湖南會(huì)同杉木人工林林冠截留過程研究.pdf

1、本研究在湖南會(huì)同杉木林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站第Ⅱ集水試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行，以湖南會(huì)同的杉木人工林為研究對(duì)象，在對(duì)其林冠結(jié)構(gòu)特征提取的基礎(chǔ)上，對(duì)其林冠截留、林內(nèi)穿透雨和樹干莖流的水文效應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)分析，進(jìn)而探討會(huì)同杉木人工林林冠降雨再分配的變化特征影響因素，為杉木人工林林地的水量平衡以及森林生態(tài)系統(tǒng)水文功能機(jī)理研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)大氣降水的特征決定著林地水分循環(huán)的形式，特別是降雨強(qiáng)度和降雨量級(jí)這兩個(gè)

2、影響因子，其影響著林地徑流的形成速度。2015年試驗(yàn)地共觀測(cè)了105場(chǎng)降雨，測(cè)得林外降水量為1535.0mm，最大場(chǎng)降雨量為122.1mm，最小場(chǎng)降雨量為0.2mm，平均場(chǎng)降雨量為14.6mm，平均場(chǎng)降雨強(qiáng)度1.6mm/h;降雨量級(jí)主要有小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨，未出現(xiàn)特大暴雨;總降雨歷時(shí)為959h，場(chǎng)降雨最長(zhǎng)時(shí)間為56h;場(chǎng)降雨最長(zhǎng)雨前干燥期為269h，平均雨前干燥期為71.3h。
　　(2)在森林與降水的關(guān)系中，不同的植

3、被其林冠層對(duì)降水的分配是不盡相同的。本論文研究得知2015年試驗(yàn)地林外總降水量為1535.0mm，其中，產(chǎn)生穿透雨95次，穿透雨總量為1252.6mm，平均穿透雨量為13.2mm;產(chǎn)生樹干莖流的降雨有33次，樹干莖流總量為28.2mm，平均樹干莖流量為0.85mm;產(chǎn)生林冠截留105從，林冠截留總量為254.2mm，平均林冠截留量為2.42mm。
　　(3)不同的降雨強(qiáng)度、降雨量級(jí)對(duì)林冠層降雨再分配的影響不同。平均穿透雨量、平均樹

4、干莖流隨降雨強(qiáng)度的增加呈明顯的上升趨勢(shì)，而林冠截留率與降雨強(qiáng)度呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。在對(duì)不同降雨量級(jí)的降雨動(dòng)態(tài)過程比較發(fā)現(xiàn)，在降雨初期，林冠截留量和降雨量擬合度較高，但隨著降雨量的持續(xù)增加，林冠截留量產(chǎn)生一個(gè)臨界點(diǎn)，增加速度放緩或出現(xiàn)負(fù)值。在降雨量級(jí)小于林冠截留飽和持水量的情況下，穿透雨和樹干莖流都可能不會(huì)出現(xiàn);隨著降雨量級(jí)增大到超過林冠飽和持水量后，會(huì)產(chǎn)生樹干莖流;在降雨量級(jí)為大雨、暴雨或大暴雨時(shí)，林冠層快速飽和，多余的降雨暫存在枝葉上

5、，又在重力作用下，降雨以穿透雨及樹干莖流的形式落下，相當(dāng)于林冠層是個(gè)暫時(shí)存儲(chǔ)器，將降雨短暫存儲(chǔ)后再釋放出來(lái)，產(chǎn)生降雨延滯效應(yīng)。
　　(4)湖南會(huì)同杉木人工林2015年林冠截留量為254.2mm，林冠截留率為16.55％，。應(yīng)用Gash模型模擬年累積林冠截留量為235.52mm，模擬值比實(shí)測(cè)值小18.64mm，低估約7.37％。
　　(5)研究中湖南會(huì)同杉木人工林穿透雨、樹干莖流、林冠截留與林外降水呈正相關(guān)。從各擬合方程可以得

6、出杉木人工林冠層飽和持水量S為1.327mm，樹干持水能力St為0.261mm，樹干莖流系數(shù)Pt為0.029mm。其中S值對(duì)模型的影響最大，當(dāng)S值增加10％引起林冠截留總量模擬值增加8.42％，當(dāng)S值減少10％引起林冠截留總量模擬值減少1.2％。
　　(6)通過對(duì)湖南會(huì)同杉木人工林林冠截留Gash模型模擬可知，模型能夠較好的適應(yīng)研究區(qū)林冠截留模擬。2015年105次降雨林冠截留累積量模擬值為235.5mm，實(shí)測(cè)值為254.2mm，