北京密云油松人工林林冠截留模拟

【目的】探讨北京密云水库集水区油松人工林的生态水文过程和影响机理。【方法】基于2006-05-10的21场降雨和气象及林分结构资料,用修正的Gash林冠截留模型对油松人工林林冠截留量进行模拟。【结果】北京密云油松人工林林冠截留量、树干茎流量和穿透雨量的模拟值分别为57.33,1.03和229.51 mm,林冠截留量和树干茎流量的模拟值分别比实测值减小12.6和0.39 mm,相对误差分别为18.02%和27.46%,穿透雨量模拟值高于实测值13.17 mm,相对误差为6.09%;累计林冠截留量模拟值小于实测值,累计林冠截留量相对误差最小值为6%,最大值为32.64%,相对误差在20%～30%的占76.2%,平均累计林冠截留相对误差为25.2%。【结论】模型可以较好地模拟北京密云油松人工林的累计林冠截留量,但模型在本试验区域油松林中应用时,模拟出的累计林冠截留量应加上25.2%的实测林冠截留量值加以校正。     

修正的Gash模型在大兴安岭北部山地樟子松林林冠截留中的适用性

为验证修正的Gash模型在大兴安岭北部山地樟子松林林冠截留中的适用性,基于2011年和2012年的气象、林分和降雨观测数据,利用修正的Gash模型对林冠的截留效应进行了模拟研究。结果表明,研究期内大气降雨总量为493.12 mm,林冠截留总量为122.65 mm,穿透雨总量为368.34 mm,树干茎流总量为2.13 mm。运用模型模拟的穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别为378.07、4.02和111.03 mm,林冠截留模拟值低于实测值11.62 mm,相对误差为9.48%,实测值与模拟值有着较好的一致性,说明修正的Gash模型适用于对大兴安岭山地樟子松林林冠截留的模拟。     

长白山两种林型的降雨截留再分配特征与修正的Gash模型模拟

为探究长白山地区两种林型的降雨截留再分配特征及修正的Gash模型在该地区的适用性,以典型的白桦林(Betula platyphylla)和云冷杉针叶混交林为研究对象,基于2017年5—9月的降雨截留观测数据,结合松江源生态站定期观测的气象数据与样地数据,分析两种林型的降雨截留再分配规律,同时采用修正的Gash模型对降雨再分配的各个过程进行模拟。结果表明:研究期间白桦林与云冷杉针叶混交林的林外降雨总量分别为217.4和393.6 mm。白桦林的穿透雨量、树干径流量均高于云冷杉林,林冠截留量低于云冷杉林。两种林型的林外降雨量与穿透雨量、树干径流量、林冠截留量、降雨强度有显著的相关性(P0.01),利用曲线回归方程分析,二次函数可较好的说明两种林型的穿透雨与林外降雨、树干径流与林外降雨之间的相互关系,幂函数方程较好的解释了林冠截留与林外降雨的相互关系。两种林型的林冠截留总量、树干径流、穿透雨的模拟值均高于实测值,相对误差范围在3.81%～9.61%。     

林冠截留模型评述

根据国内外林冠截留模型的研究现状,系统地对３种类型的模型（经验模型、概念模型、理论模型）进行了述评。     

贡嘎山暗针叶林生态系统林冠截留特征研究

林冠截留能力是反映森林与水关系的一个重要指标.该研究充分考虑林冠结构特征与降雨特性,采用机械布样与林分叶面积指数相结合方法,观测了贡嘎山不同演替阶段的暗针叶林群落林内降雨.结果表明,林内降雨量与林外降雨量线性相关,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数,而截距可以用来估计林冠蓄水容量;林冠截留量与林外降雨量呈幂函数关系.在原有预测季节或生长季林冠截留模型基础上,引入单场降雨平均强度,用叶面积指数修正林冠透水系数,建立新的林冠截留概念模型,能够较好地预测长江上游暗针叶林生态系统单场降雨的林冠截留特征.     

南方水土流失区马尾松林降雨截留再分配特征与修正的Gash模型模拟

以我国南方典型水土流失区福建省长汀县河田镇马尾松林为研究对象,观测2018年5-11月降雨情况,分析马尾松林降雨截留再分配特征,以修正的Gash模型模拟林冠截留、树干茎流、穿透雨。结果表明,观测期间研究区共发生90次降雨,累计林外降雨量1 191.0 mm、穿透雨1 017.7 mm、树干茎流15.4 mm、林冠截留156.9 mm,且以低强度、小雨级降雨事件为主。林外降雨量与穿透雨、树干茎流呈线性正相关,与林冠截留呈对数关系。以修正的Gash模型模拟林冠截留量、树干茎流量、穿透雨量的均方根误差（RMSE）分别为1.38、0.15、1.34 mm,估测精度（RM）分别为84.53%、78.46%、98.04%。在-50%~50%变化范围内分析修正的Gash模型参数敏感性,模型参数敏感性顺序为平均降雨强度（R）>郁闭度（c）>林冠饱和下平均蒸发速率（E）>树干持水能力（S_t）>树干茎流系数（P_t）>林冠持水能力（S）。     

