热带季节雨林和人工橡胶林林冠截留雾水的比较研究

利用 4a( 1 999～ 2 0 0 2 )的雾水截留观测资料 ,对西双版纳热带季节雨林和人工橡胶林林冠截留雾水进行了研究。热带季节雨林和人工橡胶林全年由林冠截留的雾水分别达 89.4± 1 3.5 mm和 1 8.6± 2 .5 mm(平均值±标准差 ) (雾季各占 62 .9%± 4.8%和 91 .9%± 6.3% ) ,分别占全年降水量的 4.9%± 1 .7%和1 .1 %± 0 .2 %。年雾水截留量与年降雨量呈负相关关系。月雾水截留量与月均最低气温呈显著的负相关 ,与月均相对湿度、月均 0∶ 0 0～ 1 0∶ 0 0风速呈显著的正相关。热带季节雨林全年 68%± 5 %、人工橡胶林40 %± 4%的有雾天气里可以收集到雾水 (分别为 0 .38± 0 .2 7mm/ d和 0 .2 4± 0 .1 2 mm/ d) ,且日雾水截留量与气温和风速呈显著的相关 ,即 :气温越低、风速越大 ,日雾水截留量越多。对本地区热带季节雨林生态系统的健康生长和维持而言 ,雾及雾水极大的弥补了降雨量的不足 ,雾的这种作用在降雨量少的年份似乎更为重要     

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1996～2001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,853．2mm,分别占同期降雨总量的41．43％、5．24％、53．74％;橡胶林林冠截留量393．5mm,树干径流量104．1mm,穿透降雨量1096．8mm,分别占同期降雨总量的24．68％、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。     

黄土高原人工油松林林冠截留动态过程研究

林冠截留量的大小直接影响着大气降水产生地表径流量的多少 ,也决定着森林涵蓄降水能力的大小 ,是评价森林保持水土效益的关键指标之一。因此 ,一直是森林水文和水土保持研究的重点 ,特别是林冠截留的动态过程的研究 ,对揭示径流、泥沙过程有积极的意义。由于影响林冠截留过程因素复杂 ,目前国内外在林冠截留动态方面的研究较少[1～ 3] ,缺乏好的模型描述此过程[4～ 7] ,限制了森林保持水土机理研究的进展。研究林冠截留的动态过程不仅能够阐明森林保持水土的机理 ,而且对研究林地土壤侵蚀过程有重要意义。1　研究地区与方法1 1　自然概况试…     

西双版纳热带季节雨林林冠穿透雾水的观测研究

 利用4年（1999～2002年）的林冠穿透雾水观测资料,对西双版纳热带季节雨林林冠穿透雾水进行了研究。全年林冠穿透雾水达(89.4±13.5) mm（平均值±标准差）（雾季和干热季共占85.9%±6.6%）,为全年降水量（穿透雾水+雨水）的4.9%±1.7%。全年水平降水（穿透雾水＋截留雾水）     

西双版纳热带季节雨林林冠截留雾水和土壤水的关系

利用2002年1月-2003年12月在西双版纳热带季节雨林观测样地收集的林冠截留滴落雾水、雨水、浅层土壤水和地下水水样,对其氢、氧稳定性同位素比率δD和δ^18O的测定结果进行了分析,研究了林冠截留雾水对土壤水和地下水的影响。干季（11-翌年4月份）,热带雨林林冠截留雾水的稳定性同位素比率、过量氘（d-excess）值明显高于雨水的相应值,表明雾水水汽中包含了区域森林植被蒸发、蒸腾的再循环水汽。林下地表浅层土壤水的稳定性同位素比率介于雾水和雨水的同位索比率之间,表明浅层土壤水来源于雾水和雨水的补给,但是干季浅层土壤水包含更多的雾水。在降雨稀少的干季,浅层土壤水主要来自雾水的补给,表明了林冠滴落的雾水是林下幼树和耐阴树种生长和生存的重要环境因子。干季和雨季（5-10月份）地下水的稳定性同位素比率与雨水的均没有显著差别,表明雾水对地下水的补给没有贡献,其水分补给仅仅来自雨水。     

