从同步数据分析乔木树干液流与气象因子的关系

[目的]树干液流是研究植物蒸腾耗水的重要生理指标,树种和气象因子均是其关键影响因素。本文旨在消除树种因素限制,探讨树干液流与气象因子之间的关系。[方法]以哈尼梯田水源区3种林分中10种乔木树种为研究对象,采用Granier热扩散探针技术测定其树干液流速率,将其同步数据与气象因子进行关联分析。[结果]从次生落叶阔叶林和原生常绿阔叶林的7779条乔木树干液流速率数据中发现7条异常数据,且这些异常数据在各个树种中都表现出同步一致性;进一步关联分析表明,太阳辐射的突然增加是产生乔木树干液流数据同步上升的主要原因,而降雨则是产生树干液流数据同步下降的主要原因,两者的变化可导致其他气象因子发生变化,从而影响树干液流速率;树干液流与气象因子存在一定的时滞效应,在发生同步异常数据的气候条件下,树干液流滞后太阳辐射0~30 min,提前于饱和水汽压差、气温和湿度0~60 min,滞后或提前时间远小于正常气候条件下各树种的时滞时间。[结论]乔木树干液流受到太阳辐射和降雨等气象因子的综合调节,其中太阳辐射的影响最为显著。研究结果可为从生理生态角度探究乔木的蒸腾作用与气象因子的关系提供科学依据。

不同降雨类型下植被剔除对灌木林降雨再分配特征的影响

[目的]为探究不同季节及降雨类型下,林分冠层结构发生改变对降雨分配特征的影响。[方法]以喀斯特区典型灌木林为研究对象,选取3个10 m×10 m的样地,分别进行30%(TC_(30))和10%(TC_(10))的植被剔除,并以不剔除(TC_(0))作为对照,分别于旱雨季对剔除处理后各样地的穿透雨、树干径流等进行监测。[结果]旱雨季不同降雨类型下,各样地穿透雨率为72.3%~96.6%,不同剔除比例下样地间穿透雨率总体上无明显差异。无论在旱季或雨季,树干径流率在各降雨类型下均表现为TC_(0)(5.6%~13.9%)>TC_(10)(4.8%~8.1%)>TC_(30)(2.1%~6.1%),其中旱季中雨、雨季大雨和雨季暴雨下差异显著(p<0.05)。相较TC_(0)和TC_(10),TC_(30)样地的降雨输入量(穿透雨+树干径流)在旱季或雨季均为最高(分别为98.9%和94.8%)。[结论]综上可知,剔除植被对穿透雨率影响不明显,但可显著降低树干径流率,且适当疏林可提高降雨输入量,增加土壤和植被可用水量,提高降雨-土壤水转化效率,研究结果可为喀斯特区提高降水资源利用效率提供参考。

南亚热带3个潜在绿化树种水分利用种间差异及环境响应

【目的】结合气象条件与树木生理特性,深入探究南亚热带针阔叶林群落中木荷、锥和马尾松3个绿化树种在水分利用方面的种间差异,并了解它们在复杂环境变化下的适应机制,以促进树木资源在园林绿化应用中的优化配置,推动生态环境的可持续发展。【方法】利用Granier热消散探针法对3个绿化树种木荷、锥和马尾松的树干液流变化进行监测,结合温度、湿度、光合有效辐射、水汽压亏缺、土壤含水量等环境因子进行分析。【结果】干、湿季中,木荷、马尾松和锥的液流密度均表现出“昼高夜低”单峰曲线。干季时,3个树种的日平均液流密度存在差异,其中锥的日均液流密度最高,为11.84±1.13 g·m^(-2)·s^(-1),木荷和马尾松的日均液流密度相对较低,分别为7.81±0.74和8.71±1.64 g·m^(-2)·s^(-1);湿季时,液流密度整体有所上升,但树种间的差异仍显著,木荷和锥保持较高的液流密度,木荷和锥日均液流密度分别为9.41±4.74和12.05±5.18 g·m^(-2)·s^(-1),马尾松的日均液流密度为6.59±3.24 g·m^(-2)·s^(-1)。光合有效辐射和水汽压亏缺是驱动树干液流的关键因素。随着光合有效辐射和水汽压亏缺的上升,3个树种的液流密度均呈上升趋势。当光合有效辐射和水汽压亏缺达到一定阈值后,液流密度的增长速度会明显减缓。土壤含水量对树种液流密度的影响相对较小。【结论】3个绿化树种中,马尾松的液流密度相对较低,木荷和锥的液流密度相对较高。在极端天气发生时,马尾松相较于阔叶树种更能适应干旱。在未来的城市绿化中应充分考虑不同树种的水分利用特性,合理搭配,以实现节水与绿化的目标。

