大興安嶺北部樟子松林生態(tài)水文過程及水量平衡研究.pdf

1、本文以大興安嶺北部山地樟子松天然林為研究對(duì)象，基于漠河森林生態(tài)站的樟子松固定觀測(cè)樣地，對(duì)其林冠層截留分配、枯落物層持水、土壤層蓄水、林冠蒸騰和林地蒸發(fā)等水文過程進(jìn)行了定位觀測(cè)，揭示了樟子松天然林生態(tài)水文過程變化規(guī)律，為森林生態(tài)水文效益評(píng)價(jià)和森林植被與水資源管理協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)的理論依據(jù)。研究主要內(nèi)容如下:
　　(1)樟子松天然林平均林冠截留率為22.08±5.51％，與大氣降雨呈對(duì)數(shù)關(guān)系。林內(nèi)雨占大氣降雨77.12±5.70％，與

2、大氣降雨存在顯著的直線關(guān)系。樹干徑流量占同期大氣降雨量的0.80％，樹干徑流量有隨樹干徑級(jí)的增大而呈增加的趨勢(shì)。應(yīng)用修正的Gash模型模擬2013年大興安嶺樟子松林的林冠截留量，其模擬值低于實(shí)測(cè)值7.24 mm，相對(duì)誤差為7.97％，能夠較好的模擬樟子松林的林冠截留量。
　　(2)樟子松天然林0～30 cm土層土壤含水量季節(jié)變化趨勢(shì)隨降水特征具有明顯的季節(jié)性變化。土壤水分剖面垂直分布特征為:土壤水分利用深度約為30 cm，此深度以

3、上土壤含水量變化較為劇烈。樟子松天然林林地單位面積平均蓄水量為1183.99±212.98t/hm2。樟子松天然林內(nèi)土層普遍較薄，且30 cm以下多為石粒片巖，植物的根系大都集中在0～30 cm土層中。
　　(3)林冠蒸騰是樟子松天然林水分耗散的主要途徑之一，其蒸發(fā)量占2013年整個(gè)生長季降雨總量的44.52％，其蒸騰耗水速率為1.31 mm/d。樟子松樹干液流的啟動(dòng)時(shí)間在早上5:00左右，樹干液流最大值、平均值以及日通量值均以晴

4、天為最高，雨天最低。夜間液流通量占全天液流通量的比例不足10％。隨著樟子松樣樹徑級(jí)的減小，液流寬度范圍變窄。液流密度日峰值、日通量及平均值均有:大徑級(jí)＞中徑級(jí)＞小徑級(jí)。相關(guān)分析表明，影響樟子松樹干液流密度的主要環(huán)境因子為太陽輻射，其次為蒸汽壓虧缺、空氣溫度和空氣相對(duì)濕度，最后為風(fēng)速、20 cm土壤溫度和土壤含水率。
　　(4)生長季內(nèi)林地蒸發(fā)耗水量占2013年降雨總量的19.27％。林地蒸發(fā)量日變化無論有無灌木和枯落物均呈先增加后

5、減小的趨勢(shì)，隨著季節(jié)的變化，日出時(shí)間的提早，蒸發(fā)量到達(dá)峰值的時(shí)間有所提前。在枯落物和灌木同時(shí)存在的自然情況下相比較僅有枯落物和裸土狀態(tài)更能夠起到保水作用。相關(guān)分析的結(jié)果表明:影響樟子松林地蒸發(fā)的主要環(huán)境因子為飽和水汽壓、土壤溫度以及太陽輻射。
　　(5)水量平衡分析表明，不同月份間有水分虧缺的情況，但樟子松天然林在2013年生長季內(nèi)能達(dá)到水量平衡，未出現(xiàn)消耗地下水的情況，且有31.12 mm的降雨盈余，能夠?qū)哟◤搅髌鸬窖a(bǔ)充作用。

6、水量平衡各分量所占比例為:林冠截留(20.23％)、枯落物截持(8.71％)、林冠蒸騰(44.52％)、林地蒸發(fā)(19.27％)、土壤蓄水(0.34％)、滲漏及地下徑流(6.93％)。
　　(6)隨著氣候變化進(jìn)行，蒸發(fā)散與降雨量將出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，且隨著時(shí)間的推移，降水和蒸發(fā)散之間的矛盾將更加尖銳，對(duì)山地樟子松的生長及生存產(chǎn)生不利影響。由于山地樟子松林的蒸散發(fā)(84.02％)能力較強(qiáng)，因此，從涵養(yǎng)水源來講，山地樟子松林的發(fā)展對(duì)于河川