森林与径流关系的模拟与分析

为了揭示森林与径流关系的空间变化及原因,用生物物理/动态植被模型SSiB4/TRIFFID与TOPMODEL的耦合模型SSiB4T/TRIFFID模拟了西南山区长江上游的梭磨河流域不同气温下植被演替及蒸发与径流的动态响应过程,分析了气温变化对森林–径流关系的影响及机理。控制试验模拟结果表明:1) 由于亚高山区气温低雨季冠层湿润分数高,在蒸散三个分量中植被蒸腾最小,森林蒸腾与草和灌木差异小,流域蒸散在植被从C3草到灌木演替阶段增加并达到最大值,在植被从灌木到森林演替阶段减小甚至低于裸土蒸发,因此增加了流域径流量。2) 温度较控制试验减小1.5℃,由于森林冠层蒸散减小幅度大于草和灌木使森林增加径流的作用增加。3) 气温较控制试验增加2.0℃,森林冠层截留蒸发较草和灌木明显增加,蒸腾也高于草和灌木,森林对径流的影响已不明显。当气温较控制试验增加5℃,森林蒸腾和冠层截留蒸发较草和灌木明显增加,森林覆盖流域总蒸发最大,森林减小了径流量。随着山区海拔高度下降,森林对径流的影响将发生从增加径流量到对径流量影响不大和减小径流量的变化。由于森林冠层温度和冠层阻力对气温变化比草和灌木敏感,导致对于相同的气温减小(增加)幅度森林冠层截留蒸发和蒸腾的减小(增加)幅度均大于草和灌木,通过这种机制气温变化造成森林与径流的关系发生变化。