祁连山青海云杉林冠层水文功能研究

在祁连山水源林生态系统长期定位研究的基础上,利用数理统计原理和数学模型对实测资料进行综合分析,阐述了青海云杉林冠层引起大气降水量变化和质变的水文功能,模拟出了青海云杉林冠截留降水模型.结果表明林内透过雨量随降雨量的增加而增加,二者之间的呈良好的线性关系;在一定的降雨量范围内林冠截留量随降雨量的增加而增加;青海云杉林冠层平均截留降水率为29.4%,它随降雨量和降雨强度的增大而减小,随郁闭度的增加而增大;林冠截留降雨量比降雪量约少10%～30%,实测平均少11.7%;降雨对林冠的淋溶作用使林内透流雨中离子总量比林外雨中增加1倍,因林冠截留而输入林地矿质元素的增加量为61.042 4 kg·hm-2·a-1.     

六盘山油松人工林的水文生态效应研究

于2005年5月下旬到11月中旬在宁夏六盘山西坡蝉塔山杏儿圈小流域对人工油松林的水文生态效应进行观测研究，结果表明，试验区在大气降水量为352．5mm时，人工油松林林冠的截留量为51．0mm，截留率14．5％；树干茎流量按树冠投影面积为0．2002mm，占大气降水量的0．0568％；林地枯落物的降水截留量为90．5mm，截留率达25．7%；林地的降水产流量为3．83mm，为无林地的1／4。降水量与林冠截留量呈对数关系，与干流量呈线性关系，与枯落物截留量呈指数关系，与坡面产流量呈线性关系。     

TanDEM-X极化干涉SAR森林冠层高度反演

森林树高是反映森林蓄积量、生物量、碳储量和立地质量的关键指标。极化干涉SAR技术是森林树高估测的有效手段之一,但数据获取及数据质量一直是极化干涉SAR树高反演研究的主要制约因素。以云南省勐腊县为实验区,基于德国DLR提供的双站模式Tan DEM-X Co SSC全极化干涉数据,采用三阶段算法、以及两种结合极化干涉优化的相位差分-相干幅度法反演了实验区的森林冠层高度。结果表明:三阶段算法的反演结果数值相对合理,与二类调查数据的空间分布格局相似;相位差分-相干幅度法的反演结果在林区出现部分负值,而在非林区却反演出冠层高度、且呈现条纹状,反演结果与二类调查数据的空间分布差异较大、相关性低。因此,三阶段算法结合双站模式的Tan DEM-X全极化干涉数据,能够在实际树高估测反演中发挥作用,为辅助森林资源调查工作提供了新手段。     

不同降雨量下的毛竹林冠截留、透流及干流动态过程研究

 通过比较毛竹林降雨的林冠截留动态过程发现,当小雨量时,林冠截留曲线与林外降雨曲线吻合;当中、大雨量时,在降雨的中后期林冠截留曲线偏离林外降雨曲线,林冠截留量近乎为零。在林冠截留达到饱和的条件下,会出现截留量是负数情况;透流、干流形成和结束时间都晚于林外降雨,它们的波峰和波谷一般滞后林外降雨,透流雨相对于林外降雨振动频率低,平均振幅也较小,不同降雨量下的动态累计透流率和干流率随时间变化以多项式拟合效果较好     

我国林冠降水再分配研究综述(Ⅰ)

概述了我国林冠对降水再分配的研究概况,包括林冠截留、透流和干流的概念、研究方法及其影响因子和林冠截留的理论公式与经验方程.     

林冠截留理论模型的应用

该文将文献［１４，１５］的林冠截留理论模型应用到郁闭度不等于１的情况下，用数值方法计算了截留量、截留率、透流量和透流率，并与文献［１６］的数据进行了对比，在定量上获得了较好的符合。尤其是，它的定性行为的合理性是经验的回归方程难以做到的，该文还讨论了这个模型的计算方法，编制了相应的ＱＢＡＳＩＣ程序     

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。     

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.     

六盘山北坡华北落叶松人工林的水文生态效应研究

2005年5月下旬到11月中旬在宁夏六盘山北坡叠叠沟小流域对人工华北落叶松林的水文生态效应进行观测研究,结果表明,试验区在大气降水量为352.5mm时,人工华北落叶松林林冠的截留量为51.0mm,截留率14.5%;树干茎流量(按树冠投影面积)为0.200 2mm,占大气降水量的0.056 8%;林地枯落物的降水截留量为90.5mm,截留率达25.7%;林地的降水产流量为3.83mm,为无林地的1/4.降水量与林冠截留量呈对数关系,与干流量呈线性关系,与枯落物截留量呈指数关系,与坡面产流量呈线性关系.     

