黄土丘陵区人工油松林和山杨林林冠截留作用的研究

本文研究了25年林龄的油松人工林和天然山杨林的林冠截留量及其变化。结果表明:油松人工林和山杨林林冠年截留量分别为95.2mm和73.4mm,占年降水量的19.6%和14.7%。其中对降雨的截留量分别为78.0mm和71.1mm,分别占降雨量的17.4%和15.5%;对降雪的截留量为17.2mm和2.3mm,分别占降雪量的45.1%和5.9%。林冠截留量也有季节变化,两林分夏季截留量51mm,占同期降水量的15.8%。油松林冬季截留量较小,但占同期降水量的比例高,山杨林两者均小。林冠截留过程分为截留、透过、饱和三个阶段,其累积截留量与累积降水量呈I=apb函数关系。     

北京密云水库地区2种人工林生态系统水文效应研究

在2006年雨季,对北京密云水库库西试验区的人工林林冠层、枯落物层和土壤层的水文特征进行观测研究。结果表明：单次降雨过程中,林冠截留量、穿透降水量和树干茎流量占大气降水量的比例,油松人工林分别为8.46%～68.97%3、0.80%～90.63%和0.12%～1.62%,栎柏人工混交林分别为0.53%～29.35%6、8.48%～93.71%和2.17%～5.76%,2种林分的平均截留率分别为29.23%和18.21%,2种林分枯落物的最大持水量分别为1.51和1.76 mm。油松人工林地0～30 cm土层的最大贮水能力和有效贮水能力分别为204.90和68.23 mm,栎柏人工混交林地的分别为160.80和41.87 mm;油松人工林地和栎柏人工混交林林地的稳渗速率分别为0.68和0.22 mm/min。     

北京密云水库油松人工林对降水分配的影响

2004～2006年,对北京密云水库库西33年生的油松人工林的林冠截留、穿透降水和树干茎流进行了观测。观测结果表明,油松林冠截留率为31.67%,随着降水量的增大截留率迅速减小,并趋向于截留极限,油松林冠截留量与降水量呈幂函数关系。透流率为67.65%,穿透降水量与大气降水量之间呈极显著的正相关关系。干流率为0.68%,树干茎流量占降水量的比例极小,偏相关分析表明,树干茎流量与大气降水量、平均降雨强度及30 min最大雨强密切相关。     

油松人工林林冠层的水文作用

油松人工林林冠截留量占林外降水量的19.76％,林内外降水量为直线关系,林冠截留量与林外降水量为幂函数关系。林下降水分布不均,距树干越远,降水量越大;林内雨滴不连续,大雨滴增多,动能增大。油松林冠层年蒸腾强度以6月份最大,日蒸腾强度,以14时最高,年均蒸腾强度为0.25g/(g·h)。     

黄土高原半干旱区油松人工林冠层截留降雨模拟与分析

基于黄土高原半干旱区2012—2013年观测数据,采用定位研究方法对该区油松人工林林冠层降水再分配情况进行研究;采用王彦辉模型和崔启武模型对林冠截留量进行模拟并对其适用性进行对比分析。结果表明:1)油松人工林穿透雨量与林外降雨量呈显著线性关系(R2=0.978 9),林冠截留量与林外降雨量呈幂指数关系(R2=0.867 3),平均林冠截留率为25.5%;2)王彦辉模型和崔启武等模型模拟的决定系数R2分别为0.724 5和0.755 4,黄土高原半干旱区油松人工林林冠截留模拟效果崔启武模型较王彦辉模型要好。     

