伏牛山三种天然林的树干茎流季节差异及胸径影响

[目的]探讨伏牛山三种森林类型的树干茎流差异及与林木胸径的关系,分析相同量级降雨的树干茎流季节差异。[方法]在伏牛山宝天曼地区选择三种典型天然林(华山松针叶林、锐齿栎阔叶林、华山松-鹅耳枥针阔混交林)的标准木,实测并收集树干茎流量后分析比较。[结果]生长季内的高降雨量事件(58.2 mm)导致的树干茎流体积与林木胸径呈正相关,然而在低降雨量事件(10.8 mm)下二者呈负相关。在单次降雨量相同或相近条件下,冬季的树干茎流体积(17 770~35 590 mL)和茎流率(0.106)显著高于春、夏和秋季,而树干茎流体积在前三个季节之间并无显著差异,针阔混交林在秋季和冬季的茎流率更高,这主要归因于冬季落叶阔叶树的林冠叶片截持作用消失。相比针叶林和阔叶林,针阔混交林的林分密度更高且胸径更小,导致其林分树干茎流量最高。[结论]不同森林类型的树干茎流量因降雨量和林木胸径大小而异,林木胸径和叶片形态是决定树干茎流季节差异的重要因素。

毛乌素沙地沙柳灌丛降雨截留与树干茎流特征

通过对毛乌素沙地沙柳灌丛降雨截留量及树干茎流的实验观测,分析了降雨量和降雨强度对沙柳灌丛的降雨截留量、穿透雨量和树干茎流量的影响,并确定了截留量、穿透雨量和树干茎流量在降雨分配中的百分数。实验期间降雨总量为136.5 mm,沙柳灌丛的截留量、穿透雨量和树干茎流量分别为34.0、98.5和4.0 mm,占降雨量的百分比分别为24.9%、72.2%和2.9%。沙柳灌丛的降雨截留量、穿透雨量和树干茎流量与降雨量和10 min最大雨强之间均呈显著正相关,而截留量、穿透雨量占降雨量的百分比与降雨量之间呈显著的双曲线函数关系。

银杏树干茎流变化及其对抑制蒸腾措施的响应

利用GREENSPAN茎流测定系统监测银杏树干茎流动态变化。结果表明:树干不同高度、不同深度和不同方位的茎流速率存在差异。上位的茎流速率高于中位和下位,但通过上中下位截面的累积茎流通量差异不显著;在不同深度上的茎流速率存在差别,10mm位点的茎流速率最大,20mm位点最小;不同方位的茎流速率是树干南侧最大,西侧次之,北侧最小。使用HOBO气象站同步测定各种气象因子,分析树干茎流日变化、日际变化及其与气象因子的关系,逐步回归分析表明:太阳有效辐射、气温和风速是影响茎流的主要气象因子。通过干预处理研究不同的抑制蒸腾措施对树干茎流的影响,结果表明喷抗蒸腾剂、摘叶和遮荫处理能有效地降低蒸腾耗水,但摘叶和遮荫处理的效果较为明显。

原始红松林穿透雨和树干茎流养分特征研究

对小兴安岭原始红松林穿透雨和树干茎流中的K,Ca,Mg,Mn,Fe共5种养分元素进行了测定,结合水量分配比例,计算了各元素在森林中的净输入量。结果表明:⑴原始红松林穿透雨和树干茎流中,除Fe元素外,所有浓度值均有树干茎流>穿透雨>大气降雨;从各元素平均浓度来看,Ca元素最高,Fe元素最低,其排序为:Ca>K>Mg>Mn>Fe。⑵大气降雨年平均浓度中,K元素变动系数最大,为1.514,Ca元素最小,为0.827;原始红松林穿透雨、树干茎流年平均浓度中变动系数最大的元素分别为Mn,Mg(或Fe);变动系数最小的元素分别为Ca,Mn;各元素年平均浓度的变异系数均为大气降雨>穿透雨>树干茎流。⑶原始红松林各元素净输入量排序为:K>Ca>Mg>Mn>Fe,且Fe元素的净输入量为负值。

树干茎流研究方法及其述评

树干茎流研究是国内外森林水文学研究中的重要内容,对国内外树干茎流的研究方法及研究成果进行综述,并将树干茎流研究方法分为野外实测法和数学模型估测法,分别进行了系统分类和简要述评。树干茎流的野外实测法有观测标准株的选取与树干茎流水的收集两个关键技术环节。树干茎流的数学模型分为3种类型,即经验模型、概念模型、理论模型。经验模型反映的是树干茎流量(或茎流流率)与降雨量的定量关系,概念模型描述的是茎流量与降雨特征及林分特征因子的数量关系,理论模型刻画了树干茎流形成的机理和动态变化过程(树干茎流随降雨的时空变化规律),分别给出了各类模型主要的数学表达式,并分析了各类模型主要的优点和缺点。