林冠对降雨的截留过程

本文用雨强和所谓“干度”这两个时间与空间的函数,建立了描写林冠对降雨截留过程的微分方程组,以及计算截留量的公式。在其中,所有参量都是可测量的。     

蓄满产流理论在林冠截留降雨中的应用

本文从林冠截留降雨的机理出发,根据蓄满产流理论构造了一个林冠截留降雨新模型,模型结构简单,概念清楚,参数意义明确。结合两个实测林分的林冠截留量资料,对模型进行了有效性验证。结果表明,计算值与观测值非常吻合,说明该模型反映了林冠截留的基本规律和特征,可以用于林冠截留降雨的实际模拟计算。     

基于修正的Gash模型模拟小兴安岭原始红松林降雨截留过程

原始红松林是我国小兴安岭地区的顶级植物群落,理解它的降雨截留过程,对区域生态、水文环境具有重要意义.采用定位研究法,于2010-2011年21场降雨数据对原始红松林的降雨截留和分配效应进行系统研究,并结合当地的气象和林分资料,利用修正的Gash模型对小兴安岭原始红松林进行林冠截留模拟.该模型对穿透雨、树干茎流、截留量的模拟值分别为:370.91、16.14、130.07 mm.穿透雨模拟值比实测值低2.28 mm,相对误差1.75％,树干茎流模拟值高于实测值8.12 mm,相对误差50.3％,林冠截留量模拟值比实测值低2.35 mm,相对误差为1.81％.穿透雨和林冠截留量的模拟值和实测值有较好的一致性,树干茎流的模拟值和实测值相差较大.综合结果表明:修正的Gash模型对小兴安岭地区原始红松林降雨截留拟合具有很好的适用性.     

毛竹林冠层对降水的截留作用

本文依据林冠层水量平衡方程对毛竹林冠层的降水截留作用进行了探讨,运用多因子逐步回归分析方法,找出了影响毛竹林冠截留作用的主要因子,分别建立了毛竹林冠截留量及截留率主因子预测方程。研究结果表明:降水量、林分叶面积指数及降水前一天日平均温度是影响毛竹林冠截留的主要因子,其中又以降水量与林冠截留相关最为密切,随降水量的增加,林冠截留量增大,与之相反,林冠截留率则随降水量的增加而减小。     

重庆四面山暖性针叶林林冠截留及其影响因素

为探讨长江三峡库区次生植被的森林水文作用,对重庆四面山暖性针叶林的林冠截留影响因素及林冠截留效应进行了研究.结果表明:①该地区暖性针叶林林冠截留主要受气象因素和林分郁闭度的影响,各气象因子对林冠截留影响程度顺序依次为降雨量＞降雨强度＞气温＞空气湿度＞风速,其中,降雨量是影响林冠截留的主导因素;林分郁闭度越大,林冠截留量...     

北京密云麻栎人工混交林降水再分配及树干茎流特征

对北京密云水库库西试验区的麻栎人工混交林降水再分配和单株树干茎流进行观测.结果表明:年均降水量为578.74 mm,降水以低于20 mm量级为主,且大部分集中在6-8月,其中8月降水量最大;单次降雨过程中的林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量占林外降水的比例分别为0.53%～33.67%、64.57%～93.71%和1.76%～5.76%;干流中N、P、K元素含量与2次降水时间间隔呈正相关,而与平均降雨强度和30 min最大降雨强度呈负相关.     

抚育间伐强度对小兴安岭天然针阔混交林冠层结构和林下植被的影响

以小兴安岭天然针阔混交林为研究对象,在林地内设置间伐强度10%、15%、20%、25%、30%、35%的试验样地和未进行间伐作业的对照样地。使用冠层分析仪对不同强度抚育间伐后的冠层结构和光学特性进行测定,并运用样地调查法,分析各试验样地林下灌木层和草本层的多样性,对间伐后的冠层结构参数、光环境特征参数、林下植被物种多样性参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关分析法确定指标值之间的相关关系。结果表明:各试验样地的林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子会随着间伐强度的增加先减小再增大,叶面积指数的变化趋势与之相反,各项指标值均在间伐强度20%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度20%时最大;平均叶倾角、冠上辐射通量在不同间伐强度样地间无显著差异性;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减小后增大。草本层的多样性指数、均匀度指数、优势度指数、丰富度指数随着间伐强度的增加先减小再增大,在间伐强度10%的样地最优;灌木层的4种指数随着间伐强度的增加先增大再减小,在间伐强度20%的样地上最优。林隙分数与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层多样性指数呈显著正相关;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层丰富度指数呈显著负相关。抚育间伐对天然针阔混交林的冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性有明显的影响,冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性存在相关性。说明10%~20%的较低抚育间伐强度有利于天然针阔混交林林下植被多样性的改善。     

