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阿什河上游小流域森林生态系统水文功能研究

韩春华  
【摘要】:对阿什河流域上游水源涵养林主要林分类型进行了水源涵养功能的研究,力求科学评价小流域内不同林分水源涵养能力,为小流域水源林的规划和生态建设提供参考依据。2010—2011年,在阿什河上游的黑龙江省尚志市帽儿山实验林场境内,选取6种林分类型,分别布设试验样地和地表径流场,对林冠层、枯落物层、土壤层、地表径流等进行试验研究,构建评价指标体系,并使用层次分析法、模糊数学法对不同林分涵养能力做出评价,采用径向基函数网络模型(RBF)和计算机编程,对优化后的水源林涵养能力进行预测。通过对不同林分类型水源涵养功能的研究,结果表明:1)试验区年平均降水量600—800mm,降雨多集中在6—8月间,日最大降雨量多集中在7—8月,为暴雨多发期。2)6种林分类型在林内总穿透雨量为水曲柳林(524.29mm)、兴安落叶松林(455.72mm)、针阔混交林(494.48mm)、蒙古栎林(513.51mm)、樟子松林(491.08mm)、红松林(469.35mm);总树干茎流量的排序为蒙古栎林(90.44mm)水曲柳林(74.79mm)樟子松林(74.35mm)针阔混交林(55.00mm)红松林(36.23mm)兴安落叶松林(32.18mm);不同降雨量级下,各林分类型林冠截留率的大小排序为:兴安落叶松林红松林针阔混交林樟子松林水曲柳林蒙古栎林。3)6种林分枯落物层厚度为2.8—5.5cm,总蓄积量为9.27—39.81t.hm-2;最大持水率为192.56%—343.67%,大小顺序为:兴安落叶松林蒙古栎林针阔混交林水曲柳林红松林樟子松林;总有效拦蓄深分别为:兴安落叶松林6.71mm、针阔混交林4.87mm、红松林3.02mm、樟子松林1.98mm、蒙古栎林2.18mm、水曲柳林1.72mm。4)6种林分类型的土壤容重均值的变化范围为0.97—1.26g/cm3;总孔隙度变动范围为50.16%—60.19%;土壤最大持水量为1949.51—2293.74t/hm2;涵养水源的能力为:水曲柳林(235.06mm)、兴安落叶松林(243.36mm)、蒙古栎林(234.89mm)、针阔混交林(233.70mm)、樟子松林(219.73mm)、红松林(205.39mm);有效持水量为234.66—438.56t/hm2。5)观测期间,对产生地表径流的28场降雨数据分析显示:不同林分所产生的地表径流不同,从大到小的排序为蒙古栎林(1.2505mm)兴安落叶松林(1.0912mm)水曲柳林(0.9246mm)针阔混交林(0.7408mm)樟子松林(0.7204mm)红松林(0.6714mm);各林分地表径流的月动态变化与降雨量的月动态变化基本一致;分析发现:用3次曲线拟合林分降雨量与地表径流之间的关系效果较好,两者相关性显著(p0.05)。6)利用层次分析法,对不同林分水源涵养能力进行综合评价,结果显示:兴安落叶松林的水源涵养效果最好,针阔混交林次之,水曲柳林最差。7)采用径向基函数网络模型,对不同林分的地表径流预测的结果显示:兴安落叶松林8月份的地表径流量最大,樟子松7月份的地表径流量最小。平均地表径流量中,落叶松8月份的最大,樟子松7月份的最小。


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