西南亚热带天然混交林林冠截留效应1）

以位于西南亚热带的天然混交林为研究对象,利用2009年4—10月期间的60场林冠截留观测资料,对降雨再分配特征进行综合分析,并应用修正的Gash模型对6—8月份的17场林冠截留量进行模拟。结果表明：研究期间总降雨量1086 mm,林内穿透雨总量、干流量、截留量分别为806．6、2．0、277．4 mm,分别占降雨量的74．30％、0．18％、25．50％;穿透雨量、树干茎流量均与降雨量呈显著的线性关系,而林冠截留量与降雨量呈显著的幂函数关系（p＜0．05）;穿透雨率、树干茎流率与降雨量呈显著的对数函数关系,但林冠截留率与降雨量呈显著的幂函数关系（p＜0．05）;林冠蓄水达到饱和时所需的最小降雨量为2．53 mm;雨前林冠的湿润程度对树干流的产生有很大影响,混交林在低雨量级（0～5 mm）时,不会产生树干茎流;饱和林冠截留量为26．1 mm,达到饱和林冠截留的降雨量为46．8 mm,当降雨量小于2．5 mm时,林冠截留率可达100％,当接近或超过50 mm时,林冠截留率趋于稳定;应用模型模拟的林冠截留量比实测值高出3．69％,模拟的林内穿透雨和干流量分别低于实测值的1．24％和5．38％。     

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。     

太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.     

城市樟子松人工林对大气降雨的截留分配

在哈尔滨市城市林业示范基地(126°37′15″E,45°43′10″N),以樟子松人工林为研究对象,应用观测的20场降雨截留数据,计算穿透雨、树干径流、林冠截留,分析森林冠层对降雨的截留分配规律.结果表明:观测期内穿透雨量、树干径流量、冠层截留量,依次为185.7、29.7、123.8 mm,分别占林外降雨量54.76％、8.76％、36.51％;根据模型估算,樟子松林产生穿透雨、树干径流的阈值,分别为3.6、6.7 mm降雨;穿透雨、树干径流、林冠截留,均随降雨量的增大而增加,但其占降雨量的比例却有不同变化趋势.穿透雨量的空间变异随降雨量的增大显著减小,二者呈极显著对数函数关系(P<0.01);研究结果的林冠层截留率(36.51％),高于以往研究中樟子松截留率(5.60％～30.95％),也高于全国主要森林林冠截留率(14.7％～31.8％)的上限值.     

不同林龄香椿对林冠截留雨水的影响

为探索香椿林林冠截留机理以及评估其水土保持功能提供理论依据,以贵州省镇宁县香椿林为对象,于2010年8月、10月、11月定位监测不同林龄林冠层共17次降雨截留分配效应.结果表明:1)在一定的降雨量范围内,随着降雨量的增加,穿透雨量、树干径流量和林冠截留量均增加,林冠截留率降低.2)8～13 a、15～20 a、25 a以上香椿林林内降雨量分别为43.36 mm、39.01 mm和34.01 mm,平均穿透降水率分别为64.95％、54.19％和44.48％;树干径流量分别为0.29 mm、0.23 mm和0.17 mm,平均树干径流率分别为0.15％、0.11％、0.08％;林冠截留量分别为26.41 mm、35.36 mm和44.55 mm,平均截留率分别为40.09％、51.77％、61.65％.3)在同一降雨量条件下,8～13 a香椿林林冠截留量最小,而穿透雨量最大;15～20 a香椿林林冠截留量居中,穿透雨量也居中;25 a以上香椿林林冠截留量最大,而穿透雨量最小.     

松花江干流六种水源涵养林林冠层降水分配

以森林水文学为理论基础,从森林涵养水源的角度运用生态定位研究方法,选择松花江干流方正县高楞林业局为观测地点,以当地具有代表性的红松人工林、水曲柳山杨林、水曲柳落叶松林、糠椴次生林、蒙古栎次生林和胡桃楸混交林为研究对象,并以就近的空旷地降雨作为对照,对不同森林类型的林冠层截水性能、林内穿透雨量、树干径流等水文特性进行了定量研究.研究结果表明:各森林类型的林内雨透流率都小于50.0％,说明50.0％以上的降雨被林冠层截留.其中胡桃楸混交林和水曲柳山杨林的透流率较高,分别达到44.2％和40.0％;其次是永曲柳落叶松林和糠椴次生棘,透流率分别为37.2％和34.1％;红松人工林和蒙古栎次生林的透流率较低,分别为27.9％和24.7％.林内降雨量(P')和大气降雨量(P)呈现显著的直线正相关.树干径流量(G)和大气降雨量(P)之间也呈直线正相关.     

华北油松人工林的透流、干流和树冠截留

在1984年生长季对河北隆化碱房林场28年生油松人工林的透流、干流和树截载留进行了研究。结果表明:在该林分中透流、干流和树冠截留均与降水量密切相关。一年中,随叶量增加,透流率和干流率减少,树冠截留率增加。生长季透流总量为:1号标准地(郁闭度0.7)占降水量的69.7％,4号标准地(郁闭度0.4)占降水量的80.4％;两块标准地的总干流量分别为降水量的22.5％和16.5％。并对应用Gash模型估计林冠截留量进行了讨论。     

日本落叶松林冠对大气降水的调节作用

研究了日本落叶松林对大气降水的再分配，结果表明：日本落叶松的饱和截留量为５ｍｍ。影响林冠截留的主要因子是降水量和降水强度；林冠截留量随着降水量的增加而增加，截留百分率随降水量的增加而减少，林冠截留率与降水强度成反比，日本落叶松冠林对降水的截留率为２４．４％，最大值出现在５，６及１１月份，为２８％～３７％，树干茎流在森林降水中的比重较小，为１．２％，通过雨量是林内降水的主要来源，它约占林内降水量的７     