江西大岗山不同密度杉木林林冠截留特征研究

[目的]研究不同密度杉木林林冠截留特征.[方法]选取江西大岗山生态系统定位研究站不同密度杉木林作为研究对象,分析了不同密度杉木林林冠截留量与降雨量、降雨强度、降雨历时之间的关系,比较不同密度人工杉木林的截留特征.[结果]观测期间,试验区总降雨量为501.4mm,6个密度人工杉木林林冠截留量在55.8 ～153.6mm,截留率在11.1％～30.6％,其中N1750林分截留率最大,N2700林分截留率最小,二者截留量相差97.8 mm.1993年营造的3个密度（N970、N1220、N1750）杉木林林冠截留量在117.9 ～153.6 mm范围内,1981年营造的3个密度N2700、N3500、N4700杉木林林冠截留量在55.8 ～78.9 mm范围内.在同一个降雨量和降雨强度下,N970、N1220、N17503个林分平均截留量均大于另外3个林分.[结论]不同林龄截留量是有差异的.林冠截留量与降雨量存在着极紧密的正相关,截留率与降雨量呈负相关.在中雨降雨量相近的情况下,降雨强度对截留的影响非常明显,降雨强度越大,截留量越小;在小雨情况下,反而降雨强度越大,截留量越多.     

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。     

合肥地区常绿景观树种冠层雨水截留能力研究

根据合肥地区景观植物现状,寻找10种常绿景观植物树种,测量各树种冠层雨水截留能力,分析对其影响较大的因素。以合肥地区10种常绿乔木树种冠层的雨水截留量作为研究对象,测定标准木的冠幅、叶面积指数、叶片面积、叶片储水能力,进而计算出植物的冠层雨水截留能力,分析植株各项指标对其冠层雨水截留能力的影响。结果表明:冠层储水总量较大的树种为雪松(87 529.42 g)、龙柏(23 572.04 g)和广玉兰(20 457.07 g);单位占地面积储水量较大的为龙柏(1 132.17 g/m²),雪松(1 061.30 g/m²)和杨梅(990.74g/m²)。植株冠幅与冠层储水总量呈显著正相关(P=0.815 0);叶片平均储水量(P=1.316 8)和叶面积指数(P=0.736 3)与植株单位占地面积储水量呈显著正相关。合肥地区在日后的城市景观常绿树种选择中,可以相对重点的使用雪松、龙柏、杨梅和广玉兰等树种,或者选择冠幅较大、叶面积指数较高的其他树种作为园林植物基础种植,从而获得更好的雨水拦蓄功能,以期初步实现海绵城市的目标。     

不同种植方式玉米冠层光利用情况的比较研究

为探讨不同种植方式玉米冠层光利用情况的差异和"双行交错"种植方式的增产机理,试验设置了等行距种植、大小行平行种植、双行交错种植三种种植方式,并测定其玉米冠层叶片的光截获率、光吸收率和光强日变化等参数。结果表明:三种种植方式的玉米冠层光利用情况存在显著差异,顶层双行交错>大小行>等行距;双行交错种植,其穗层及以上光截获率为88.0%,顶层光吸收率为45.3%,可以利用较强的光和较弱的光;在高密度条件下,双行交错种植可以很快地将光有效截获有效吸收,符合玉米高产栽培群体穗位叶高光截获率的特征,经济产量也最高。双行交错种植方式能够构建合理冠层结构,有效利用光能,为高产栽培提供了一条新途径。     

天然云冷杉针阔混交林立地质量评价1）

以吉林省汪清林业局金沟岭林场中的41块天然云冷杉针阔混交林样地为对象,选取了14个立地因子作为指标进行立地质量分类与评价。根据不同性质,将评价指标分成宏观因子（土层厚度、坡向、坡位、坡度及海拔）和微观因子（枯落物厚度、自然含水率、土壤密度、pH值、有机质、全氮、全磷、有效磷及速效钾）。采用熵值赋权法和主成分分析赋权法确定立地因子的权重并计算得分,根据各自得分进行聚类分析。结果表明：（1）宏观立地质量评价可分为4类（优、良、一般和差）。第1类为优,主要特征为地势平缓,平均坡度为6．0°;第2类为良,主要特征为地势相对较平缓,平均坡度为11．1°;第3类为一般,主要特征为地势相对较陡,平均坡度为15．2°;第4类为差,主要特征为地势陡峭,平均坡度为21．1°。（2）微观立地质量评价也相应分为优、良、一般和差4类。本研究结果可为今后适地适树地进行造林规划、合理营林措施的设计、林地生产力预估以及森林资源资产评估提供科学依据。