基于Gash修正模型与神经网络优化模型的刺槐冠层截留模拟

[目的]对比分析Gash修正模型和神经网络模型在模拟和预测人工林冠层截留的适用性,揭示干旱区刺槐冠层截留及其响应过程,为深入了解森林生态水文过程及其调控机制提供科学依据。[方法]于2019年5—10月,以宁夏河东地区刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林为研究对象,定位观测了树干茎流和穿透雨并计算得到冠层截留,采用修正后的Gash模型与神经网络模型对刺槐林林冠截留量进行了模拟。[结果](1)研究区刺槐人工林的穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量分别为154.19,5.61,16.5 mm,产生穿透雨和树干茎流的阈值分别为1.37,2.17 mm。(2)Gash修正模型和优化后的神经网络模型均能较好地模拟刺槐冠层截留量,Gash修正模型的绝对误差、均方误差、均方根误差、平均绝对百分比误差分别为0.20%,0.06%,0.24%,52.43%,模拟结果拟合精度达到83%;与Gash修正模型相比,采用麻雀搜索算法优化后的BP神经网络算法模型(SSA-BP),均方误差降低了61.48%,平均绝对误差降低了40.39%,均方根误差降低了37.93%,平均绝对百分比误差降低了50.52%,决定系数提高了1.2%。[结论]在林木冠层截留模拟研究方面,加入麻雀搜索算法后的BP神经网络模型具有较好的可靠性,可以有效降低模拟误差,提高模型的预测精度。

粤北南岭典型林分旱雨季冠层降水化学变化

全球气候变化背景下,降水时空分布不均导致季节性干旱形势愈发严峻。为探讨旱雨季时期亚热带典型林分冠层对降水化学的分配和淋溶特征,以南岭针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,对大气降水、穿透水和树干茎流pH、TN、TP、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、Cu、Cd、Pb和Cr^(6+)质量浓度进行测定及分析。结果表明:1)旱季大气降水呈酸性,经常绿阔叶林冠层后pH值为6.82,降水酸性得到缓冲。2)大气降水化学输入主要以氮磷养分为主,重金属输入量仅占1.19%~1.44%;雨季大气降水化学输入总量高于旱季,雨季为4198.4 g/hm^(2),旱季为3251.5 g/hm^(2)。3)旱季常绿阔叶林冠层中和作用优于其他2种林分,旱季3种林分穿透水和树干茎流中化学物质浓度多高于雨季,旱季3种林分冠层对降水化学成分表现为淋溶作用,雨季仅有针阔混交林(含竹)冠层对降水化学淋溶作用明显。4)Cu在冠层降水中的淋溶程度极高,净淋溶沉积比介于1.22~16.4之间,可能是致使水体污染的重要指标。

植物截留动态全过程模型研究

近年来极端天气导致洪涝灾害频繁发生,为提高自然生态系统的稳定性,我国制定大面积造林种草的国土绿化规划,利用植物拦截降雨、延迟汇流、削弱洪峰,抑制洪涝灾害。目前存在的植物截留动态过程模型大都基于数据拟合,关注植物截留内在机理的模型较少,且大都没有完整探究植物截留全过程。为阐述树冠特征及降雨特征对植物截留过程的影响,准确刻划植物截留动态全过程,基于水量平衡原理建立模型,模型分为:树冠截留阶段、树干截留阶段、树冠及树干饱和阶段、雨后干燥阶段,完整描述植物累计截留量的动态变化过程,并通过叠加全过程模型曲线的方式解决持续性降雨的植物截留问题。经验证,植物截留动态全过程模型的平均绝对误差处于0.0435~0.0714之间,均方根误差处于0.0753~0.0910之间,对植物截留过程的模拟效果整体较好,具体体现为:①模型与实验的累计截留量变化过程曲线在降雨阶段、饱和阶段及雨后水滴滴落阶段的变化趋势基本一致;②模型与实验的饱和截留量及达到饱和的时间相近,且模型整体呈现降雨强度越大,拟合效果越精确的特点。模型可以较好呈现不同降雨特征及植物特性下的累计截留量变化过程,可以用于植物截留量预测。