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。     

重庆缙云山毛竹干流量研究

观测研究发现重庆缙云山毛竹干流在降雨量大于0.3 mm时就会出现,它与降雨量呈非线性多项式关系,y=-2 E-06 x4+0.0003 x3-0.0158 x2+0.3187 x,R2=0.9216.干流过程与LCR电路暂态过程相似,干流量、干流强度、干流率、干流持续时间、干流开始时间与降雨性质和毛竹植株特性有关,用BP模型预测精度高.树干干流是林木水分与养分重要的点源输入途径,因此,进一步研究利用树干干流特性将是森林生态培育和更新的重要途径之一.     

西双版纳不同树龄橡胶林对降雨的再分配特征

为了研究橡胶林的林冠截留特征,选取3个不同树龄阶段的橡胶林(7龄幼龄林、12龄中龄林和32龄老龄林)为研究对象,对穿透雨、树干径流、林冠截留等林冠水文特征开展观测,并分析了林龄、叶面积指数及气象因子对其的影响.结果表明:幼龄林、中龄林和老龄林的年穿透雨量分别为1087.90、846.27、730.55 mm,分别是年降...     

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。     

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。     

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.     

哀牢山常绿阔叶林林冠的截留特征

为了评估亚热带常绿阔叶林的水源涵养服务功能,选择哀牢山典型的原始常绿阔叶林,定位监测了林冠层对1a中共144次降雨的截留分配效应。观测期间降水总量为1707．8mm,穿透雨量、茎流量和林冠截留量分别是1421．8,15．4和270．6mm,穿透雨率、茎流率和截留率分别为83．3％,0．9％和15．8％。总降雨量大于3．7mm时才观测到林内牙透雨和树干茎流,“漏斗”状的林冠结构和持续的降雨,均可造成穿透雨量大于林外大气总降水量,而树木较大分枝角度和较多附生物,可能使有些胸径和冠幅较大树木的树干茎流量反而更小：穿透雨量和茎流量、林冠截留量与降水量均呈显著的线性正相关（P〈0．01）,而林冠截留率随降水量增大而减少;降雨特征和林分特征是影响林冠截留的主要因素。     

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.     

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。      

杭州市6种常见绿化树种滞尘能力及光合特性

树种滞尘能力成为城市绿化树种选择的一个重要因素。为探究能够有效减少空气中的细颗粒物数量的城市树种类型,对杭州市6种典型阔叶乔木（广玉兰Magnolia grandiflora,樟树Cinnamomum camphora,珊瑚树Viburnum odoratissinum,苦槠Castanopsis sclerophylla,木荷Schima superba和黄山栾树Koelreuteria bipinnata）的夏季滞尘能力进行了研究。夏季雨后第5天和第10天,对叶片滞尘能力,林下空气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物（PM_2.5）,空气中直径小于或等于10 μm的颗粒物（PM₁₀）及空气负离子浓度、叶片叶绿素荧光参数进行测定。结果显示:6种树种能够有效滞尘,且滞尘能力差异显著（P < 0.05）,木荷和广玉兰滞尘能力最强,与其他树种间差异极显著（P < 0.01）;不同树种单位叶面积滞尘量随滞尘时间的增加而增加;雨后第5天和雨后第10天,樟树冠下PM_2.5和PM₁₀质量浓度最低,空气负离子浓度比较高,削减颗粒物（PM）能力高于其他树种;随滞尘时间增加,大部分树种叶片叶绿素相对含量、F_v/F_m和Y_ield呈现下降趋势,光合特性受到抑制。根据研究结果,具有高滞尘能力同时叶绿素荧光参数受影响小的树种,如广玉兰和樟树,可以作为城市绿化的优选树种。     

马尾松和木荷不同类型苗木造林后幼林生长建成差异1）

为比较马尾松和木荷容器苗、裸根苗造林后幼树的生长建成差异,采用随机区组试验设计,开展其1年生容器苗和裸根苗造林对比试验。造林3a后,对其保存率、生长量、根系特征及N、P养分质量分数等幼树生长建成指标进行调查、测定。结果表明：马尾松容器苗林分4年生幼树平均地径、树高及调查当年新梢生长量分别为35．52 mm、200．59 cm和105．59 cm,分别比裸根苗显著大31．71％、18．25％和21．13％;相对裸根苗,木荷容器苗林分生长量亦表现出较大优势,其地径和树高分别较裸根造林大4．36 mm和26．72 cm,并且调查当年的新梢生长量和保存率分别显著较裸根造林大19．68％和33．73％;两树种容器苗林分平均单株干质量均近等于裸根苗的2倍;容器苗林分根系发育均较相应裸根苗林分优,马尾松容器苗林分幼树平均主根长、根幅和一级侧根数分别比裸根苗相应指标大6．02 cm、14．30 cm和4．13条,木荷容器苗林分幼树平均根幅和一级侧根数分别比其裸根苗幼树相应指标显著高出14．24 cm和6．75条;两树种容器苗林分幼树N、P质量分数均显著高于裸根苗。因此,从马尾松和木荷不同类型苗木造林初期幼树的生长等相关结果看,容器苗根系的完整性保障其林分幼树根系的较好拓展和发育,利于造林初期其对养分的吸收进而促进地上部分生长;容器苗造林效果不仅体现在当年的成活率高、缓苗快,造林第3年幼林的生长建成及养分吸收优势仍在。