冀北山地不同林分类型林冠层降水分配研究

对冀北山地落叶松桦木混交林、山杨桦木混交林、油松蒙古栎混交林3种典型林分林冠层降水分配进行了研究。结果表明：在观测期间,随着降雨量的增加,穿透雨量、径流量和林冠截留量都增加,林冠截留率降低;3种林分穿透雨量分别为115.31,115.08,125.94mm,分别占林外降雨总量的68.94%,68.81%,75.31%;3种林分单株树干径流量分别为4.35,5.90,6.24mm,分别占降雨总量的2.56%,3.47%,3.67%;可用线性回归方程来分别拟合穿透雨、树干径流、林冠截留量与林外降雨间的关系,均取得较好结果。引用林冠截留概念模型,能够较好地预测冀北山地森林生态系统降雨的林冠截留特征。     

黄土丘陵区油松人工林水分生态效益研究

林内透过降水量占同期林外降水的78.3%,林冠截留量占19%,树干径流量占2.7%,枯枝落叶层截留量占9.5%.林分密度对林内透过降水量影响很大,二者呈负相关关系。日平均相对湿度林外大于林内;日平均相对湿度垂直变化由大到小为冠层中部>林内1.5m处>林冠表层;坡向和坡位对相对湿度变化过程有显着影响。油松林地3～10月的平均含水量为11.46%,约相当于田间持水量的50%;采伐4年后的迹地的土壤水分恢复能力较强,各月土壤含水量均高于林地。     

黄土丘陵区油松人工林和山杨林林冠对降水的再分配及其对土壤水分的影响

本文分析了人王油松（Pinus tabulaeformis）社和山杨（Populus davidiana）林内的年降水量和林冠的年截留量。得出林内降水量（pi）和林外降水量（p）呈直线正比例关系,人工油松林pi₁=0.928P-0.98;山杨林有叶期pi₂=0.889P-0.442;山杨林无叶期为pi₃=0.985P-0.278。林冠截留量（I）与林外降雨量（p）呈幂函数关系。人工油松林是I₁=0.711p^0.461,山杨林有叶期为I₂=0.521p^0.563。林内降水分布不均,最大处为林内平均降水量的1.34倍,最小处为林内降水量的80%。在雨后短时间内,林内土壤水分也分配不均。     

江西大岗山杉木人工林降雨截留特征及修正Gash模型的模拟

为研究杉木人工林降雨截留特征,选择江西大岗山国家森林生态系统定位研究站杉木人工林固定观测试验样地,对其大气降雨量、穿透雨量和树干茎流量进行定位观测,采用修正的Gash模型对其降雨截留过程进行模拟。结果表明,研究期间观测到的林外降雨量、穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别为1289.5,955.2,57.1,277.2mm,模拟的穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别为946.4,53.6,289.5mm,占降雨总量的73.4%,4.2%和22.4%,相对误差分别为1.0%,6.1%和4.4%。模拟结果和实测值具有很好的一致性,说明修正的Gash模型在江西大岗山杉木人工林降雨截留模拟应用中具有很好地适用性。     

辽河源3种林分降雨再分配特征及其影响因素

于2013和2014年5—9月对辽河源自然保护区油松林、山杨林和华北落叶松林的穿透雨、树干茎流和林冠截留进行了监测,分析森林冠层对降水再分配的影响。结果表明:(1)油松林、华北落叶松林和山杨林的穿透雨率分别为78.8%,81.1%和83.8%,3种林分穿透雨量与林外降雨量呈线性正相关,穿透雨月变化与林外降雨量月变化趋势一致,油松林、山杨林和华北落叶松林产生穿透雨的临界降雨量分别为1.5,0.9,1.2mm;3种林分的树干茎流率分别为油松林0.8%、华北落叶松林1.0%、山杨林3.7%,树干茎流量与降雨量成正比。(2)林冠截留能力为油松林(20.4%)华北落叶松(17.9%)山杨林(12.4%),油松林的林冠截流率显著高于山杨林,在降雨量较小时表现更加明显,降雨特征和冠层结构对林冠截流都产生影响。     

