杜仲人工林降水再分配特征研究

【摘要】中国湘西山区经济落后,生态脆弱,属水土易流失地区。为同时利用杜仲的经济效益和生态效益,在该地区防护林工程建设中,将其列为主要造林树种之一,杜仲在该地区林分涵养水源和保持水土方面有重要地位。本论文利用湖南省林业科学院慈利生态定位观测研究站监测数据,对武陵山区女儿寨小流域杜仲人工林水文学过程进行了研究,分析了雨量级分布对降水再分配的影响、各水文分量与林外降水关系、不同物候条件下各水文分量特征与林外降水关系、灌草层和枯落物层的持水量特征,研究结果将对杜仲人工林的可持续经营和生态保护具有重要意义。研究区2012年总降水量为1379.6mm,降水季节分配不均,夏季降水最多,占总降水量的53.55%,秋季降水最少；降水月际变化大,7月份降水量最多,11月份降水量最少,两者之间降水量相差12.15倍。7个雨量级中1-5mm这一区间的降水事件频率最高,占42.55%,≥50mm这一区间的降水次数最少。林内全年穿透水量、林冠截留量、树干茎流量分别为1117.19mm.247,21mm、15.20mm,分别占降水量的80.98%、17.92%,1.10%。降水再分配规律呈现出一定的季节性变化格局,林外降水量、穿透水量、林冠截留量的最大值都出现在7月；杜仲林形成树干茎流的降水临界值为0.4mm,最大值出现在春季的2月,树干茎流量与林外降水、穿透水的月变化趋势并不一致,树干茎流量最大值和月降水量最大值不出现在同一月份。在不同雨量级下,穿透水率随雨量级的增加而上升,林冠截留率随降水量的增加呈递减趋势。穿透水量、林冠截留量与降水量呈显著性线性正相关(R2分别为0.9971,0.897)。截留率与降水量呈显著性负相关(r=-0.384,N=141,P<0.01)。树干茎流量与降水量呈显著性正相关(r=0.642,N=141,P<0.01)。杜仲物候期对降水再分配结果有着重要影响。4个物候期中穿透水量与林外降水量的关系呈线性关系,拟合系数R2在0.9910-0.9997之间；穿透水率与林外降水模拟方程除落叶期为二次函数关系外,其它3个时期均为对数关系,拟合系数R2在0.8247-0.8824之间；树干茎流量与林外降水在落叶期和休眠期呈现幂函数关系,拟合系数为0.837；林冠截留量以及林冠截留率与林外降水在落叶期相关性不高,拟合系数只有0.338,其它物候期拟合系数R2均在0.811-0.974范围。不同物候期下发生等量降水,降水再分配结果不一定相同,不同物候期各水文分量与林外降水关系表现存在差异。灌草层不同物种的最大持水量有很大区别,灌草层单位面积最大持水量并不等同于基于植物本身质量测得的最大持水量。枯落物持水量随浸泡时间的延续而增加,在浸泡第1h里持水量增加得最为显著。枯落物持水速率随着浸泡时间的延续而降低。枯落物分解程度与其持水能力有很大关系,本研究区杜仲人工林枯落物未分解层枯落物的最大持水量为4561.03g·kg-1,最大持水率为456.12%,半分解层的最大持水量为1054.86g·kg-1,最大持水率为105.49%,前者是后者的4.32倍。
【作者】欧阳泽怡；
【导师】闫文德；周小玲；
【作者基本信息】中南林业科技大学，生态学，2014，硕士
【关键词】杜仲人工林；降水分配；灌草层；枯落物层；物候期；

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