Gash模型在热带季节雨林林冠截留研究中的应用

为了验证Gash林冠截留解析模型在西双版纳热带季节雨林中的适用性,基于2003年的热带季节雨林气候及林冠特征观测数据、采用Gash模型对林冠截留进行了模拟.结果显示,西双版纳热带季节雨林样地年降雨量为1244.4mm,穿透降雨为867.3mm,树干径流为114.4mm,树冠截留量为262,7mm,林内穿透降雨量和林外降雨量之间存在显著的正相关关系;降雨过程中饱和林冠的蒸发强度为0.12mm/h,使林冠饱和的降雨为0.6mm,林冠枝叶部分持水能力为0.41mm,树干持水能力为0.18mm;模型模拟的年林冠截留量为274.9mm,干季为71.7 mm,雨季为203.1 mm;模拟的相对误差年值为4.3%,干季为0.1%,雨季为6.9%,模拟与实测有很好的一致性,显示了Gash模型适用于西双版纳地区热带季节雨林林冠截留计算.     

苏南丘陵区毛竹林冠截留降雨分布格局

降雨穿过林冠层时,由于林冠的拦截作用,改变了降雨分布格局。林冠截留是一个复杂的水文过程,受降水特征及林分特性的影响较大。本文以北亚热带苏南丘陵地区人工毛竹林(Phyllostachys edulis)为研究对象,利用2007年度各场次降雨观测数据,分析了降雨量和降雨强度与林冠截留降雨的关系,研究了林冠截留过程的特点。结果表明：（1） 研究期间共观测到102次降水事件,降水总量为1110.8mm,单次最大降雨量为110.0㎜,最小为0.55㎜,事件平均降水量为10.89mm,且绝大部分降雨为低雨强、中雨量级的降雨事件。（2） 研究期间林冠截留总量为171.72mm,占同期降雨总量的15.46%。单次林冠截留量变幅为0.21—4.55mm,截留率变幅为1.3%—100%,且随林外降雨量的递增,林冠截留率呈现递减的变化趋势,二者的关系用幂函数（I0=117.34P-0.9106）拟合效果较好。（3）在林外次降雨量小于5㎜的条件下,事件降雨量占年降雨总量的5.0%,相应的降雨事件频率为9.8%,此时林冠截留量随降雨量的增大而增加,其变幅为0.55—1.9㎜,截留量与降雨量的关系用对数函数（I=0.4931Ln(P) 0.9493）进行拟合效果较好;在单场降雨量大于5㎜时,林冠截留量随各场次降雨量的增加,其变动幅度和频率均大大增强,变化范围在0.21—4.55㎜之间,二者相关性较差。（4）降雨在7—10mm雨量级范围内时,林外降雨量和林冠截留量分别为245.14mm和47.9㎜,占其全年总量的比例均为最大,分别为22.07%和27.9%;各雨量级林冠平均截留量与平均降雨量的关系表现为对数函数关系（R2=0.7287）,而截留率与平均降雨量的关系表现为极显著的幂函数关系（R2=0.9817）,且林冠对降雨的截留作用在雨量级较小时,表现十分显著。（5）全年单场降雨强度小于0.06mm/min时,降雨事件频数为73.53%,降雨量占其总量的57.93%,林冠截留量占其总量的89.34%,降雨事件平均截留率（23.84%）远高于雨强大于0.06mm/min时的降雨事件平均截留率（3.92%）。本研究结果为长江中下游丘陵山区水土保持林和水源涵养林体系建设提供了理论依据。     

湖南会同杉木人工林林冠截留特征

林冠对降水的截留是森林生态系统水分平衡的一个重要组成部分,在水分循环和水资源管理方面起着非常重要的作用。杉木是我国特有的速生商品材树种,研究杉木人工林各生长阶段的林冠截留,能更好的了解杉木各生长阶段的水循环过程以及涵养水源的能力。以湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站第Ⅲ集水区杉木人工林为研究对象,采用小集水区径流场综合试验法对1983年至2007年杉木人工林幼龄阶段、中龄阶段及近熟阶段3个不同生长阶段的林冠截留进行分析。结果表明:(1)杉木人工林不同生长阶段年均截留率分别为:幼龄阶段26%、中龄阶段27.86%和近熟阶段29.47%,3个阶段的截留率季节变化规律相似,但在降雨量较小的月份,近熟阶段的截留率明显高于幼龄阶段。(2)在雨量级小于1.0 mm时,3个阶段林冠截留率都较高且无明显差别,均在86%以上;在1.0—2.0mm雨量级时,3个阶段截留率与雨量级小于1.0 mm时均大幅降低,但3个阶段截留率物显著差异,幼龄阶段48.1%、中龄阶段48.7%和近熟阶段47.1%;在进入2.0—4.0 mm雨量级时,3个阶段截留率差异较大,幼龄阶段30.5%、中龄阶段38.4%和近熟阶段44.1%,近熟阶段的林冠能截留住更多的降雨;当降雨量大于100 mm时,3个阶段林冠截留率又无明显差异截留率均低于10%。(3)Fan模型对各阶段杉木人工林林冠截留的模拟较为理想。     

