林冠截留模型

对林冠截留的研究已有近百年的历史。1971年,Rutter等人就推导出了一个具有清楚物理意义的林冠截留模型,结束了以往的林冠截留模型中只有统计模型的历史。1987年,刘家冈用数理方法,对林冠截留的时空演变过程作了很好的描述。但使用他们的模型对林冠截留进行估计时,需要同时对其它多个气象因子进行测定,而且人们普遍关心的不是林冠对次降雨截留的大小,而是林冠对降水的年截留量大小。 1979年,Gash用分析法代替了Rutter模型中的数值法,建立了截留模型,该模型能在只有降雨数据的情况下,对林冠的季节截留进行估计,结果与实测值接近。该模型将林冠截留分成两部分,即树冠截留和树干截留,因而引进了较多的参数。本文从林冠截留的过程出发,推导出一个有清楚物理意义,且含林冠和降雨参数较少的截留模型。     

非均匀林冠降雨截留模型

考虑由彼此间有间距的树冠组成的非均匀林冠内的降雨截留过程,将以前的林冠截留理论模型从水平均匀随机分布林冠推广到非均匀林冠,导出相应的偏微分方程和截留量的计算公式,并以实例运行该模型,以揭示非均匀林冠在降雨截留过程中的一些细节特征.     

水曲柳林冠的降水截留特征

对水曲柳林冠在2003年5-9月的降水截留特征进行了野外测定与统计分析,结果表明:水曲柳林分林冠截留量为68.77 mm,占同期降水量的17.41%;降水约按以下比例被再次分配:穿透降水72.50%,林冠截留17.41%,树干茎流10.08%.模拟分析结果表明:Horton改进模型模拟精度高,参数物理意义较明确,水曲柳林冠吸附容量为0.84 mm,区域降雨蒸发能力的参数值为11.83%,水曲柳林冠截留率随降水变化的曲线可分为快变期(截留率大于19.0%,降水量小于10 mm)、渐变期(截留率19.0%～12.8%,降水10～30 mm)和稳定期(截留率小于12.8%,降水大于30 mm),水曲柳林冠稳定截留率为12.8%.     

林冠截留模型

林冠截留量在森林生态系统水文循环和水量平衡中占有重要的地位，是森林涵养水源、保持水土等水文生态效益的主要评价指标之一。文章在分析了林冠截留机理和以往林冠截留数量模型的基础上，首次提出林冠截留整体护展模型，为大范围的森林水文生态效益数量评价提供研究基础。     

森林采伐与水文生态条件的变化

森林对降水和湿度起着调解作用,并能促进空气中的水分循环。树木根系盘结在土壤中,对保持水土,涵养水源,调节径流起着重要作用。一、林冠截留林冠的截留是指雨滴被林冠枝叶阻截,并在林冠层蒸发掉。由于林冠截留作用减少了降落到地面的雨量,削弱雨滴对地的溅击及浸蚀能力,从而减缓了产生径流的过程。林冠截留是较复杂的自然物理过程,它     

小兴安岭红松林冠层截留降雪特征及模拟

【目的】研究小兴安岭红松林林外降雪、林内穿透雪和林冠截雪特征,深入认识森林冠层对降雪截留再分配的影响,为定量评价该区域红松林的生态雪水文效应提供理论依据。【方法】连续2年冬季定位观测红松林林外降雪和林内穿透降雪特征,并调查林分结构因子,利用基于物理机制的半经验性理论降雪截留模型模拟红松林冠次截留雪量。【结果】2013年11月至2014年4月和2014年11月至2015年4月,共观测到17场降雪,平均次降雪量10.3 mm,平均次降雪强度4.41 mm·d-1;平均次穿透降雪量7.4 mm,平均次穿透率69.3%,次穿透降雪量和次穿透率均随次降雪量增加而增大;林冠次截留雪量与次降雪量呈较好的幂函数正相关关系,并与郁闭度显著正相关(P0.05),而林冠次降雪截留率与次降雪量呈负指数函数关系(P0.05),次降雪量、胸径、郁闭度、树高和坡度对林内次穿透雪量有显著影响;林冠截留降雪存在饱和截留量限制,林冠次降雪截留率随次降雪量增加逐渐降低;林冠次降雪截留率与次降雪量和郁闭度紧密相关(P0.05),而与胸径、树高、胸高断面积、林冠高度、林冠宽度、叶面积指数和坡度等指标相关性不显著。【结论】次降雪量和林冠郁闭度对林冠次截留雪量影响显著,次降雪量、胸径、郁闭度、树高和坡度对林内次穿透降雪量有显著影响。Pomeroy等(2002)和修正的降雪截留模型能较好拟合小兴安岭地区红松林冠次截留雪量。     

林冠截留对杉木人工林生态系统物质循环的影响

根据1999-2002年连续4年的观测数据,对林冠截留在杉木林生态系统物质循环中的作用进行研究.结果表明:每年林冠截留降雨量267.0 mm; 林冠截留蒸发散量占杉木人工林总蒸发散量的27.2%,林冠截留水分的物理蒸发量占杉木林集水区水分输出的18.97%;林内净降水的营养物质为143.329 kg·hm-2a-1,比冠上大气降水输入的63.924 kg·hm-2a-1多74.905 kg·hm-2a-1,增加了117.2%; 林冠截留减少了到达林地表面和入渗土壤的水分,减少了集水区地表水和土壤漏水的输出,从而减少了营养物质的输出,可见,林冠截留是系统保存营养物质的重要机制之一.     

