泾河干流上游森林覆盖率水文影响的年份和月份差异

定量评价和预测西北干旱地区森林面积增加的水文影响,为基于水资源承载力的植被恢复与管理提供科学依据。以黄土高原泾河干流上游流域为例,制定森林植被恢复的多种情景,利用率定过的SWIM水文模型和1997—2003年间的气象数据,模拟森林覆盖率变化对蒸散和径流的影响。研究表明:1)草地变森林后,随森林覆盖率增加,年均总蒸散呈明显线性增加,年均径流则呈明显线性减少。在本研究范围内(森林覆盖率增加0~18.13%),森林覆盖率每增加10%平均导致年均总蒸散增加8.93 mm,年均径流减少6.04 mm;2)森林覆盖率变化对年总蒸散的影响具有年际差异,受年降水量影响,流域森林覆盖率增加10%时,对应的年蒸散增量分别为枯水年(10.1 mm)平水年(8.6 mm)丰水年(8.5 mm),而对应的年径流减少量分别为枯水年(9.0 mm)平水年(5.6mm)丰水年(5.1 mm);3)森林覆盖率增加导致的蒸散增大和径流减少还具有月份差异,其中蒸散在春季(3—5月)和初夏(6月)增大,而夏季中期(7、8月)至秋季中期(9、10月)则减少,在秋末(11月)和冬季(12、1、2月)则变化不明显;径流在春季和夏季明显减少,而秋季中期(9、10月)则呈增加趋势,冬季变化不明显。总之,在该流域增加森林覆盖率会导致年蒸散增加和年径流减少,这种变化在枯水年明显大于平水年和丰水年;森林覆盖率变化对蒸散和径流的影响还存在月份差异,表现为春夏季影响大于秋冬季;增加森林具有一定增加基流和枯水期径流的调节作用。     

六盘山北侧生长季内华北落叶松树干液流速率研究

2006年5～10月在宁夏六盘山北侧叠叠沟林场,运用德国Ecomatik公司生产的SF-L树干液流仪研究了9株华北落叶松的树干液流变化过程及其对环境因子(气象条件、土壤水分)的响应.结果表明:华北落叶松的树干液流昼夜变化明显,呈不太典型双峰型曲线,晴天变化幅度大(0.087～0.348cm/min),阴天变化幅度小(0.087～0.281cm/min).树干液流速率在生长季内呈现逐渐降低的趋势.对环境因子影响树干液流速率的偏相关分析表明:日液流速率(SFV)与太阳辐射(ESR)、土壤水分(Ps)各影响因子均存在显著正相关,而与温度因子(Tamean)的相关系数较低.经回归分析,建立了日液流速率与各环境因子的线性回归模型:SFV=0.106 0.000141Ps 0.00214ESR 0.00218Tamcan-00043P(R=0.883).     

分布式生态水文模型TOPOG在温带山地小流域的应用——以祁连山排露沟小流域为例

TOPOG模型是基于热带森林小流域研究而开发的生态水文过程模型.为了检验该模型在模拟温带小流域森林水文影响方面的适用性,本文应用祁连山排露沟小流域2001年和2002年生长季的生态水文数据,运用TOPOG模型的"水量"模式模拟了流域的林冠截留、蒸散与径流等生态水文过程,并对其进行了检验.结果表明:TOPOG模型能准确的模拟雨量为5～25 mm的次降雨截留量;也能较准确的模拟海拔2 730～3 100 m的青海云杉林总蒸散量及其组成,以及海拔2 700～2 800 m的阳坡草地总蒸散量;模拟的生长季小流域径流量与实测值相一致.     

六盘山四种典型森林生态水文功能的综合评价

为合理评价水源涵养林垂直结构改变对其水文功能的影响,在对宁夏六盘山香水河小流域内4种典型结构林分(华北落叶松+灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林)林冠层、枯落物层、土壤层的结构指标和功能指标测定的基础上,采用层次分析法建立了林分生态水文功能的层次结构模型,并用综合评分法对4种典型林分进行了评价。结果表明:林冠层生态水文功能以华北落叶松人工纯林最优,枯落物层以华北落叶松+灌木复层林最优,土壤层以稀植乔木的天然灌丛林最优。不同林分生态水文功能整体表现为华北落叶松+灌木复层林(0.902)>稀植乔木的天然灌丛林(0.893)>华北落叶松人工纯林(0.782)>天然灌丛(0.708),说明复层林的综合生态水文功能要好于单层林,表明在六盘山营林区对华北落叶松人工纯林进行林下补植灌木和对退化的天然灌丛稀植乔木等措施有助于林分生态水文功能的发挥。     

