塞罕坝地区华北落叶松人工林对降雨的截留分配效应

2009年5-10月,对河北省塞罕坝地区32 a生华北落叶松人工林的降雨及其林冠截留分配效应进行了观测。结果表明:观测期总降雨量为348.4 mm,林冠截留量、穿透降雨量、树干茎流量分别为79.7、266.7、2.0 mm,分别占同期林外降雨量的22.87%、76.56%、0.57%。降雨较多的7月份,林冠截留量、透流量、树干茎流量均较大,但截留率较小;少雨的8-10月份,林冠截留率较大,透流率、树干茎流率相对较小,风对树干茎流的影响较大。华北落叶松人工林林冠截留量、穿透降雨量随林外降雨量呈幂函数、直线函数增加;林冠截留率、穿透降雨率随林外降雨量呈幂函数递减、对数函数增加;树干茎流量、茎流率随林外降雨量均呈直线函数增加;降雨强度对各分量的影响不明显。     

林冠对降雨截留过程的研究

在天然降雨情况下，利用自制自记装置，对油松、侧柏和灌木林的林冠截留降雨过程及截留量进行了观测。结果表明：油松林的截留量量大，灌林木次之，侧伯林最小。年截留率为２０－３３％，截留强度与降雨强度呈正相关。     

森林植物对北京特大暴雨截留特征研究

针对2012年7月21日北京特大暴雨,分析了北京西山4种典型森林植被对降雨的截留作用,结果表明：北京特大暴雨历时16 h多,累积降雨量164.4 mm,存在3个高峰期,70%的雨量集中在21日11：00~18：00曰各林分内穿透雨的波动趋势与林外降雨基本一致,林内的最大雨强均小于林外最大雨强,可见森林植被对于降雨具有削弱作用;各林分内穿透雨的起始时间均晚于林外降雨,结束时间相较于林外降雨也有推迟,说明森林植被对于降雨具有延滞作用;各林分树干茎流截留率范围为1.4%~2.1%,林冠截留率为19.8%~29.5%。     

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。     

川西亚高山典型森林生态系统截留水文效应

截留是水文循环的一个重要过程,水文功能是森林生态系统功能的重要方面,林冠和枯落物截留实现对大气降水的二次分配过程.为深入认识生态系统截留的水文效应,采用野外观测和人工降雨模拟试验相结合的方法,研究了2008年和2009年5-10月贡嘎山亚高山峨眉冷杉中龄林、峨眉冷杉成熟林和针阔混交林的冠层枯落物截留能力.结果表明,峨眉冷杉中龄林2008年林冠截留率为20.9％,针阔混交林2008年和2009年林冠截留率分别为23.0％和23.6％,林冠截留率的年际间变化不大,林冠截留主要受到降雨特征影响.3种林型枯落物饱和持水能力分别为5.1、5.1和5.7 mm,显著高于林冠的饱和持水能力,但由于冠层的截留蒸发速率较高,林冠截留蒸发仍是生态系统截留蒸发的主要组成部分.     

海南岛橡胶林雨季林冠截留特征研究

[目的]研究海南岛橡胶林雨季林冠截留特征,为橡胶林生态系统的可持续经营和水资源的合理调控提供理论依据.[方法]通过野外科学观测试验站在降雨过程定位监测中提供的降雨量、降雨强度、截留量、截留率等数据,对橡胶林林冠相关水因子量进行统计,探讨穿透雨、树干茎流、林冠截留量、截留率与降雨特征的关系.[结果]橡胶林林冠截留量随降雨量的增加而增加,截留率随降雨量的增加而减少;橡胶林穿透雨、树干茎流均随着林外降雨量的增大而增大,并具有明显的线性相关性;各相关因素对橡胶林林冠截留的影响程度为:降雨量>降雨强度>林冠光合有效辐射>降雨期相对湿度>叶面积指数.[结论]林冠截留是林木与环境进行能量与物质交换的第一作用层,它对降水的影响是研究森林水分平衡的重要内容,相关气象及林地性状特征是影响橡胶林林冠截留量的主要因子.     

小陇山林区日本落叶松人工林林冠截留特征

2011年4月—10月7个月在秦岭西段小陇山林区对25年生日本落叶松人工林共33次降水事件的林冠截留特征定位观测,期间,林外大气降水总量为951.30 mm,林冠截留率、树干茎流率、穿透率分别为16.63%、0.86%和82.51%; 不同雨量级分析,穿透降水量和穿透降水率、树干茎流量和树干茎流率、林冠截留量均随着总降水量的增加呈递增趋势,而林冠截留率则随着大气降雨量和林内净降水量的增加呈递减趋势。比较相近雨量下的不同降雨强度林冠截流变化,降雨强度越大林冠截留量和截留率越小,表明持续时间较短强度大降雨,林冠截留量少,截留率亦小; 强度小历时较长的降雨,截留量和截留率都大。当林外降水量> 0.5 mm时才观测到林内穿透雨。树干茎流的变化幅度不大。     

湖北省太子山不同林分对降雨的截留作用研究

在湖北省太子山选取柏木纯林、马尾松纯林、麻栎与五角枫混交林、柏木与红果冬青混交林、马尾松与红果冬青混交林共5种林分作为研究对象,采用天然降雨监测的方法,研究5种林分林冠层、灌草层和枯落物层对降雨的截留作用。结果表明,林场中阔叶混交林的水源涵养能力最强,其次为针阔混交林,最差的是针叶纯林。     