粤北杨东山常绿阔叶次生林林冠截留特征

林冠是森林生态系统影响降雨的第一作用层。降雨经过林冠后,被进一步分为林内穿透雨、树干径流和林冠截留。林冠的截留作用不仅改变了降雨的空间分布格局,而且影响了与之相关的物质循环和能量转换(李振新等,2004)。目前,已有大量文献报道我国热带雨林(周光益,1997;张一平等,2003)、亚热带常绿阔叶林(崔向慧等,2006)和温带落叶阔叶林(万师强等,1999)的林冠截留特征。我国主要森林生态系统的林冠截留率为11.40%～     

我国林冠对降水再分配作用的研究进展

该文简单介绍了我国林冠对降水再分配作用的研究进展,包括林冠截留、穿透降雨、树干茎流的研究方法及影响因素和林冠截留的数学模型,并简要提出今后我国林冠对降水再分配作用研究的发展趋势。     

紫金山麻栎林降水分配格局研究

对紫金山栎林林冠截留、树干茎流与降水量之间的关系进行了研究。在观测的46场降水中,降水量达823.8 mm,林冠总截留量、树干茎流量和穿透雨量分别为207.95 mm、33.30 mm、582.55 mm,林冠截留率、树干茎流率和穿透率分别为25.24%、4.04%、70.71%。随着降水量的增大,林冠截留量、树干茎流量、穿透雨量及穿透率都有所增加,林冠截留率降低,树干茎流率在2～50 mm降水量级中逐渐增大,在>50 mm降水量级有所降低。林冠截留量与降水量之间呈幂函数关系,而树干茎流量、穿透雨与降水量之间呈线性相关。     

流溪河小流域针阔混交林林冠降雨截留模型研究

以流溪河流域针阔混交林为研究对象,对林分样地进行降雨截留实测与模拟研究.结果表明:林内穿透雨量与降雨量呈线性相关;穿透系数与降雨量呈对数相关;林冠截留量与降雨量呈幂函数相关;截留率与降雨量呈对数相关.以降雨强度、穿透系数和树干茎流率数据为基础,进行了林冠截留量模型模拟,实测表明该模型能较准确地估算针阔混交林分的林冠截留量.     

亚热带杉木、马尾松人工林的林内降雨、林冠截留和树干茎流

本文用统计分析方法对江西分宜县山下林场杉木、马尾松人工林的林内降雨、林冠截留和树干茎流进行了研究。结果表明:在该林分中林内降雨量和树干茎流量随降雨量的增加而以直线形式增加;林冠截留量随降雨量的增加呈幂函数关系上升。在杉木林内,随郁闭度的增大,林内降雨率和树干茎流率减少,而林冠截留率增大,马尾松林和杉木林相比,林内降雨率和树干茎流率较大,而林冠截留率较小。     

鄂西山地马尾松林水文效应研究

为了定量评价马尾松林的综合水文功能,对鄂西山地区内的马尾松林林冠截留、枯落物截留和林地土壤蓄流等关键水文效应进行了观测研究。结果表明：林冠截留率为19.14%,树干茎流率为0.48%;林冠截留量与降雨量呈幂函数关系,林内透雨、树干茎流分别与降雨量呈线性关系;枯落物最大持水率为224.23%,土壤贮水力为291.63t/...     

林冠降水截留效应国内研究进展

林冠对降雨截留再分配过程的影响,涉及到森林生态、森林水文、森林气象及水土保持等诸多方面,是森林涵养水源、减少地表径流的重要生态水文过程,对林地水分平衡和养分循环具有重要意义。近年我国对林冠截留、穿透雨、树干流的降水截留效应研究有较多报道,本文对近几十年来我国林冠对降水截留效应研究进展和现状进行简要整理     