宁夏六盘山香水河小流域华北落叶松人工林乔木层生物量的坡面变化和尺度效应

生物量受坡面环境条件变化影响而有坡面变化与尺度效应。本文在六盘山半湿润区的香水河小流域选择了33 a生华北落叶松人工林的一个斜坡长480 m,水平长398 m的典型坡面,在整个坡面上建立了宽30 m的调查样带,均匀分为空间连续的16个样地,在2014年生长季中期调查不同坡位的样地生物量,分析其坡面变化规律。结果表明:生物量存在明显的坡位差异。坡面生物量t·hm^-2平均值为118.59,其变化范围为96.19 139.18,变幅为42.99,变异系数为0.12;随着离坡顶距离的增加,生物量总体上呈现先升高后降低的变化趋势,在坡面的中上部(水平坡长为87.71 m)达到最大。生物量存在坡面空间尺度效应,即随着相对坡长(X₁)的增加,生物量的顺坡滑动平均值(Y₁)先增大后减小,其回归关系式为:Y₁=23.004X₁³-60.834X₁²+31.786X₁+123.43(R²=0.84),坡面尺度效应表现为每100 m水平坡长生物量变化的数值为6.12 t·hm^-2;各样地生物量与整个坡面平均值的比值(Y₂,小数)随相对坡长有很好的非线性关系,基本上呈先增加后下降、后趋于稳定的变化趋势,其关系式为Y₂=1.722 6X₁³-2.844 5X₁²+1.033 8X₁+1.000 1(R²=0.57),可基于此将特定坡位样地的生物量换算成整个坡面的估算值。造成生物量坡面变化的主要原因是太阳辐射和光照时间随海拔的变化等多种因素造成的。     

华北落叶松液流速率的优势度差异及其对林分蒸腾估计的影响

将实测的杨树液流速率和林木边材厚度(或胸径)经尺度扩展得到林分蒸腾,已成为常用的野外测定方法,但此法没有考虑其他树形因子的影响,当林分密度大、光竞争激烈时,会导致蒸腾估计误差偏大。为认识主要树形因子对液流速率的影响,并为改进样树液流向林分蒸腾的尺度扩展方法提供依据,在六盘山北侧半干旱区华北落叶松人工林内,利用热扩散探针对5株不同优势度样树的液流速率进行了连续观测,研究了生长季中期(叶面积指数达到峰值并保持稳定)不同土壤水分条件下不同优势度树木的液流速率差异。结果表明:优势度越大的树木,其液流在日内的启动越早,结束越晚,到达峰值越早,峰值也越大;日均液流速率明显比优势度小的树木高;液流速率对太阳辐射和饱和水汽压差瞬时变化的响应敏感性比优势度小的树木高,而对土壤水分条件的响应敏感性则弱于后者,但整体上对环境条件的响应趋势一致,不同优势度树木间液流速率的相对差异比较稳定。相关分析表明:液流速率与优势度(或相对树高)、树高呈极显著正相关,与冠长、胸径显著正相关,而与冠幅、边材面积正相关但不显著。利用拟合的优势度与液流速率之间的线性关系(R²=0.95)计算了样地内所有树木的液流速率及其平均值,即林分平均液流速率,该值比常用方法计算结果低16%。建议今后在利用样树液流速率测定结果进行尺度扩展计算林分液流速率和蒸腾时,增加考虑优势度等主要树形因子的影响。     

六盘山叠叠沟华北落叶松人工林叶面积指数的时空变化特征

在具有半干旱气候的宁夏固原六盘山区叠叠沟小流域,于2009年整个生长季内(5-10月)监测了典型阴坡坡面上的华北落叶松人工林不同坡位的7个样地的林冠层、林下灌木层和草本层的叶面积指数(LAI)的数量变化和季节动态.结果表明:(1)华北落叶松不同样地的林冠层LAI随坡位升高的变化趋势基本上是逐渐减小,从坡下部的1.52～...     

马尾松天然次生林生物量的结构与分布

对位于重庆铁山坪的46年生马尾松天然次生林的生物量结构与分布特征及生产力的研究结果表明,林分的初级生产力为8.34 t/(hm2.a),生物量为146.08 t/hm2,其中各层次的生物量分配顺序为:乔木层(87.43%)>枯枝落叶层(5.65%)>下木层(5.46%)>草本层(1.46%)。乔木层的生物量为127.72 t/hm2,其中各器官生物量比例的顺序是:树干(72.82%)>树枝(11.19%)>树根(9.27%)>树皮(4.43%)>针叶(2.29%)。在林分的各器官生物量的垂直结构方面,10 m以下树干生物量占其总量的81.13%;树枝的生物量主要集中在12~16 m,占其总量的82.25%;针叶的生物量主要集中在12~18 m,其中1年生针叶占其总量的93.25%;根系生物量主要集中在距地表深40 cm的土层内,占其总量的76.45%。当前,该林分生产力低,群落结构不合理,应对该种类型的森林群落进行林相改造,调整乔木层产量结构,以提高群落的综合效应。     

多用途树种欧洲花楸及其引种

介绍了了多用途树种欧洲花楸的地理分布、树种特性、生态学特性、经济价值及其在城市森林建设中的应用前景。       

六盘山叠叠沟小流域土壤稳渗速率及其影响因子

采用小区漫流法研究叠叠沟小流域内4种典型植被下的土壤稳渗速率及其影响因子.结果表明:不同植被类型的土壤稳渗速率平均值表现为天然草地>虎榛子灌丛>沙棘灌丛>华北落叶松林地.坡向影响土壤稳渗速率表现为阴坡>半阴坡>阳坡,坡位对土壤稳渗速率的影响表现为中坡位>下坡位>上坡位,坡度对土壤稳渗速率的影响表现为中坡>陡坡>缓坡,当坡度小于25.时土壤稳渗速率随坡度增大而增大,当坡度大于25°时土壤稳渗速率随坡度增大而减小.因此,以坡度25°为分界点,找到了影响土壤稳渗速率的主导因子,并经多元逐步回归得到土壤稳渗速率与主要影响因素的分段函数.