三峡库区马尾松林分对降雨截留效应的研究

长江三峡库区地处中亚热带湿润气候条件下，雨季时间较长，库区马尾松林分截留作用对降雨特性、径流损失和水分循环的影响十分突出。根据林内、林外雨滴观测和林冠截留场资料，本文提出了一次降雨在林冠层再分配的统计模型和林冠截留过程的预报模型，建立了估计林冠层下降雨功能的计算式。较以往的研究，这些模型更客观地模拟了林冠截留效应，并且结构简单，参数易于定量。     

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。     

锐齿栎林林冠截留与大气降水关系

对锐齿栎林和灌丛林外降水、穿透降水、干流的测定研究表明:间伐林、未作业林、灌丛穿透降水率分别为91％、80％、87％;林冠截留率分别为7％、14％、13％;前两个林分干流率分别为2％、6％。并建立了各参数具有实际水文学意义的林冠截留、林内降水与大气降水的预测模型。     

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。     

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。     

3种针叶林对降雨截留作用的比较

为了揭示贡嘎山峨眉冷杉林、密云水库油松林和大兴安岭落叶松林3种针叶林冠对降雨的截留作用,采用截留容量作为衡量指标。截留容量指标不受气象因素及雨前枝叶的干湿程度的影响,只与林冠自身的特征因素有关,所以能够真实反映不同林分类型对降雨的截留作用的差别。根据实测林冠截留资料,利用相同雨量下取最大值的方法近似确定3种林分截留容量与降雨量的关系,并以莱因斯利公式为基础,计算了各自的截留容量公式。通过分析3种林分林冠的特性以及截留容量与降雨量的关系曲线可以得出:3种针叶林截留容量与降水量关系大致趋势相同,贡嘎山峨眉冷杉林与密云水库油松林的截留容量随降雨量增加的速度比大兴安岭落叶松快;贡嘎山峨眉冷杉林对降雨的截留作用最强,其次为密云水库油松林,大兴安岭落叶松林最小。     

自然降雨条件下夏玉米冠层截留特征及影响因素

【目的】冠层截留特征和机理研究一直是生态水文的前沿和热点,针对作物冠层截留这一不可忽视的水分通量,以夏玉米为研究对象,研究在自然降雨条件下玉米冠层降雨截留特征和分布规律,分析作物冠层截留量的影响因素,以期更加合理的评价夏玉米对自然降水的水分利用效率,为科学密植、提高旱作农业区作物产量以及防止农耕地土壤侵蚀提供理论依据。【方法】运用水量平衡原理对夏玉米冠层截留量、穿透雨量、茎秆流量及降雨量的田间观测结果进行分析。其中采用玉米行间随机放置承雨槽收集穿透雨,以测量穿透雨量;采用在茎秆基部包裹喇叭口状聚乙烯集水装置收集茎秆流,并在装置底部引出一导管,将收集到的茎秆流转移到另外塑料桶中,以测量茎秆流量;降雨量采用自动气象站实时观测,并采用人工观测进行校正。【结果】夏玉米在不同降雨量级（0.1-4.9,5.0-14.9和15.0-29.9 mm）下,冠层截留量分别为1.1、2.6和13.0 mm,平均值为1.7 mm;冠层截留率分别为12.3%、12.1%、15.3%,平均值为13.3%。通过监测数据,建立了夏玉米冠层截留率与玉米叶面积指数和植株株高的回归方程,相关性显著;分别建立了各气象因子与夏玉米冠层截留量的回归方程,其中降雨历时和水汽压差分别与冠层截留量呈极显著幂函数相关关系;降雨量与冠层截留量呈极显著指数函数相关关系。同时,考虑所有影响因素的综合效应,建立了冠层截留量与影响因素的复合关系模型,相关系数R2=0.946。【结论】本研究中,自然降雨条件下,夏玉米的冠层截留量不可忽略,并且受到多种因素的交互影响,单一因素不能完全解释。夏玉米种植密度、形态指标（株高、叶面积）和气象因子（降雨量、风速、水汽压差、降雨历时）均对夏玉米冠层截留量有影响。建立冠层截留量与多种影响因素的复合关系模型,可为作物的科学密植、提高旱作农业区作物水分利用效率提供更充分理论基础。     

元谋干热河谷新银合欢林对降水截流的效应

将元谋干热河谷新银合欢林对降雨的再分配过程分成了林冠截流、枯落物截流、土壤截流和地表径流4个层次,对其降水截流效应进行了研究。结果表明:林冠最大截流量为8.1 mm,平均截流量为4.5 mm,最大截流率为56.1%,平均截流率为32.6%,当降雨量大于20 mm时,截流率随着降雨量的增大而迅速下降。林内枯落物最大持水量为8.14~20.33 mm,平均为12.52 mm,为干重的2倍以上,枯落物截流降雨150.2 mm,占降雨收入的24.48%。土壤最大蓄水量可达219.9 mm,裸地为182.6 mm,土壤截流为219.9mm,占降雨收入的35.82%。新银合欢林地表径流为43.4 mm,占降雨收入的7.07%,而裸地对照区的地表径流为413.2 mm,占降雨收入的70.3%。人工林群落的地表径流比裸地低63.19%。通过林地的层层截流,有效地降低了土壤侵蚀,具有较好的水文效应。     

秦岭火地塘林区不同林分对降雪的分配影响

秦岭火地塘林区5种林分类型对冬季降雪的影响研究表明:冬季降雪量占全年雨量的6.38～8.16％;林分拦雪量占总降雪量的19.22～48.60％;针叶林和阔叶林的最大拦雪量分别为8mm和4mm;影响林地上雪的水平分布和雪量的主要因素为林分类型和降雪量及降雪类型。