中亚热带地区几个树种树干茎流的养分特征研究

对湖南株洲22～25年生的樟树、火炬松、槲栎、醉香含笑4个树种树干茎流及林外大气降水中N、P、SiO2、K、Ca、Mg、Cu、Zn、和Mn 9种养分元素含量进行了为期一年的测定。结果表明:不同月份大气降水养分元素含量不同,各元素各月平均含量按大小排序为Ca>NH4-N>SiO2>Zn>K>NO3-N>Mg>Fe>Mn>P>Cu;大气降水经过林冠层后,树干茎流中各养分元素含量变化基本一致,均表现季节动态变化,相对于大气降水,大多数元素含量增加;不同树种间树干茎流养分特征表现不同,按总含量值排序依次为火炬松、槲栎、樟树、醉香含笑;不同养分元素之间的相对含量也表现出较大的差别,NH4-N、Ca、K、SiO2含量最高,Mg、NO3-N、Zn、Mn含量居中,P、Fe、Cu含量最低。与大气降水相比,4个树种茎流共同表现为,Cu的含量变化较小,其它元素含量均有较大的变化,其中樟树茎流中Zn,SiO2,Fe,Cu;火炬松、槲栎茎流中Zn,Fe;醉香含笑茎流中Zn为负淋洗,4个树种对Zn的负淋洗表现的尤为显著。

辽东山区次生林生态系统不同林型树干茎流的理化性质

为明确森林对降雨水质的影响,于2011年6—8月,对辽东山区次生林生态系统5种主要林型:落叶松人工林(Larixolgensis)(Lo)、花曲柳林(Fraxinus rhynchophulla)(Fr)、杂木林(Mb)、红松人工林(Pinus koraiensis)(Pk)和蒙古栎林(Querusmongolica)(Om)中树干茎流和林外雨理化性质进行了监测。与林外雨相比,5种林型树干茎流均出现明显酸化(P<0.05),酸化程度为:Pk>Lo>Fr>Om>Mb;各林型树干茎流的电导率、总溶解固体含量、氯离子浓度、硝酸根离子浓度、铵根离子浓度浓度和总磷浓度显著升高(P<0.05),溶解氧浓度明显下降(P<0.05)。林型间相比,Lo与Pk的电导率和总溶解固体含量和Lo的氯离子浓度较高;Lo和Pk的硝酸根离子浓度和总磷浓度明显低于其它林型(P<0.05);Mb的硝酸根离子浓度和总磷浓度显著高于其它林型(P<0.05)。各林型树干茎流的硝酸根离子浓度和胸径与树高的乘积呈显著正相关。上述结果主要受降雨因素(降雨前干沉降时间长度等)、林分特征(叶面积指数、树皮特征)、树木枝叶表层积累物质的理化性质等影响。结论:各林型树干茎流水质均明显下降,其中Mb树干茎流对雨水化学性质影响较大;Pk和Lo树干茎流水体纯度下降最为显著。

东灵山地区大气降水特征及森林树干茎流

对东灵山地区大气降水特征及森林树干茎流进行了研究,结果表明:年降水量大部分集中在6～9月份,日降水以量级低于5.0mm的小雨较多;单次降水以雨强小于2.0mm的阵性降水为主。单株树木的干流量以辽东栎(30.3mm)最大,棘皮桦(2.9mm)最小;两个生长季各林分的干流深是:辽东栎林66.68mm,35.19mm;落叶松林43.76mm,23.12mm;混交林32.77mm,17.36mm;油松林22.15mm,11.75mm。各森林类型的干流量S与降水量P和前24h降水量P1呈显著正相关关系。

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.

天然次生林群落不同树种树干茎流研究

通过对东北东部山区天然次生林树干茎流特征的观测,研究了在不同降雨条件下群落内4种主要树种树干茎流的变化动态.结果发现:在降雨过程中,树干茎流量随径级的增加而增加.当降雨量高于临界降雨量时,树干茎流量随降雨量的增大而显著增加,并且径级越大,增加的幅度越明显.树干茎流量与降雨量的关系可用模型y=ax2+bx+c进行拟合.树木冠幅也显著地影响着树干茎流,二者存在正相关关系,拟合方程为y=ax+b,相关系数均在0.9以上.

