总降雨量为762.9mm,穿透雨量、树干径流量和林冠截留量分别为639.3、14.6mm和109.0mm,分别占总降雨量的83.8%、1.9%和14.3%,当降雨量>1.1mm时开始产生穿透雨;降雨量>1.4mm时,开始产生树干径流。降雨再分配各分量与降雨量、降雨强度和气温均具有显著的相关关系(P<0.01),其中降雨量是与降雨再分配关系最密切的气象因子,即随着降雨量的增加,穿透雨量、树干径流量均增大,穿透雨率、树干径流率先增加后趋于稳定,而林冠截留率先减小后趋于稳定。该地区植被分布稀疏、群落结构简单、群落层次少、郁闭度低等原因造成稀树灌丛的穿透雨率相对较高,林冠截留率较低。     

新疆典型林分对降水再分配过程的影响

森林通过降水再分配过程影响着流域的水量平衡和物质循环.根据2010年雨季(4～6月)新疆典型林分的林冠截留、穿透雨和树干茎流定位观测数据,研究了森林对降水再分配过程的影响.结果表明:(1)林冠截留量和截留率与林外降雨量分别呈明显的二次曲线和双曲线衰减关系(R2分别为0.9506和0.746),林分林冠极限截留量约为12.63 mm; (2)树干茎流量和茎流率与林外降雨量分别呈线性关系和对数关系(R2分别为0.9891和0.6743),当林外降雨量大于1.75 mm时可产生树干茎流;(3)林内穿透雨量和穿透雨率与林外降雨量分别呈线性关系和对数关系(R2分别为0.9929和0.5363),林外降雨量大于0.97 mm时产生林内穿透雨.     

降雨与坡度对滇东坡耕地土壤侵蚀强度的影响

选择滇东宣威市吉科小流域,采用20 m×3 m试验小区观测,研究滇东地区不同坡度和不同降水水平年坡耕地土壤侵蚀特征。2012年(平水年)和2013年(枯水年)雨季52场自然降雨土壤侵蚀观测表明,吉科小流域初始产流降雨量为10 mm左右,枯水年土壤水分含量低,初始产流降雨量相对较大;11.8°坡地小区土壤侵蚀强度2012和2013年分别为2.0°坡地的2.37和1.75倍;两个坡度坡耕地2012年径流系数和土壤侵蚀强度均远大于2013年;坡度和降雨量对坡耕地土壤侵蚀的影响显著,其中降雨量对坡耕地土壤侵蚀的影响更大。2012和2013年2.0和11.8°坡地降雨与土壤侵蚀的相关系数均较高,降雨~土壤侵蚀拟合关系式对滇东坡耕地土壤侵蚀估算具有较高的参考价值。