辽河源不同林龄油松林水源涵养能力研究

为定量评价不同林龄油松林的水源涵养能力,采用水量平衡法和综合蓄水量法,对辽河源地区3种不同林龄油松林的降雨再分配、凋落物持水能力、土壤蓄水能力以及林分水源涵养能力进行研究。结果表明:(1)观测期间,共观测到112次降雨,累计降雨量902.2mm,平均降雨量8.1mm;小雨、中雨、大雨和暴雨分别占总降雨量的25.2%,35.5%,26.4%和12.9%;(2)不同林龄油松林的林冠截留、林内降雨和树干茎流占总降雨量的比例分别为24.1%,72.9%和3%;林内降雨与林外降雨呈显著正线性关系;随着林龄的增加,林冠截留能力增加,而树干茎流先增加后减少;(3)凋落物的最大持水量、最大吸湿比和有效拦蓄量均随着林龄的增加而增加;(4)随着林龄的增加,土壤容重减小,总孔隙度增加,土壤入渗速率提高,蓄水能力增加;(5)不同林龄油松林水源涵养能力表现为成熟林近熟林中龄林。在不同林龄的油松林中,随着演替的进行,林分对降雨的分配与截流能力、水源涵养能力逐步增强。     

黄前水库上游生态修复区典型植被林冠层水文效应

利用森林水文与水量平衡原理,采用固定标准地方法,对山东省泰安市黄前水库上游水土保持生态修复区典型植被类型的林冠层水文效应进行了研究。结果表明:①在P=18 mm的降雨条件下,生态修复区内不同树种林冠对降雨截留量的排序为油松>赤松>侧柏>麻栎>刺槐,树干径流量和林内穿透雨量没有发现有类似的规律,针叶林比阔叶林的林冠截留量大。②不同造林密度对林冠截留量的影响总体趋势为造林密度越大林冠截留量越多,反之林冠截留量就越少;林内穿透雨量与林冠截留量的变化规律相反。③不同郁闭度林分与不同造林密度的林分对降雨的再分配规律相同。④不同混交方式的林分对降雨的截留量排序为松刺栎混交>油松>松栎混交>松刺混交>麻栎>刺槐;树干径流量和林内穿透雨量的规律不明显。⑤生态修复区内典型植被林冠截留量在降雨量较小时(P=4.50 mm)截留作用很明显,林冠截留率较大;但随着雨量增加,树干径流量逐渐增大,林冠截留率呈减小趋势。     

晋西山杨和油松生物量分配格局及异速生长模型研究

山杨和油松是晋西地区重要的建群树种,采用整株收获法分析了山杨和油松各器官生物量以及地上地下生物量分配格局.采用胸径(DBH)、树高(H)、树木因子(D2H)、平均冠幅(CW)和冠长(CL)等变量建立了叶、枝、干、根、地上部分及整株生物量模型,并选取了最优模型.结果表明:(1)山杨的叶、枝、干、根生物量分配比例分别为3.42％,11.23％,64.30％和21.06％,油松的叶、枝、干、根生物量分配比例分别为13.44％,19.86％,47.52％和19.18％;山杨和油松地上生物量和地下生物量比值分别为3.32∶1和3.99∶1.(2)山杨和油松的地上生物量与地下生物量之间呈极显著线性相关(p＜0.001).(3)山杨和油松各器官生物量拟合的最优模型形式均为CAR类型,模型解释量均超过92％.(4)基于树木胸径D的山杨和油松各器官单变量模型可解释量除叶(解释量＞83％)外均达到或超过了90％,树高不宜单独对各器官生物量进行预测.综合考虑模型的可解释量和生产实践中的需要,胸径是预测山杨和油松不同器官生物量的可靠变量.     