间伐强度对华北落叶松林穿透雨和树干茎流的影响

量化间伐强度和林分特征对降雨分配的影响,可为基于水文基础的森林管理提供科学依据。利用传统水文学方法,在宁夏六盘山香水河小流域华北落叶松人工林设置4个间伐强度的处理与未经过间伐的对照林分,进行穿透雨、树干茎流对比。结果表明:研究期间总降雨量为507.2 mm,华北落叶松对照林分穿透雨量为56.6%,穿透雨量随着间伐强度增大而增大,分别占总降雨量的62.1%、60.9%、68.6%和74.5%;树干茎流量随着间伐强度增大而减小,分别占总降雨量的0.91%、0.73%、0.54%、0.37%和0.36%;与对照相比,截留量分别减少5.3%、4.0%、11.5%和17.3%。穿透雨量与叶面积指数、郁闭度、胸高断面积和林分密度都呈线性负相关,这些变量和总降雨量形成的指数方程(T=Rea X)可以很好地模拟穿透雨量(R2=0.95)。华北落叶松林为30年左右时,间伐强度为43.0%~53.4%(林分密度844~1 033株/hm2)是增加六盘山地区华北落叶松穿透雨量的最优范围,有利于实现林分结构稳定和区域用水安全等多重要求。

森林对鹫峰国家森林公园降水化学及树干茎流悬浮物的影响

通过对北京鹫峰国家森林公园两种不同林分 (油松栓皮栎混交林和栓皮栎纯林 )的降水化学特征的定位监测与分析 ,结果表明 :大气降水的pH值变化范围为 6 1 3～ 6 97,没有出现酸雨 ;电导率 (EC)平均为 0 1 8mS cm ,悬浮物含量平均为 4 4 0 2mg L .但降水通过林木树干后 ,其pH值、EC值及悬浮物含量均发生了显著变化 .树干茎流出现不同程度的酸化现象 :油松的酸化 >栓皮栎的酸化 .混交林中油松树干茎流的EC值平均为 1 0 0mS cm ,是林外降水的 5 88倍 ,纯林和混交林中栓皮栎的EC值差别不大 ,分别为 0 34、0 30mS cm ,分别是林外降水的 2 0 0倍和1 76倍 ;油松树干茎流的EC值随夏季降水量、降水次数的增加而降低 .混交林树干茎流的悬浮物平均含量为1 1 6 95mg L ,纯林的为 87 1 4mg L ,分别比林外降水的高出 72 93、4 3 1 2mg L .

灌丛树干茎流与根区优先流对灌丛沙堆“土壤沃岛效应”的影响研究

"土壤沃岛效应"的形成增强了植物对干旱贫瘠环境的适应能力和生态系统的稳定性,在植被重建方面具有重要的生态水文学意义。灌丛树干茎流和根区优先流的水分和养分富集作用对灌丛沙堆"土壤沃岛效应"的形成、发育和演化具有极其重要的作用。弄清灌丛沙堆演化过程中灌木对土壤水分变化的时空响应和其多样性的维持机制、植被对水分的生态适应对策,是进一步研究灌丛沙堆形成和演替机制的关键。本文综述了灌丛沙堆的形成机理,对灌丛沙堆演化过程中土壤水文过程与植被响应机理以及灌丛树干茎流与根区优先流对"土壤沃岛效应"的影响进行了阐述,并对灌丛树干茎流与根区优先流研究方法进行了评述。在未来研究中,应加强对灌木地下根系分布及水分和养分沿灌木根系形成的优先通道运移和再分配的研究,以便更好地评价干旱贫瘠环境中树干茎流对灌木群落稳定性和生态系统发育所起的作用。