基于修正的Gash模型模拟缙云山毛竹林降雨截留

为了验证修正的Gash模型对缙云山毛竹林林冠截留模拟的适用性,基于2009年4—7月的气象和林分特征资料以及实测的穿透雨和树干茎流等资料,分析缙云山毛竹林林外降雨、穿透雨和树干茎流特征,并应用修正的Gash模型对林冠截留量进行模拟,对比分析周降雨累计截留量和单次降雨截留量的模拟值和实测值,采用敏感性分析法分析模型参数对截留量的影响程度。结果表明:研究期间共29次降雨,总降雨量为531.1mm,平均降雨强度为2.11mm·h-1,大部分为低雨强、低雨量级、长历时的降雨;穿透雨量、茎流量和林冠截留量的实测值分别为463.2,6.5和61.4mm,模拟值分别为461.1,6.1和63.9mm,模拟的截留量约高出实测值4.07%,模型计算的周累积截留量和单次降雨截留量与实测值相比的相对标准差分别为5.02%和7.13%,模拟效果较好,模型适用于缙云山毛竹林;以林冠郁闭度(c)对模拟结果影响最大,其次为平均降雨强度()、林冠持水能力(S)和林冠平均蒸发速率(),树干茎流系数(Pt)和树干持水能力(St)这2个参数对林冠截留总量影响很小。     

亚热带杉木、马尾松人工林的林内降雨、林冠截留和树干茎流*

本文用统计分析方法对江西分宜县山下林场杉木、马尾松人工林的林内降雨、林冠截留和树干茎流进行了研究。结果表明:在该林分中林内降雨量和树干茎流量随降雨量的增加而以直线形式增加;林冠截留量随降雨量的增加呈幂函数关系上升。在杉木林内,随郁闭度的增大,林内降雨率和树干茎流率减少,而林冠截留率增大,马尾松林和杉木林相比,林内降雨率和树干茎流率较大,而林冠截留率较小。     

一种改进的树冠截留降雨试验方法

设计了一种基于计算承雨器四周各1m范围内树冠郁闭度，进而通过一次降雨试验可观测到不同郁闭度级林冠截留降雨量的方法，解决了以往林冠截留降雨量测试中林冠疏密和树冠间隙分布不均引起的测量结果误差较大的难题。     

不同经营模式绿竹林水文效应研究

调查降水在丛生型和散生型两种不同经营模式的绿竹林中的分配情况,对林冠截留、穿透水、秆流与降雨量的关系等竹林水文效应进行研究,研究结果表明,散生型绿竹林的林冠截留效果优于丛生型绿竹林,两种不同经营模式绿竹林的林冠截留量、穿透水量和秆流量与降雨量均存在很强的相关关系。     

内蒙古大青山白茬子沟小流域典型森林植被的冠层降水再分配特征

利用生长季观测的降雨数据,分析了内蒙古大青山白茬子沟小流域白桦次生林和华北落叶松人工林林冠降雨截留、穿透雨及树干径流与降雨量的关系,以及降雨林冠截留过程的特征。结果表明:两种林分林冠截留量与降雨量的关系吻合对数回归模型;穿透雨量、树干径流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干径流量均随着降雨量的增加而增加。不同林分的林冠截留量、穿透雨量和树干径流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致;林内穿透雨率超过73%,冠层截留率9.81%~26.22%,树干径流0.72%~9.10%。     

北京九龙山不同结构侧柏人工纯林降水的再分配

[目的]基于华北石质山区侧柏人工林2014年(3—10月)降水数据进行量化分析,探究其降水的再分配规律。[方法]采用野外定位研究方法,对不同结构(郁闭度、枝下高)侧柏人工林林冠层降水再分配特征进行分析。[结果](1)1/2枝下高0.4、0.6、0.8郁闭度林内穿透雨总量分别为181.1、168.1、147.1 mm,穿透雨率分别为78.8%、73.1%、64.0%;树干径流总量分别为6.0、5.9、3.9 mm;总树干径流率分别为4.2%、2.6%、1.7%;林冠截留总量分别为39.5、56.1、79.1 mm;林冠截留率分别为17.2%、24.4%、34.4%。(2)1/3枝下高0.4、0.6、0.8郁闭度林内穿透雨总量分别为175.6、154.8、136.0 mm,穿透雨率分别为76.4%、67.3%和59.2%,树干径流总量分别为8.3、4.9、3.3 mm,总树干径流率分别为3.6%、2.1%和1.4%,林冠截留总量分别为46.3、70.4、90.7 mm,林冠截留率分别为20.1%、30.6%和39.5%。[结论](1)侧柏人工林同一枝下高不同郁闭度林分林内穿透雨量差异不显著。2种枝下高郁闭度为0.4和0.8之间的树干径流量均存在显著差异,郁闭度0.4和0.6以及0.6和0.8之间差异不显著。(2)郁闭度为0.4、0.6、0.8时,冠厚占树高2/3(即枝下高为1/3)的林分林冠截留量分别是1/2的1.17、1.25和1.14倍。(3)2种枝下高各自不同郁闭度间林冠截留量均存在显著差异。(4)同等降雨量情况下雨强越大,林冠截留量越小;2次降雨间隔时间越长,林冠层越干燥,林冠截留能力越强;枝下高越低(即冠层厚度越大),林冠截留量越大,且随着郁闭度的增加,林冠截留量逐渐增大。