不同天气条件下山杏树干液流速率对环境因子变化的响应

以宁夏黄土丘陵区山杏为研究对象,于2019年生长季监测树干液流速率,同步观测环境因子包括气象因子、土壤水分及土壤温度等指标,分析不同天气条件下树干液流速率与气象、土壤因子之间的关系,并量化了环境因子对树干液流变化的贡献量。结果表明:在晴天,太阳辐射对树干液流变化的贡献量最大,占比为80.8%,饱和水汽压差和风速的贡献量较小,分别占2.7%和1.4%;在多云天气,太阳辐射、气温、土壤温度对树干液流变化的贡献量占比分别为44.9%、9.3%和13.7%;在雨天,太阳辐射对树干液流变化的贡献量占比为60.4%,饱和水汽压差的贡献量为4.7%。随着天气条件从晴天、多云、到雨天的转变,环境因子对树干液流变化的总贡献量依次降低,液流速率与大气相对湿度、饱和水汽压差的相关性逐步增大,与气温、土壤水分、土壤温度的相关性逐渐减小。在3类不同天气条件下,太阳辐射均是树干液流变化的主控气象因子,饱和水汽压差、气温、土壤温度、风速等居次。研究结果可为变化环境下细致刻画植被蒸腾对外界环境因子的响应特征及理解相关驱动机制提供参考。

活立木茎干水分状况实时检测传感器研究

活立木茎干水分状况是植物生命状态的有效体现,其中茎干含水率(Stem water content,StWC)和液流密度(Sap flux density,SFD)是研究植物体内水分变化规律的重要参数。准确检测活立木茎干同一空间位置的含水率和液流密度可以更有效地分析2个参数的关系、评估植物生长状况。将基于驻波率(Standing wave ratio,SWR)原理的茎干水分检测方法和基于热比率法(Heat ratio method,HRM)原理的茎干液流检测方法结合,设计了活立木茎干含水率和液流复合参数检测传感器,复合传感器的含水率检测单元和液流检测单元复用一套三针式探针,可对活立木茎干同一位置的含水率和液流实时精准检测。含水率检测单元输出电压与介电常数(6~53.3范围内,对应茎干含水率为0~85%)具有良好的线性关系(决定系数R^(2)=0.9701),静态稳定性良好(长时间测试最大波动为0.6%全量程)。以杨树为研究对象,含水率检测单元与BD-IV型植物茎体水分传感器的对比实验结果一致(决定系数R^(2)=0.9800)。液流检测单元与ST1221型热扩散式液流计对比,二者检测的杨树液流密度具有显著的线性关系(决定系数R^(2)=0.8991),热扩散式液流计不能准确判断零液流条件而低估了液流密度,ST1221型液流计检测的平均值比本系统液流检测单元低1.1 cm/h,液流检测单元使用的热比率法可以准确检测低速液流。复合传感器对杨树茎干含水率和液流的长时间监测结果与前人研究一致且符合植物生理规律。茎干含水率和液流存在极显著的负相关性(Pearson相关系数为-0.7951)。