六盘山北坡华北落叶松人工林的水文生态效应研究

2005年5月下旬到11月中旬在宁夏六盘山北坡叠叠沟小流域对人工华北落叶松林的水文生态效应进行观测研究,结果表明,试验区在大气降水量为352.5mm时,人工华北落叶松林林冠的截留量为51.0mm,截留率14.5%;树干茎流量(按树冠投影面积)为0.2002mm,占大气降水量的0.0568%;林地枯落物的降水截留量为90.5mm,截留率达25.7%;林地的降水产流量为3.83mm,为无林地的1/4。降水量与林冠截留量呈对数关系,与干流量呈线性关系,与枯落物截留量呈指数关系,与坡面产流量呈线性关系。     

辽宁东部山区几种主要森林植被类型林冠层对降雨的再分配作用

用固定标准地方法对辽东山区5种主要森林植被类型生长季林冠的降雨再分配特点进行了研究。结果表明，生长季时期降雨林冠再分配特点因林型而异。林冠截留率23.1%-29.3%，平均值为25.3%，针叶林的截留率大于阔叶林。辽东山区林内雨率68.9%-76.3%，平均值为73.4%，阔叶林大于针叶林。各林型的茎流率都很低，不超过1%；5种林型生长季场降雨的截留量都表现出随降雨量的增大而增大。截留率随降雨量的增大而减少，在降雨初期下降梯度最大，以后趋于平稳，达到饱和，各林型的理论饱和截留率为16.4%-29.7%。林内雨量在低雨量级时增加缓慢，随降雨量增大，增加梯度明显加大。林内雨率在低雨量时增加梯度大，而到高雨量级时，逐渐趋于稳定。从平均角度看，阔叶林的林内雨率要高于针叶林。茎流量在降雨超过一定量时发生，在低雨量级时增加缓慢，以后随雨量级增大而大致呈直线上升，茎流率不超过1%，茎流量不超过0.2mm。     

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。      

太岳山油松人工林生态系统降雨的第一次分配

１９９２～１９９３年生长季节在山西省太岳山林区观测研究了不同郁闭度油松人工林对降雨的第一次分配．结果表明：林冠对降雨的第一次分配与降雨量级密切相关，降雨量级越大，截留率越小，而茎流率和穿透水比率越大．郁闭度亦影响林冠对降雨的第一次分配，郁闭度越大，截留率和茎流率越大，穿透水比率越小，而且随着降雨量级的增大，郁闭度的影响减弱．降雨的第一次分配主要取决于各月降雨的时间格局．干旱季节林冠对降雨的截留率较大，穿透水比率和茎流率较小，郁闭度对降雨第一次分配的影响较大；而在雨季则相反．整个生长季节，３号实验地（郁闭度为０９）的林冠截留、茎流及穿透水分别占降雨量的１５９％，２１％和８２０％，０号实验地（郁闭度为０６）的相应比率为１３６％，１９％和８４５％．因此，在干旱地区或具有明显干旱季节的地区经营人工林，必须考虑林分的生产力选择适当的林分密度，适时疏伐，增加林下降雨，提高土壤含水量，从而促进林木生长     

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。     

国内外森林水文研究现状和进展

基于国内外近几十年森林水文学的研究成果,在简要介绍森林水文研究历史的基础上,概述了森林对降水、蒸发散、径流、泥沙和水质的影响等方面的最新研究进展.从国内外的研究成果看,森林植被在涵养水源、调节径流、减少径流泥沙、改善水质等方面具有重要作用,但由于研究方法、研究尺度、森林生态系统本身的复杂性等原因,各地森林水文效应具有较大差异.因此,今后森林水文研究工作必须加强水文过程物理机制研究,对于分析评价不同地带、尺度、类型的森林水文效应具有重要意义.     

基于GF-1PMS影像的森林郁闭度定量估测模型研究

森林郁闭度是我国森林资源二类调查中的重要林分因子之一,为探索高分一号影像在森林郁闭度定量估测的可行性,以内蒙古自治区东北部柴河林业局为研究区,基于GF-1 PMS多光谱影像和DEM数据,以纹理特征、光谱信息和地形因子为自变量,采用k-最近邻法（k-Nearest Neighbor,k-NN）、稳健估计以及偏最小二乘法3种方法构建研究区域的森林郁闭度估测模型,辅之以二类调查小班数据和现地实测数据进行模型精度评价。结果表明:1）3种郁闭度估测方法的应用效果均能满足实际需求,这说明GF-1 PMS多光谱影像在森林郁闭度定量估测方面具有一定的潜力;2）k-NN法和稳健估计的实际应用效果明显优于偏最小二乘法,且2种模型的估测精度均>80%;3）3种郁闭度估测稳定性分析,结果显示k-NN法稳定性较好,而稳健估计法和偏最小二乘法估测模型不稳定。