冀北山地6种林分类型土壤水分-物理性质变化

为改善冀北山地林地生态功能,提高该地区森林涵养水源的能力,选取冀北山地6种典型林分为研究对象,采用环刀法对土壤物理性质进行了分析比较。结果表明:(1)土壤容重与土层深度呈正相关,土壤容重均值排序为:华北落叶松林(1.20g/cm~3)蒙古栎林(1.14g/cm3)油松林(1.12g/cm~3)黑桦林(1.03g/cm~3)白桦林(0.98g/cm~3)山杨林(0.81g/cm~3);(2)土壤总孔隙度与土层深度呈负相关,土壤总孔隙度均值排序为:山杨林(57.6%)白桦林(51.4%)黑桦林(51.1%)油松林(49.1%)华北落叶松林(45.9%)蒙古栎林(44.8%);土壤毛管孔隙度均值山杨林最大(48.9%),油松林最小(35.1%);非毛管孔隙度均值为油松林最大(14.0%),白桦林最小(3.6%);(3)土壤持水量与土层深度之间存在负相关关系,土壤最大持水量均值为山杨林最大,华北落叶松林最小;(4)土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,稳渗速率油松林最大(15.00mm/min),华北落叶松林最小(0.68mm/min)。研究结果可为森林土壤资源可持续利用提供依据。     

岷江上游油松与华山松人工混交林对降雨的截留分配效应

人工油松与华山松混交林是岷江上游区域主要的群落类型，采用水量平衡的方法，研究了混交林林冠截留量、穿透量、树干茎流量等指标。通过混交林对24场降雨分配的定位观测，结果表明林冠截留量83．47mm、穿透量81．43mm、茎流量2．00mm，分别占同期降雨量的50．o％，48．8％，1．2％；幂函数方程能较好地拟合林冠截留量与林外降雨量之间的关系，而线性方程能较好地拟合穿透雨量、树干茎流量和林外降雨量之间的关系。结果表明恢复重建后的人工油松与华山松混交林生态系统在水源涵养、水土保持上效果明显。     

华北土石山区油松林对降雨再分配的影响

森林对大气降雨的再分配有着重要的作用,2010年通过对河北省木兰国营林场油松林穿透降雨、冠层截留量和树干径流的观测,分析了华北土石山区油松林降雨再分配的特征。结果表明:油松林的穿透降雨量、冠层截留量和树干径流量分别占大气降雨量的67.07%,29.79%,3.10%。油松林冠层穿透降雨量和树干径流量与林外降雨量呈明显的线性关系(R2=0.986,R2=0.893),林冠截留量与降雨量成幂函数关系(R2=0.765);根据回归方程,当林外降雨量大于0.264mm时,可发生穿透降雨,当林外降雨量大于4.89mm时,可发生树干径流;林冠在降雨再分配过程中起着主要的作用,在空间和时间上都进行了再分配。     

黄土高原主要水土保持树种的蒸腾特性

采用精度为0.001 g的精密电子天平和露点水势仪对山杨、刺槐、油松和侧柏的叶片保水力、蒸腾速率日变化及叶水势日变化进行测定。结果表明：自然条件下,4树种叶片保水力从小到大依次为山杨、刺槐、油松、侧柏,其叶片分别经过19、41、49和77 h达自然风干状态;各树种日平均蒸腾速率由大到小的顺序为山杨（0.616 mmol/（m^2·s））〉刺槐（0.605 mmol/（m^2·s））〉油松（0.318 mmol/（m^2·s））〉侧柏（0.270 mmol/（m^2·s））,日最大蒸腾速率的排序为山杨（1.196 mmol/（m^2·s））〉刺槐（1.190 mmol/（m^2·s））〉油松（0.723 mmol/（m^2·s））〉侧柏（0.704 mmol/（m^2·s））;4个树种叶水势以清晨最高,中午最低,傍晚又有所恢复,日变化呈波浪形,日变幅以刺槐最大,其次为山杨和侧柏,油松最小;4个树种叶水势与蒸腾速率之间的关系呈负相关,可用对数曲线来拟合;各树种单位叶面积（cm2）的日（以12 h计）蒸腾耗水量由大到小为：山杨（0.48 mm）〉刺槐（0.47 mm）〉油松（0.25 mm）〉侧柏（0.21 mm）。