降雨对河岸生态系统杨树树干液流及其环境控制的影响

降雨能够改变土壤水分状况进而促进林木蒸腾,然而场降雨量及其持续时间对林木树干液流及其环境控制机制的影响尚不明确。为此,在华北半干旱半湿润区的北京市顺义区共青林场,选取位于河岸生态系统不受土壤水分胁迫的欧美杨(Populus×euramericana)人工林为研究对象,在2019年和2021年生长季,使用TDP热扩散法测量树干液流,同步监测气象及土壤含水量等环境因子。根据对该区长期(2016—2017年、2019年和2021年)降雨数据统计分析结果,将2次降雨脉冲间隔超22.5 h的事件划分2场独立的降雨事件。按照降雨事件雨量及历时,将其中位数±1.5倍标准误的事件定义为常见事件,而将累积概率大于90%的事件定义为极端事件。结果表明:(1)太阳辐射是唯一显著控制该杨树人工林生长季树干液流的环境因子(偏相关系数r_(p)=0.539),饱和水汽压差、风速和土壤含水量均与树干液流不相关(p>0.533),降雨事件发生前后这一环境控制特征没有发生变化;(2)雨后树干液流随着场降雨量的增加而降低(R 2=0.78,p=0.004),但与降雨事件历时无显著相关关系;(3)树干液流在常见降雨事件和极端事件后,在半小时尺度上随时间变化无显著差异(p≥0.264),但4类降雨事件后主导的环境控制因子却不完全相同,太阳辐射和饱和水汽压差总能显著促进半小时尺度的树干液流(r_(p)≥0.374),而土壤含水量仅在常见和极端的强降雨历时事件后,显著促进雨后半小时尺度液流(r_(p)≥0.215)。风速显著抑制常见场降雨量事件后半小时尺度的树干液流(r_(p)=-0.258),却能显著促进常见和极端场降雨历时事件后半小时尺度的树干液流(r_(p)≥0.183)。研究成果为进一步深入揭示降雨特征对树干液流及其生物物理控制机制的影响,以及改进气候变化下生态水文过程的模拟与评估提供参考。

不同降雨强度下庐山日本柳杉林冠层穿透雨延滞效应

为了探究不同降雨特征下穿透雨过程,依托庐山森林生态系统国家定位观测站,通过观测2017年雨季(4—9月)日本柳杉林内外实时降雨过程定点观测数据,并选取部分典型场次降雨(中雨、大雨和暴雨),分析不同降雨强度下柳杉林冠层时滞效应。结果表明:在2017年雨季,庐山地区降雨呈现出小降雨量(≤5 mm)、短降雨历时(≤2 h)和低降雨强度(≤2 mm/h)的特征。从林外降雨开始至林内出现降雨的起始延滞期内,起始延滞时间(y)随着林外降雨强度(x)的增大而迅速减小,两者之间呈现幂函数关系(y=0.656x^(-0.822),R^(2)=0.8234)。起始延滞时间与林外降雨量之间关系不明显。冠层滞留效应为正滞留效应时,平均降雨强度相对于冠层滞留效应为负滞留效应时更小,且在降雨初期以及降雨末期(≤2 h以及>8 h)时,滞留效应多发生正滞留效应;而在降雨达到峰值时(即降雨中期)滞留效应才会明显出现负滞留效应。在降雨过程中,林冠层对降雨的有效延滞作用主要发生在降雨起始和结束2个阶段,而在中间期冠层拦蓄作用几乎消失,出现林内降雨强度要大于林外降雨强度的情况。在进行水土流失、山洪、泥石流和滑坡等地质灾害预报时,应重点关注降雨中间期。

香榧树干液流对主导环境因子响应的时滞

【目的】探究香榧(Torreya grandis var.merrillii Hu)树干液流与主导环境因子在不同季节的时滞效应及使用白昼数据与全天数据进行时滞效应分析的差异性,阐明树体水分状态变化对环境因素的响应特性。【方法】以生长于皖南地区的17年生香榧为研究对象,采用热扩散法测定树干液流密度,使用生态定位观测法获取观测期内的气温、空气相对湿度、光合有效辐射(PAR)数据,并依据气温、空气相对湿度计算饱和水汽压差(VPD)。基于2年的观测数据,利用方差分析及显著性检验、相关分析及错位对比法,分析香榧树干液流密度和主导环境因子VPD、PAR的季节变化特征,以及在1 d和0.5 h观测时间窗口下树干液流密度对VPD、PAR响应的时滞特性。【结果】VPD和PAR的季节变化均呈单峰变化趋势。春季和夏季的树干液流密度与秋季和冬季相比具有更好的集中趋势,且其树干液流密度均值与秋季和冬季间均存在显著差异(P≤0.05)。1 d时间窗口下的树干液流密度对VPD、PAR的响应不存在时滞效应。在0.5 h时间窗口下,使用全天数据进行时滞效应分析时,树干液流密度在春季、冬季对VPD响应的时滞分别为15 h(相关系数(r)=-0.142)和14 h(r=0.144),对PAR响应的时滞分别为12.5 h(r=-0.097)和12 h(r=0.124);使用白昼数据进行时滞效应分析时,树干液流密度在春季、秋季、冬季对VPD响应的时滞分别为-7 h(r=-0.177)、-5 h(r=-0.272)和-14.5 h(r=0.206),在春季、冬季对PAR响应的时滞分别为14 h(r=-0.141)和-14.5 h(r=0.179);其他情况下树干液流密度对VPD、PAR的响应不存在时滞。【结论】树干液流密度对主导环境因子VPD、PAR的响应存在-14.5~15 h的提前或滞后;仅使用白昼数据进行树干液流密度与主导环境因子的时滞效应分析,可以获得更好的响应性;进行树干液流与主导环境因子的时滞效应研究,应考虑季节因素对研究结果的影响。

