太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.     

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(Larix olgensis)(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(Querus mongolica)(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.     

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486.7 mm,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>3.2 mm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).     

黑河天涝池流域典型林分生态水文化学特征

采集了黑河天涝池流域典型林分林外雨、穿透雨、树干径流和枯透水,并检测水体pH值和12种离子(K~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)、NH_4~+、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~3)的质量浓度。结果表明:天涝池流域大气降水pH均值为7.74,呈碱性,降水中离子绝对质量浓度较低,最高的是NO_3~-,质量浓度为1.1111 mg/L,最低的为Na~+,质量浓度为0.0108 mg/L;两种林分冠层有降低降雨pH值的作用,青海云杉林冠层对NH_4~+有升高作用,祁连圆柏林冠层对NH_4~+有降低作用,两种林冠层对NO_3~-和Cu~(2+)质量浓度有降低作用,对其它离子质量浓度均表现为升高作用;两种林分树干径流有提高穿透雨pH值的作用,与穿透雨相比,两种林分树干径流中阴离子均有升高,圆柏树干径流中所有阳离子质量浓度均有下降,云杉树干径流中Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)和Na~+减少,NH_4~+和Cu~(2+)增加;典型林分枯透水有提升穿透雨pH值的作用,与穿透雨相比,两种林分枯透水中阴离子质量浓度均有升高,云杉枯透水各阳离子均有降低,圆柏枯透水中Ca~(2+)、K~+和Mg~(2+)质量浓度升高,NH_4~+、Na~+和Cu~(2+)质量浓度下降;在采集的所有样本中,Pb~(2+)和Cd~(2+)均未检出,而Zn~(2+)仅在云杉树干径流中检出。     

秦岭天然次生油松林冠层降雨再分配特征及延滞效应

为了研究秦岭典型地带性植物油松林冠层降雨再分配特征及延滞效应,选择陕西宁陕县秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站55龄天然次生油松林,从2006-2008年(5-10月份)对林外降水、穿透降雨和树干茎流进行定位观测。利用其中100次实测数据进行分析研究,结果表明:总降雨量为1576.4 mm,穿透降雨量为982.9 mm,树干茎流量为69.5 mm,冠层截留量为524. 0mm,分别占总降雨量的62.4%、4.4%和33.2%。降雨分配与降雨量级密切相关,降雨量级增大,穿透降雨率和茎流率呈增大趋势,截留率呈降低趋势,变化幅度分别为46.6%-68.9%、0.8%-9.2%、53.4%-22.0%。穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量与林外降雨量之间的关系分别为:TF=0.6548P-0.4937,R²＝0.9596;SF=-0.2796+0.0452P+0.0005P²,R²＝0.8179;I=0.5958P^0.8175,R²＝0.8064。降雨事件发生后,穿透降雨和树干茎流出现的时间与降雨发生的时间并不同步,均表现出一定的延滞性,随着降雨量级增大,滞后时间表现出逐渐缩短的趋势((78.5±8.8)-(16.0±0.0) min,(111.0±33.0)-(41.2±0.0) min)。降雨终止时,特别是当降雨量>10.0 mm,穿透降雨终止时间也存在一定的延滞性((3.2±2.6)-(12.0±0.0) min)。但树干茎流终止时间先于降雨终止时间,降雨量级越小,树干茎流终止时间愈早((-58.3±21.5)-(-9.8±0.0) min)。     

祁连山青海云杉林冠生态水文效应及其影响因素

以位于祁连山中段大野口关滩森林站的青海云杉林为研究对象,利用2008年观测期间(6月12日至10月8日)34场降雨的大气降雨量、穿透雨量和树干茎流量观测资料,对青海云杉林的降雨再分配特征及其影响因素进行综合分析。结果表明:青海云杉林的总穿透雨量、截留量和干流量分别为212.6、64.5 mm和3.4 mm,分别占大气降雨量的75.8%、23.0%和1.2%;穿透雨在林内具有较大的空间变异性,其变异程度随降雨量的增大而减小,叶面积指数和冠层郁闭度在一定程度上也影响穿透雨的空间分布,且降雨量越小其影响效果越明显;青海云杉林的总干流量为3.4 mm,平均干流率为0.58%,雨前林冠的湿润程度对树干流的产生有很大影响,导致当降雨量为5.6 mm时就开始产生树干茎流;青海云杉林冠截留率的大小主要取决于降雨量,且随着降雨量的增大先减小并逐渐趋于稳定,林冠截留量总体上随冠层郁闭度和叶面积指数的增大而增大,但当观测点位于树冠边缘或多个树冠重叠处时出现负截留现象。所以,就特定林分而言,冠层结构特征对于其林冠生态水文效应起着重要的作用。     