不同密度退耕雷竹春季林冠截留特性

为研究不同密度退耕雷竹春季林冠截留特性,对8个不同林分密度(10800±400、11600±400、13200±400、14800±400、16400±400、20800±400、22400±400和22800±400株·hm-2)的退耕雷竹林进行水文观测。结果表明:不同林分密度雷竹林外降雨与穿透雨、竹秆径流均具有极显著的抛物线函数关系,与林冠截留具有开口向下的抛物线函数关系;8个林分平均林冠截留率变化范围为1.42%~37.58%,林分密度与其最大截留量、平均林冠截留率呈开口向下的抛物线函数关系;当雷竹林分密度为17209株·hm-2时,其平均林冠截留率达到最大31.15%,最大林冠截留潜力为39.07 mm;可见,合理的林分密度可充分发挥退耕雷竹林的生态水文效益。     

Gash模型在黄土区人工刺槐林冠降雨截留研究中的应用

为了验证Gash林冠截留解析模型在黄土高原人工林中的适用性,基于2009年黄土丘陵沟壑区吕梁市王家沟小流域刺槐林样地降雨观测数据,采用Gash模型对林冠截留进行了模拟。所选刺槐林分为人工纯林,林龄约30a,阴坡,坡度24°,密度为990株/hm2,平均树高10.8 m,平均胸径12.4 cm,郁闭度0.76。根据回归方法确定了Gash模型中的主要参数,包括饱和林冠的平均蒸发速率(E珔)、林冠枝叶部分的持水能力(S)、自由穿透降雨系数(p)、树干持水能力(St)和树干茎流系数(Pt)。结果显示,2009年5月至10月人工刺槐林样地实测降雨量为366.9 mm,穿透降雨量为317.5 mm,树干茎流为10.2 mm,林冠截留量为39.2 mm。模型模拟的林冠截留量为42.4 mm,高于实测值3.2 mm,相对误差为8.2%。敏感性分析表明,S、E珔、St和pt每增加10%,林冠截留量分别增加4.7%,3.1%,1.7%和0.5%;p增加10%,林冠截留量则减少2.6%。说明树干持水能力(St)和树干茎流系数(pt)两个参数对黄土高原人工刺槐林冠截留量的预测值影响程度较小。模拟值与实测值有较好的一致性,显示Gash模型适用于黄土高原人工刺槐林冠的截留计算。     

西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气候特征研究

对西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气候特征进行了观测研究。结果表明,雾露首先形成于最上林冠层,林下露水的形成迟于林上3～4h,林下雾是由上层雾变浓、下沉而来。夜间,雾形成前,气温高于叶表温;雾形成后,气温则低于叶表温,且气温及叶表温均有回升。雾露的形成不仅凝结了水汽进入森林,同时也对森林起到了一定的保温作用,这对热带雨林的生存和发展具有致关重要的作用。     

西双版纳橡胶林生物量随海拔梯度的变化

对西双版纳低(550~600 m)、中(750~800 m)、高(950~1050 m)3个海拔梯度上橡胶林地上及各器官的生物量进行了测定。结果表明,海拔从低到高,地上生物量和干生物量都呈降低趋势,干生物量占地上生物量的70%以上;海拔间的地上生物量和干生物量差异显著(P<0.05)。枝和叶生物量为中海拔最高,低海拔次之,高海拔最低,二者分别占地上生物量20%和5%左右,仅高海拔和低海拔间差异显著(P<0.05)。气温的海拔间差异可能是引起生物量海拔间差异的重要原因之一。3个海拔上各器官生物量大小顺序为:干>枝>叶。橡胶林低海拔模型用于中海拔和高海拔、混合模型用于各海拔的生物量计算会导致不同程度的误差。     