植物茎干水分系统混沌动力学特性分析

植物水分系统由于与周围环境的非线性相互作用,通常表现出复杂的时空格局。为了探究植物水分系统中的混沌特性,该研究以相空间重构、相关维数(correlation dimension,CD)、最大李雅普诺夫指数(largest Lyapunov exponent,LLE)为基础,研究了植物茎干水分时间序列中可能存在的混沌行为,研究树种包括海棠、花楸、黄丁香、铅笔柏和杨树。结果表明,植物水分系统存在混沌现象,且植物水分动态特性由控制变量数量有限的确定性系统决定。不同种类植物的茎干水分混沌参数普遍存在差异,同种植物生长状态相近时茎干水分的混沌参数相近,当生长状态出现差异时混沌参数随之发生变化。对不同生长状态的植物茎干水分混沌参数分析发现,杨树在干旱胁迫下LLE不高于0.006,而对照组平均值为0.010,木质部破坏胁迫后LLE不高于0.007,而对照组平均值为0.019,表明混沌参数可有效表征植物茎干水分数据变化趋势,并与植物生长状态存在联系,可以尝试利用这一规律对植物生长状态进行预测与回溯。该研究尝试从混沌理论的角度分析植物水分系统的复杂性,可为理解植物水分动力学的混沌行为提供新的途径。

太行山典型油松林降雨再分配规律

森林降雨再分配过程是水循环的一个重要环节,对区域产水及水资源的形成过程有重要意义。本研究于2022年7—11月对太行山典型油松林降雨再分配要素进行观测,阐明油松林降雨再分配的基本规律,利用修正的Gash模型和Liu模型对林冠截留量进行模拟。结果表明:研究期间林外降雨量为450.8mm,油松林林冠截留量、穿透雨量、树干径流量分别为105.5 mm、338.2 mm、7.1mm,分别占总降雨量的23.4%、75.0%、1.6%。基于修正的Gash模型计算得到林冠截留量、穿透雨量、树干径流量分别为105.3 mm、340.7 mm、4.6mm,实测值与模拟值的相对误差分别为0.2%、0.8%、34.7%;修正的Liu模型计算得到林冠截留量为96.0mm,实测值与模拟值的相对误差为9.0%;修正的Gash模型相比于Liu模型模拟结果相对误差更低,模拟效果更好。修正的Gash模型参数敏感性排序:林冠平均蒸发速率>平均降雨强度>林冠持水能力>冠层盖度>树干持水能力>树干径流系数。综上,太行山典型油松林可截留23.4%的降雨,这对评估区域水资源量具有重要意义,且修正的Gash模型在太行山油松林有很好的适用性,可用于预测油松林林冠截留量变化。