川西亚高山白桦林穿透雨和茎流特征观测研究

观测了川西亚高山白桦次生林一个生长季节内的穿透雨和茎流的特征。结果表明 ,幂函数方程能较好地拟合林冠截留量、茎流量与总降雨量之间的关系 ,而线性方程能较好地拟合穿透雨量和总降雨量之间的关系 ;平均林冠截留量占总降雨量的 1 8 9% ,穿透雨量占总降雨量的 80 9% ,茎流量占总降雨量的 0 3%。     

古尔班通古特沙漠梭梭与白梭梭利用降雨的差异

采用模拟降雨的方法,对梭梭和白梭梭的降雨再分配过程进行了研究,并对梭梭与白梭梭0～100cm的浅层根系分布进行了调查。回归分析发现,梭梭与白梭梭茎流率、穿透率、截留率与降雨量之间呈显著对数关系。在相同的降雨强度下,梭梭与白梭梭之间降雨分配无显著差异,但在不同降雨强度下梭梭和白梭梭各自的降雨再分配存在显著差异。20mm·h-1的降雨强度有利于产生更多的茎流,梭梭和白梭梭茎流率在降雨强度20mm·h-1的情况下是30mm·h-1的情况下的2.3倍和2.9倍。白梭梭根系主要分布在土壤表层,0～60cm的土壤深度内侧根数占0～100cm内总侧根数的86%。白梭梭在0～20、20～40、40～60cm土壤深度的水平侧根极显著高于梭梭,分别是梭梭的10.0倍、9.6倍和10.9倍。白梭梭水平侧根伸展距离极显著大于梭梭,白梭梭根系冠幅半径为7.1m,梭梭为2.3m。综上所述,白梭梭主要通过植株特殊形态结构增加茎流等降雨再分配和地下根系协同作用,来充分的利用降雨;梭梭浅层根系分布稀少,故其利用降雨的能力十分有限,而更趋向于利用地下水。     

三种阔叶次生林的茎流研究

本文测定了白桦林、水曲柳林、蒙古栎林的树干茎流量及其养分元素含量,结果表明:三个林分的茎流差异十分明显(白桦:水曲柳:蒙古栎≈1:2:3),这种差异与树叶形态、枝条分枝角度及林分的叶面积指数有关。茎流中绝大多数元素的含量显著地高于降雨中的含量。蒙古栎林借助于它的形态结构使其根系区域获得的水分、养分最多,从而有助于它适应干旱、瘠薄的立地环境。     

祁连山典型高山灌丛树干茎流特征

2010年6—10月,对祁连山中段托勒南山金露梅、高山柳、沙棘和鬼箭锦鸡儿灌丛树干茎流进行试验观测,研究了高山灌丛树干茎流特征,以及降雨和冠层结构对灌丛树干茎流的影响.结果表明:灌丛产生树干茎流需要2.1mm的前期降雨量;金露梅、高山柳、沙棘和鬼箭锦鸡儿灌丛树干茎流率分别为3.4%、3.2%、8.0%和4.2%,树干茎流量与降雨量之间成显著正线性相关;随着雨量级的增加,树干茎流率呈增加-减少-增加的趋势;4种灌丛茎干集流率分别为59、30、110和49,树干茎流对根际区水分补给作用明显;灌丛树干茎流率与最大10min雨强(I10)呈指数关系,当I10>6.0mm·h-1时,高山柳和沙棘树干茎流率继续增大,而金露梅和高山柳树干茎流率趋于稳定;冠层结构对树干茎流的影响较复杂,相同降雨条件下,株高和投影面积是祁连山高山灌丛树干茎流的主要影响因子.