杉木人工林對降水輸入過程調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、在我國經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展條件下，水資源不足日益成為區(qū)域發(fā)展的瓶頸，森林植被對水資源形成過程的調(diào)控機(jī)制的研究成為解決水資源短缺的關(guān)鍵科學(xué)問題，了解森林植被對降水輸入過程的調(diào)控機(jī)制有著重要的意義，同時杉木人工林作為我國南方的主要造林樹種，占全國人工林面積的1/5，研究杉木人工林對降水輸入過程的調(diào)控機(jī)制，對解決林水協(xié)調(diào)發(fā)展問題有重要意義。本研究利用湖南會同杉木林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站29年水文觀測數(shù)據(jù)，分析了杉木人工林林外降水月變化、年

2、變化和強(qiáng)度分布，研究了杉木人工林各生長階段對降水的分配規(guī)律，分析了林冠截留、穿透水與降雨量的關(guān)系，研究了杉木人工林不同生長階段枯落物水文特征，旨在揭示杉木人工林對降水輸入過程的調(diào)控機(jī)制，為杉木人工林的科學(xué)管理與建設(shè)提供理論依據(jù)。
　　 研究結(jié)果表明，研究區(qū)1983～2011年總降雨量為37435.1mm，年均降雨量1290.9mm;29年4～8月份月平均降雨量較大;單次降雨量在0.5～5mm的小雨次數(shù)最多，出現(xiàn)1866次，占總次

3、數(shù)的45.08％。
　　 杉木人工林不同生長階段林冠對降水輸入再分配的月分布規(guī)律相近但又存在差異;同時林冠截留能力隨著林齡的增加而增強(qiáng)，所以各生長階段林分年平均林冠截留率會有差異。林分不同生長階段年均截留率大小關(guān)系分別為:成熟階段(29.47％)＞干材階段(27.86％)＞速生階段(27％)。林分的速生階段沒有樹干莖流產(chǎn)生，林分在進(jìn)入干材階段后，當(dāng)降雨達(dá)到一定強(qiáng)度時才會產(chǎn)生樹干莖流，但莖流量非常少，其年均總量僅占年降雨量的1％左

4、右。杉木人工林林分各生長階段林內(nèi)穿透水與降雨量均呈線性關(guān)系，穿透水隨著降雨量的增加而增加。
　　 隨著林分的生長，生物量增加，林分的截留能力隨之增強(qiáng)，林分總生物量以及其各組分生物量的增加也直接影響林分的截留能力。杉木人工林的不同生長階段生物量各組分與截留率均呈正相關(guān)，并且截留率與干材、樹枝、樹葉、樹根及總生物量呈顯著正相關(guān)，樹皮生物量與截留率呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。
　　 杉木林生長各階段截留率和截留量變化情況基本相似

5、，都是在降雨初期或降雨量較小時，截留率較高，而當(dāng)降雨量增大時，截留率迅速減小，當(dāng)降雨達(dá)到一定強(qiáng)度時，截留率和截留量都會進(jìn)入一個穩(wěn)定階段，但在不同生長階段，進(jìn)入這個穩(wěn)定階段的閾值不同。總之，杉木人工林林冠截留能力隨著林分的生長發(fā)育不斷增強(qiáng)，林冠截留能力基本呈現(xiàn)出成熟階段＞干材階段＞速生階段的趨勢。速生階段林分林冠截留能力在降雨量到達(dá)17～34mm時進(jìn)入相對穩(wěn)定階段，明顯低于干材階段和成熟階段林分達(dá)到穩(wěn)定階段所需降雨量，干材階段和成熟階段林

6、分達(dá)到穩(wěn)定階段降雨量分別為23～50mm和25～47mm。
　　 林分各生長階段截留率與降雨量的回歸關(guān)系式分別為:速生階段:PIR=64.118P-05187，R2=0.986;干材階段:PIR=71.034P-0.4502，R2=0.980;成熟階段:PIR=72.067P-0.4444，R2=0.976。指數(shù)方程很好的反應(yīng)了截留率與降雨量之間的關(guān)系，回歸方程判定系數(shù)均達(dá)到了97％以上。
　　 杉木人工林不同生長階段林

7、分枯落物未分解層持水量隨浸泡時間的延長而增加。不同生長階段林分枯落未分解物層持水量關(guān)系表現(xiàn)為:成熟階段＞干材階段。林分不同生長階段枯落物半-已分解層的持水量同樣隨浸泡時間延長而增加，與未分解層不同的是，干材階段林分和成熟階段林分林分枯落物半-已分解層持水量差異不明顯?？萋湮镂捶纸鈱雍桶敕纸庖逊纸鈱釉?～1/2h時段吸水速度最快，說明林地枯落物對于歷時短、強(qiáng)度高的降水有較好的攔蓄功能，能夠有效地防止地表徑流的產(chǎn)生。對比不同層次枯落物吸水速