城市蒙古栎人工林对降雨中金属元素迁移的影响

在位于哈尔滨市区的东北林业大学城市林业示范基地蒙古栎(Quercus mongolica)人工林中心区域设置10 m×10 m观测样地,于2015年5—10月份的树木生长季期间,在距离样地150 m处布设翻斗式雨量计(HOBO RG3-M)和3个自制雨量筒测定大气降雨量(作为对照)、在样地内十字交叉布设13个自制雨量筒测定样地穿透雨量、选取5株蒙古栎作为标准观测样木测定样地树干茎流量;将采集的大气降雨、穿透雨、树干茎流样品,使用0.45μm微孔滤膜过滤,经硝酸酸化处理后,应用火焰原子吸收分光光度计(Thermo Scientific ICE-3500,美国)测定样品中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn金属元素质量浓度;分析城市蒙古栎人工林伴随降雨分配过程中的金属元素变化特征和输入规律。结果表明:①大气降雨、林内穿透雨、树干茎流中,8种金属元素质量浓度各不相同,但均为树干茎流金属元素质量浓度大于穿透雨金属元素质量浓度;除K、Na元素外,其他6种金属元素的质量浓度,在降雨分配中由大到小依次为树干茎流、穿透雨、大气降雨,即降雨穿过冠层后,金属元素质量浓度增加。②生长季内8种金属元素的净输入量(林内穿透雨+树干茎流-大气降雨)不同,其中K、Ca、Cu净输入量,分别为-1.382、-1.200、-0.031 kg·hm^(-2);Na、Mg、Fe、Mn、Zn净输入量,分别为0.382、1.631、0.254、0.138、0.011 kg·hm^(-2)。③蒙古栎人工林对8种金属元素总体呈现出截留作用(净输入量为-0.197 kg·hm^(-2)),且受K、Ca、Mg净输入量的影响较大。

寒温带多年冻土区白桦树干液流及对降雨的响应

【目的】为研究寒温带白桦树干液流对降水的响应,对不同降雨等级下的树干液流特征进行分析探究,为大兴安岭地区白桦用水策略以及管理提供依据和参考。【方法】2021年5—9月运用热扩散式探针法对寒温带白桦树干液流进行监测并同步观测气象因子和降水量。【结果】白桦树干液流在无雨天气下呈单峰形平滑曲线,峰值较高,优势木的峰值高达17.30 g·cm^(-2)·h^(-1),为中等木和被压木的1.18和2.48倍,而降雨天气下液流呈单峰或双峰形波动曲线,变化幅度相对比较平缓。相较于无雨日,3个降雨等级下的优势木日均液流均出现显著下降(P<0.05),在小雨、中雨以及大雨等级下,优势木日均液流量减少了43.02%、71.36%和56.27%,中等木液流分别减少了38.04%、48.79%和41.97%,被压木减少值依次为39.74%、59.42%和58.54%。此外,降雨前后的液流总体表现为叶盛期>展叶期>落叶期,在展叶期,降雨后的液流明显高于降雨前(P<0.05),优势木、中等木和被压木雨后液流在叶盛期变化不显著(P>0.05),落叶期优势木和中等木的雨后液流呈下降趋势(P<0.05)。相关性分析和逐步回归分析结果表明,在无雨日和降雨日,白桦树干液流均与空气温度、太阳有效辐射以及蒸气压亏缺呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。小雨等级下,白桦液流变化主要取决于空气温度和蒸气压亏缺;中雨等级下,白桦液流变化主要受空气温度、相对湿度以及蒸气压亏缺的影响;大雨等级下,液流变化主要由太阳有效辐射和空气温度所驱动。【结论】降雨明显改变了不同分化等级白桦液流变化趋势及其对气象因子的响应,影响程度因降雨等级而异。

冀北坝上地区榆树和樟子松人工林降雨再分配特征研究

为明确冀北坝上地区主要人工林降雨再分配特征,在河北省承德市丰宁满族自治县大滩镇以林分结构相似的榆树(Ulmus pumila)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林为研究对象,测定每场降雨2种人工林林冠截留各水文分量,分析其降雨再分配特征及影响因素。结果表明:(1)榆树和樟子松人工林的林冠截留量与林外降雨量分别呈指数关系和对数关系。(2)郁闭度较小的情况下,2种人工林的林内降雨量与林外降雨量都呈线性关系。(3)榆树和樟子松人工林分别在林外降雨量为0.25 mm和4.58 mm时开始产生树干茎流,且与林外降雨量均呈线性关系;榆树树皮对树干茎流的阻拦和吸收作用大于樟子松。(4)2种人工林的林内降雨量均显著大于林冠截留量和树干茎流量;在降雨量较小时,林冠截留量显著大于树干茎流量,随着雨量级的增加,树干茎流量会超过林冠截留量。(5)风增大了榆树人工林的林内降雨量并减小了林冠截留量和树干茎流量,对樟子松人工林林冠截留各水文分量影响不大。综上所述,不同人工林对降雨再分配作用会受到降雨量、树干、林冠等特征和风的影响,樟子松人工林的林冠截留作用更为稳定。

