论文部分内容阅读
为了更好地解析黄土高原森林水文过程以及林冠层水文功能的作用机制,本文以晋西黄土区人工油松林为研究对象,通过对林内外降雨的长期监测,研究和探讨林地降雨再分配过程及林内降雨的空间异质性。主要结果如下:(1)研究期间(2011年~2013年)共观测到67场降雨,其中,中雨的降雨场次居多,占总场次的50.75%;在降雨量、平均降雨强度和降雨历时三个降雨特征中,降雨量的变异系数最大,为94.47%;在不同的降雨量等级中,10.0-15.0mm雨量级的降雨频率最高,为20.9%,>50mm雨量级对降雨总量的贡献率最大,为35.93%;在不同的降雨强度等级中,1.0-2.0mm/h雨强级的降雨频率最高,为23.88%,5.0-10.0mm/h雨强级对降雨总量的贡献率最大,为27.36%;在不同的降雨历时等级中,6-12h历时等级的降雨频率最高,为23.88%,12-24h历时等级对降雨总量的贡献率最大,为44.24%。(2)油松林降雨再分配的比率为:林内降雨84.91%,树干茎流1.62%,林冠截留13.47%;不同降雨等级下林内降雨率变化范围为71.17%~88.09%,林内降雨量与降雨量呈正相关关系;不同降雨等级下树干茎流率变化范围为1.57%-2.07%,树干茎流量与林外降雨量呈正相关关系,但是在0.05的水平下不显著;不同降雨等级下林冠截留率变化范围为10.15%~26.95%,林冠截留量与降雨量呈正相关关系,但是在0.05的水平下不显著。(3)林冠层对降雨输入的延滞效应具体表现为:林内降雨的发生时间平均延滞34分钟,最大延滞时间为181分钟;终结时间平均延滞1分钟,最大延滞时间为104分钟;树干茎流的发生时间平均延滞83分钟,最大延滞时间为383分钟;终结时间平均延滞99分钟,最大延滞时间为320分钟;树干茎流发生的平均延滞时间为林内降雨的2.44倍。(4)四场典型场降雨都存在林内降雨比林外降雨发生与终止时刻晚的现象,但是却在延滞的时间上没有表现出明显的规律性;大部分林内降雨的瞬时降雨强度小于林外降雨的瞬时强度,并对林外降雨的降雨强度高峰时刻有延后的作用,但是有小部分的林内降雨的瞬时降雨强度大于林外降雨强度。(5)在林内不同位置,林内降雨率明显不同,林冠结构的差异是导致这种差异的主要原因;同时,研究也发现少量观测点的林内降雨超过了林外降雨,这主要体现了聚集效应对林内降雨的影响;各观测点的林内降雨量随着林外降雨量的增加而增加,林内降雨率的变异系数随着林外降雨量的增大而减小,随着平均降雨强度的增大而减小;研究期间林内降雨率的平均变异系数为24.23%,降雨量较小时林内降雨率变化范围为15%~40%,随着降雨量的增大,变异系数的变化范围为5%~20%;平均林内降雨率总体上随着离树干距离的增大而增大,但是并不是离树干距离越远,平均林内降雨率越大;平均林内降雨率与冠层厚度和冠层郁闭度都呈负相关关系;林内降雨率的变异系数总体上随着离树干距离的增加而减小,随着冠层厚度和冠层郁闭度的增加而增加;冠层郁闭度对林内降雨空间分布的影响最大(贡献率51.07%),其次为离树干距离(贡献率33.29%),相对最小的为冠层厚度(贡献率15.63%)。