沙棘树干茎流液中总氮总磷联合消解的测定方法

对于总氮和总磷的测定，国家标准HJ 636—2012和GB 11893—89规定总氮用碱性过硫酸钾消解，紫外分光光度法测定，总磷用中性过硫酸钾消解，分光光度法测定，两种方法分别取样、消解，分析效率低。本文对国家标准方法进行改进，建立了在一份样品中用过硫酸钾作为氧化剂一次消解，分光光度法联合测定树干茎流液中总氮、总磷含量的方法。样品中的含氮化合物在碱性过硫酸钾溶液中，在高温下氧化分解转化为硝酸盐氮（NO3--N），其吸光度与总氮浓度成正比；含磷化合物在酸性过硫酸钾溶液中，在高温下氧化分解转化成正磷酸盐（PO43--P），其吸光度与正磷酸盐浓度成正比。经实际样品验证，方法精密度（RSD，n=5）为总氮〈2%，总磷〈4%，加标回收率为98.0%~104.2%（总氮）和94.0%~107.0%（总磷）。本方法将国家标准方法中配制两条标准系列、两次高压消解改进为配制一条标准系列、一次消解，可以节省50%的样品使用量，且提高了分析效率。由于有机质含量较高时，在本法条件下样品不易消解清亮，影响总氮、总磷的测定，该方法适用于有机质含量较低的树干茎流样品分析。

江西千烟洲试验区大气降雨及人工林树干茎流特征

对中国科学院千烟洲试验区大气降水特征及人工林树干茎流进行了研究,结果表明:年降雨量大部分集中在3～9月份,其中以5月份最大,日降雨量低于5.0mm的小雨较多。以木荷林的干流量最大,为100.54mm,其次是蓝桉,为66.96mm,其它的顺序分别是:枫香41.21mm、喜树36.73mm、苦楝28.26mm,湿地松最小,为15.97mm。6种森林类型干流量的月际变化基本上都是随着降水量增加而增加,其中以木荷林较为明显。但是各森林类型的干流率则大致相同,有时降水量增大干流率反而减少,如2月份降水量仅8.3mm,6种森林类型的干流量分别只有0.57mm、0.39mm、0.03mm、0.16mm、0.12mm和0.41mm,干流率却分别达到6.87%、4.60%0.36%、1.93%、1.45%和4.94%;4月份的降水量达到了218.9mm,干流率却分别只有6.03%、2.61%1.05%、2.45%、1.87%和4.33%。

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。

广西亚热带主要林型的树干茎流

１９８０～１９９１年对广西亚热带主要林型的树干茎流进行定位观测，结果表明：广西亚热带主要林型的年树干茎流量为６．２～６６．７ｍｍ，分别占林外降雨量０．５～３．３％；不同林型的年树干茎流率显示阔叶林或针阔叶混交林（占１．７～３．３％）大于针叶林（占０．５～１．４％）。树干茎流的大小主要受树皮的吸水性能、树木胸径、树干枝角与冠型结构、降雨量及降雨强度的影响。杉木林树干茎流营养元素的年平均浓度为８．７０７～１４．８４８ｐｐｍ，是林外雨年平均浓度（２．４５３～３．７５３ｐｐｍ）的３．０～６．０倍；是林内穿透雨年平均浓度（５．８６１～１０．４５４ｐｐｍ）的１．４～２．０倍。说明树干茎流具有重要的水文生态功能。

官司河流域防护林区大气降雨和树干茎流特征研究

本文通过统计分析法对官司河流域2003年度的大气降雨与3种不同类型森林（马尾松林、桤柏混交林和麻栎林）的树干茎流特征进行了研究。结果表明：该年降雨总量为683．2mm，主要集中在4月～9月，6个月的总雨量为646．6mm，占全年降雨总量的94．6％。3种类型森林树干茎流量都和降雨量密切相关，树干茎流量只有在降雨量达到一定临界值时才会出现，此临界雨量阔叶林〈针叶林；而在相同降雨量情况下，树干茎流量和干流率则表现为阔叶林〉针叶林；树干茎流量会随着降雨量的增加而增加，建立两者的相关方程，可知其相关性皆以2次多项式为最佳。

尾巨桉树干茎流影响因子分析

为了准确认识桉树的生态水文功能,本文通过野外实测法,对尾巨桉不同径级下的树干茎流量进行连续观测,并配合降雨量及树体自身特征对茎流量的影响因子特征进行研究。结果发现:尾巨桉树干茎流量与降雨量呈显著的正相关线性模型,且产生茎流的降水临界值随着径级的增加而增大;尾巨桉树干茎流与胸径和冠幅呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.471和0.573,也与树高呈显著正相关(P<0.05),相关系数为0.36。

丹江口库区主要森林类型树干茎流研究

对丹江口库区马尾松林、柏木林和栎类阔叶林3种主要森林类型及单木树干茎流特征进行了研究,结果表明:3种森林类型树干茎流率为0.58%～7.69%,树干茎流量与降水量成线性相关,回归方程达到极显著水平;不同树种间的树干茎流量差异显著,影响树干茎流量的主要因子是冠型结构、胸径、树皮特征和分枝角度。