天然落葉松林冠截留及林內(nèi)雨延滯效應(yīng)研究.pdf

1、漠河縣位于大興安嶺地區(qū)，地處中國(guó)版圖的最北端，屬寒溫帶地區(qū)，興安落葉松林為當(dāng)?shù)氐湫偷貛灾脖?，建?guó)初期，為滿足國(guó)家發(fā)展需要，大量?jī)?yōu)質(zhì)林木被砍伐，礦產(chǎn)開采量急劇增加，導(dǎo)致該地區(qū)森林覆被率銳減，森林涵養(yǎng)水源能力急劇下降，水土流失加劇，自天保工程實(shí)施以來，森林生態(tài)系統(tǒng)得到了較好的保護(hù)與恢復(fù)，興安落葉松逐漸表現(xiàn)出比較強(qiáng)的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，豐富了該地區(qū)落葉松林的蓄積量，對(duì)該地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)、水土固持、優(yōu)化水資源水質(zhì)及提高環(huán)境氣候質(zhì)量具有極其重要的作用。本文

2、以黑龍江漠河森林生態(tài)站天然落葉松林為研究對(duì)象，對(duì)天然落葉松林進(jìn)行定位觀測(cè)，揭示了天然落葉松林冠截留特征及林內(nèi)雨的延滯效應(yīng)，并對(duì)林冠截留進(jìn)行了量化模擬。結(jié)果表明:
　　1)觀測(cè)期內(nèi)研究區(qū)降雨多集中在7、8月份，占降雨總量的60％，9月降雨量顯著減少，僅10％，與該地區(qū)雨熱同期的氣候類型相一致;該區(qū)降雨多以小雨為主（P＜5.0mm），占觀測(cè)期內(nèi)總降雨場(chǎng)次的75％，但降雨量在同期降雨總量中的占比較低，僅為21.01％，大雨(P＞20.0

3、mm)出現(xiàn)頻率相對(duì)較低，僅7.14％，但其降雨量卻占觀測(cè)期內(nèi)降雨總量的43.26％。
　　2)穿透雨量、樹干莖流量和林冠截留量分別占同期降雨總量的76.5％、2.6％和20.9％。同時(shí)表現(xiàn)出一定的時(shí)空分布特征，周降雨量、周穿透雨量及周穿透雨率最大值均出現(xiàn)在觀測(cè)期的第四周，而最小值則表現(xiàn)出不一致性，穿透雨率的周際變化波動(dòng)性較大，且隨周降雨量的變化無(wú)明顯的變化規(guī)律;觀測(cè)期內(nèi)5-9月份穿透雨率表現(xiàn)出波動(dòng)式變化，其中，5月份穿透雨率最高，

4、7月份次之，9月份最低;穿透雨量隨觀測(cè)期內(nèi)劃分的季節(jié)推移表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，自春季（5月）到秋季（9月）分別為35.4mm、126.45mm、60.35mm，分別占季節(jié)降雨量的80.05％、77.39％、73.96％。觀測(cè)期內(nèi)不同月份樹干莖流量，除8月份因單場(chǎng)降雨量很大導(dǎo)致樹干莖流率較大外，5月份的平均樹干莖流率為2.82％，高于其他月份;平均林冠截留率的月際變化具有波動(dòng)性，其中5月份、7月份、8月份分別為17.14％，18.88％，

5、18.53％，變化并不明顯，但6月份和9月份卻表現(xiàn)出較大幅度的變化，分別為27.32％和31.36％，林冠截留率與季節(jié)降雨量具有明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即春、秋兩季降雨量雖相對(duì)較少，但其林冠截留率相對(duì)較大，分別為28.85％和33.04％，夏季降雨量較大，但林冠截留率最小，為19.89％，周降雨量的極值與周林冠截留率極值的出現(xiàn)具有不一致性。林冠截留量（率）不僅受林外降雨量影響，而且對(duì)林外降雨特征的變化具有一定程度的響應(yīng)，其林外降雨量大體一致，

6、對(duì)林冠截留量（率）的主要制約因素為降雨強(qiáng)度，即降雨強(qiáng)度越大，林冠截留量（率）越小，雨前干燥期長(zhǎng)短也是林冠截留量（率）大小的制約因素，即雨前干燥期越長(zhǎng)，林冠越干燥，林冠截留量越大，但當(dāng)雨前干燥期足夠長(zhǎng)時(shí)，其制約效果明顯下降，主要制約因素又轉(zhuǎn)為降雨特征（降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)等）。
　　3)林外降雨事件發(fā)生后，林內(nèi)雨與林外雨在產(chǎn)生和終止時(shí)間上均存在一定延滯性;隨降雨量級(jí)增大，林內(nèi)雨滯后時(shí)間表現(xiàn)出逐漸縮短的趨勢(shì)，變動(dòng)范圍為(67.8

7、±7.8)～（17.2±3.9）min（穿透雨）和（112.0±38.8）～(48.3±10.6)min（樹干莖流）;相同降雨量級(jí)下，林內(nèi)雨滯后時(shí)間隨降雨強(qiáng)度增大而逐漸降低，且降雨強(qiáng)度＞2mm·h-1時(shí)延滯時(shí)間顯著縮短，同時(shí)隨雨前干燥期的增加而增長(zhǎng)，而當(dāng)雨前干燥期≥48h時(shí)，降雨量則是影響滯后時(shí)間的主要因素;降雨終止時(shí)，降雨量＞5.0mm，穿透雨終止時(shí)間也存在延滯性，且隨降雨強(qiáng)度增加而增大，但與雨前干燥期關(guān)系不明顯;樹干莖流終止時(shí)間先于

8、林外雨終止時(shí)間，且主要與降雨量級(jí)有關(guān)，降雨量級(jí)越小，終止時(shí)間越早。
　　4)林冠截留量的模擬值與實(shí)測(cè)值為65.17mm和63.53mm，相對(duì)誤差為2.58％;周累計(jì)林冠截留量與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差為2.59％;春、夏、秋季模擬值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差分別為0.71％，3.62％和0.44％;單次降雨林冠截留量的模擬只有在降雨量較小情況下，模擬精度較高，當(dāng)降雨量增加到12.23mm時(shí)，模擬精度顯著降低，總體而言Gash模型對(duì)研究區(qū)興安落葉松林