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黄土高原油松人工林水文效应模型研究

赵明扬  
【摘要】:本文以黄土高原半干旱区油松(Pinus tabulaeformis)人工林为研究对象,以2008-2011年林分内外水分环境定位观测数据为依据,通过林冠、枯落物及土壤水分动态分析,研究森林的水文效应功能,并根据理论分析和实测数据建立了适合该地区的森林水文效应模型。主要结果为: (1)穿透雨、树干径流及林冠截留量与林外降雨量之间的关系用函数y=a+b·x表达,即可较好地满足该区域研究的需要,且具有很好的稳定性;穿透雨率、树干径流率与林外降雨量之间的关系可以用函数y=a+b·x/(c+x)来描述;而林冠截留率与林外降雨量之间的关系可以用函数y=a+b/(c+x)来描述;使用偏相关与逐步回归引入其他有关因子,可以得到更为精确的林冠截留模型I=a·P+b·M+c·V+d I—林冠截留量,P—林外降雨量,M—林内空气相对湿度,V—林内降雨期间平均水面蒸发量。 (2)枯落物截留量与降雨之间的关系可以用函数Ic=a·Pb表达。利用偏相关系数对枯落物截留量与其它因子之间进行分析检验,得到与降雨持续时间和降雨期间平均水面蒸发量的函数关系:Ic=a·Pb+c·D+d·V I。—枯落物截留量,P—林外降雨量,D—次降雨持续时间,V—降雨期间平均水面蒸发量。该函数对枯落物截留模型精度的提高作用不大,为使模型简化,认为I。=a·Pb为适宜的模型。 (3)林地土壤水分动态与各因子之间的关系为: Wv—本次与上次土壤蒸发器的质量差,t—时间段,Wt—上次土壤蒸发器质量,V—时段t内的平均水面蒸发量,P—林外降雨量,其余为参数。 (4)森林水文效应与各因子之间的关系为: We—时段t内林外气象站蒸发器土壤水分变动量与林内蒸发器土壤水分变动量的差值,即We=(wout-Wout)-(win-Win),其中wout和win分别为当前气象站和林内蒸发器质量,Wout—上次林外气象站蒸发器质量,Win—上次林地蒸发器质量,P—林外降雨量,Pt—温度,Pm—湿度,只—风速,只—林分郁闭度,Pl—叶面积指数,Ph—冠层厚度,其余为参数。


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