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侧柏(Platycladus orientalis)是我国华北地区主要造林树种之一,特别是北京地区造林面积约占本市森林覆盖面积的26.2%,对整个北京地区生态、经济和社会具有重要的影响,研究不同林分结构条件下侧柏人工林森林水文效应,对揭示林分结构与水文过程及生态水文效应之间的耦合机理具有重要的意义,进而为华北石质山区侧柏人工林水分的科学管理和经营提供理论基础。本文以北京九龙山石质山区侧柏人工林为研究对象,采用野外定位观测试验的方法对不同结构(枝下高、郁闭度)的林分进行水文效应的研究。基于2015年观测数据,主要从林冠层、枯落物层和土壤层三个方面,分别探讨不同层面与林分水文效应之间的关系,并就结构对林内温度的影响进行了初步分析,得出的主要结论如下：(1)在平水年份,北京九龙山地区侧柏人工林,1/2枝下高条件下郁闭度0.4、0.6、0.8林地的林内穿透雨量分别占林外降雨量的84.4%、79.7%、75.8%,树干径流量分别占林外降雨量的5.5%、4.5%、3.6%,林冠截留量分别占林外降雨量的10.1%、15.8%、20.5%；1/3枝下高条件下郁闭度0.4、0.6、0.8林地的林内穿透雨量分别占林外降雨量的80.2%、74.0%、65.6%,树干径流量分别占林外降雨量的4.9%、3.8%、2.3%,林冠截留量分别占林外降雨量的14.9%、22.2%、32.0%。(2)基于2015年降雨观测数据,回归分析结果表明,林内穿透雨量、树干径流量与林外降雨量的相关关系采用二次多项式拟合效果较好,比一元线性模型能更好的解释其物理意义；林冠截留量与林外降雨量采用单因子模型拟合效果较好；林内穿透雨率与林外降雨量采用指数函数拟合效果较好；林冠截留率与林外降雨量采用幂函数拟合效果较好。林内穿透雨率、树干径流率均随着林外降雨量的增大而急剧增大,随后增加趋势变缓；林冠截留率随着林外降雨量的增大而急剧减小,随后减小趋势减缓,最后趋于一个稳定值。(3)本文验证了王彦辉模型(Ic=a[1-e(-p/a)]+bp)和指数模型(Ic=a(1-ebP)、 Ic=aPb)均能很好地从物理学角度解释林冠截留特征,并且从模拟的结果来看,这3种模型均能对侧柏人工林不同结构林分的林冠截留特征进行较精确的拟合。(4)北京九龙山林场侧柏人工林林内穿透雨量、林外降雨量与林枯落物截留之间的相关关系采用幂函数拟合效果较好,回归方程通过F检验和t检验均显著。枯落物截留量与林外降雨之间存在极显著正相关关系,与林内湿度之间存在负相关关系,与其他因子之间不存在显著关系。模型(I=a(1-ebP))在模拟林内穿透雨量、枯落物截留量与林外降雨量之间相关关系时,模型的各参数均具有较好的稳定性,但不同郁闭度之间的枯落物截留量存在显著性差异,模型在应用中受郁闭度影响而具有局限性。(5)各林分土壤水分蒸发动态变化一致。同一枝下高条件下不同郁闭度各样地间土壤蒸发量均显著差异。相同郁闭度条件下不同枝下高林分间土壤蒸发量也呈显著差异。