西双版纳地区热带季节雨林与橡胶林林冠水文效应比较研究

季节雨林和橡胶林是西双版纳热带森林系统中可以代表原始林和大面积种植的人工林两种林型 ,采用水量平衡法 ,利用对以上两种林分林冠水文各分量 1 996～ 2 0 0 1年的观测结果 ,初步分析其林冠水文效应 ,结果表明 :一年内 ,季节雨林林冠截留量 660 .6mm,树干径流量 80 .7mm,穿透降雨量 ,85 3.2 mm,分别占同期降雨总量的 41 .43%、5 .2 4 %、5 3.74% ;橡胶林林冠截留量 393.5 mm,树干径流量 1 0 4 .1 mm,穿透降雨量 1 0 96.8mm,分别占同期降雨总量的 2 4 .68%、6.68%、67.85 % ;两种林分森林水文各分量干、雨季差异显著 ;在研究中还发现 ,季节雨林中树干径流量随径级的增大而减小 ,干季出现密林 (季节雨林 )的穿透降雨量大于疏林 (橡胶林 )的反常现象 ;与我国其他地区相比 ,季节雨林和橡胶林有较大的林冠截留率及干流率。

贡嘎山暗针叶林生态系统林冠截留特征研究

林冠截留能力是反映森林与水关系的一个重要指标 .该研究充分考虑林冠结构特征与降雨特性 ,采用机械布样与林分叶面积指数相结合方法 ,观测了贡嘎山不同演替阶段的暗针叶林群落林内降雨 .结果表明 ,林内降雨量与林外降雨量线性相关 ,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数 ,而截距可以用来估计林冠蓄水容量 ;林冠截留量与林外降雨量呈幂函数关系 .在原有预测季节或生长季林冠截留模型基础上 ,引入单场降雨平均强度 ,用叶面积指数修正林冠透水系数 ,建立新的林冠截留概念模型 。

长江上游森林植被水文功能研究

长江上游森林林冠截留量与林分郁闭度呈正相关， 当亚高山冷杉林的林分郁闭度为0．7时(5～7月)， 平均截留率为24％， 当郁闭度在0．3时(5～7月)， 平均截留率降为9．5％；从枯落物持水量来看， 箭竹冷杉林最大(6．0mm)， 藓类冷杉林最小(2．8mm)， 主要因为前者有较多的落叶伴生树种和灌木。岷江冷杉原始林的土壤最大持水量、枯落物最大持水量、苔藓层最大持水量比皆伐后形成的其他森林类型要大2．3～17．2倍， 从而具有更好的水源涵养功能。植被对径流的影响初步结论是， 森林大流域的年径流量常常大于少林或无林流域的径流量；不同采伐强度径流量比较是皆伐迹地＞择伐迹地＞原始森林。与全国其他森林类型的蒸发散研究比较显示， 长江上游森林的相对蒸散率较低， 为30％～40％， 这主要是由于海拔较高， 降水量大所致。

岷江上游亚高山川滇高山栎林的降雨再分配

基于2007年6—9月岷江上游地区的气象数据,采用定位研究方法对该区川滇高山栎林的降雨再分配进行了研究.结果表明:研究期间,林外总降雨量486.7mm,林内穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别占总降雨量的82.6%、0.9%和16.5%;穿透雨量和树干茎流量与降雨量均呈极显著的线性关系(P<0.01,n=49),穿透雨率和树干茎流率与降雨量的关系可用非线性曲线表示;当林外降雨量>3.2mm时开始出现树干茎流,且树干茎流量(L)与树干基面积(cm2)呈明显的指数关系(R2=0.623).林冠截留率随降雨量(mm)的增加呈双曲线递减;林冠截留率与降雨量、降雨持续时间、降雨强度、降雨时空气相对湿度均呈极显著负相关(P<0.01,n=49),而与风速呈极显著正相关(P<0.01,n=49).