西双版纳山地橡胶林凋落物的生态水文效应

森林凋落物具有阻滞径流、拦截泥沙和均衡土壤水热状况等功效.以西双版纳地区20年生橡胶林为对象,采用径流微小区法和剔除-对照凋落物等实验,测定了其凋落物的生态水文效应,结果表明:橡胶林坡地剔除凋落物径流微小区(2009年10月-2010年9月)径流量为625.7±18.5 mm,显著高于对照的185.1±72.7 mm;剔除凋落物径流泥沙浓度与最大1h降雨强度呈显著正相关.剔除凋落物使橡胶林坡地(6、7月除外)和台地(8月除外)表层土壤(0～10 cm)湿度均显著降低;剔除凋落物表土平均温度在雾凉季(11月-翌年2月)显著低于对照,而在干热季(3-4月)显著高于对照,且剔除凋落物表土温度整年都比对照具有更大日变化幅度.可见橡胶林凋落物具有较好的生态水文功效,然而,受频繁人为割胶活动等的影响,台地凋落物的分解速率在雨季中、后期加快,不利于其生态水文效应的发挥,故在营林活动和生态恢复中应加强对凋落物的管理与保护.     

西双版纳干季晴天次生林林窗气温时空分布特征

利用西双版纳干季(12月、4月)次生林林窗的温度观测资料,探讨了晴天林窗4方位的气温的空气变化特征。由于林窗的不同位置所受太阳辐射的影响不同,加之林缘热力效应的综合作用,林窗中存在明显的气温差异,特别是最高气温差异显著;气温最高值和气温日较差最大值不在林窗中央而出现在林窗东侧林缘树冠垂线外。这势必造成林窗不同区域热量传输的不同,形成林窗小气候的差异。其结果可为进一步研究森林林窗小气候及有关生态学现象提供基础。     

西双版纳热带山地雨林生物量研究

观测了西双版纳山地气候,建立了山地雨林生物量回归方程,调查了海拔1 100~1 820 m范围5块样地(面积0.16~0.25 hm2)的热带山地雨林生物量。结果表明,海拔1 105和1 610 m的年平均温度分别为20.1和16.6℃,年降雨量分别为1 659和2 011 mm,旱季(11~4月)降雨量分别为295和283mm,年平均相对湿度分别为81%和84%;5块样地生物量变化为256.4~368.6 t.hm-2,平均为312.6t.hm-2,其中乔木占97.1%、木质藤本占1.2%、幼树和灌木占1.3%、草本和幼苗占0.4%;采用热带季节雨林生物量回归方程估计山地雨林生物量,会使得总生物量以及树干和树根生物量高估38.3%~61.5%,树枝生物量低估7.6%~30.8%。可见,西双版纳山地海拔增加导致雨季降雨量增加,山地雨林生物量较热带季节雨林降低32.6%,季节雨林生物量方程不适用于山地雨林。     

海南天然林与橡胶林蜘蛛多样性比较

为探索天然林和橡胶林蜘蛛多样性现状,于2010年8月在海南黎母山自然保护区选取天然林和橡胶林,采用扫网法、陷阱法和单位面积法收集蜘蛛标本,分析两种林型之间蜘蛛组成、多样性和功能群差异,并以蜘蛛科和数量分布为属性进行主成分分析(PCA),探讨林型中样方之间蜘蛛群落的相似性。共采集蜘蛛标本3609头,用于统计分析的成蛛969头,归属于23科,162种。天然林20科,100种,优势类群为跳蛛科、球蛛科和园蛛科;橡胶林17科,87种,优势类群为肖蛸蛛科、狼蛛科和猫蛛科。从蜘蛛的数量分布看,橡胶林蜘蛛个体密度显著高于天然林;而天然林多样性指数和丰富度指数显著高于橡胶林。橡胶林中结圆网型和游猎型蜘蛛显著高于天然林,结皿网型显著低于天然林,伏击型不存在显著性差异。PCA分析结果表明,24个样方趋于分成天然林和橡胶林2组,并且天然林样方之间相似性极高,而橡胶林样方之间相似性相对较低。以上结果表明:(1)橡胶林替代天然林后蜘蛛群落结构发生变化,多样性降低;(2)增加生境结构的复杂性和减少人为干扰对保护和恢复物种多样性有重要意义。