六盘山半湿润区坡面华北落叶松林冠层截留的时空变化及空间尺度效应

• 作者: 于澎涛 刘宇 刘泽彬 王亚蕊 王彦辉 王晓 田奥 邓秀秀
• 来源期刊: 水土保持学报
• 学科: 农学
• 关键词: 六盘山 华北落叶松林 坡面 林冠截留 时空变化 尺度效应
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 页码范围: 231-239
• 页数: 9页
• 分类号: S715.2
• 字数: 8051字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.05.036

摘要

冠层截留是森林蒸散的重要组成部分,其定量描述一直是生态水文学研究的热点问题之一,相关观测研究多是在固定样地的空间尺度上进行的.林冠截留量除在样地上受降水、气象条件和冠层结构及生长过程的动态影响外,还在坡面上受植被生长和冠层结构的坡位差异而有很大空间变化和尺度效应,需对此深入理解和精细刻画,从而为实现从样地观测结果上推到坡面的尺度转换并基于此准确评价森林水文影响来提供科学依据.在六盘山香水河小流域,选择一个水平坡长425.1 m的华北落叶松人工林典型坡面,并均匀划分为空间连续的16个样地.于2015年5-10月,测定了森林冠层结构(特别是叶面积指数,LAI)的坡位差异和动态变化,并同步观测了林外降雨和林内穿透雨及树干茎流,依此计算得到每次降雨事件的冠层截留量.以“离坡顶水平距离(水平坡长)”为尺度标量,分析林冠截留量沿坡面的时空变化规律及影响因素.结果表明,林冠截留量存在沿坡变化和坡面空间尺度效应,且月份变化明显.在整个生长季,林冠截留量沿坡变化总体表现为随水平坡长增加先升高,在坡面中部达最大,之后逐渐降低,以每100m水平坡长的变化量表示的坡面尺度效应为+5.62 mm/100 m(坡段0～316.6 m)和-2.37 mm/100 m(坡段316.6～425.1 m);在5月,林冠截留量沿坡变化总体表现为随坡长增加而逐渐降低,坡面尺度效应为-0.26 mm/100 m(0～425.1 m),在6 8月,林冠截留量沿坡变化总体趋势均和整个生长季相同,6月份坡面尺度效应为+1.28 mm/100 m(0～261.1 m)和-1.78mm/100m(261.1～425.1 m),7月为+0.92mm/100 m(0～267.6 m)和-0.88 mm/100m(267.6～425.1 m),8月份为+1.28 mm/100 m(0～211.2m)和-0.34 mm/100 m(211.2～425.1 m);在9月、10月,林冠截留量沿坡变化表现为随坡长增加逐渐升高,坡面尺度效应分别为+2.38 mm/100 m和+0.81 mm/100m(0～425.1 m).林冠层叶面积指数的坡位差异及其季节变化是影响林冠截留时空变化的主导因素,各月林冠截留率均与叶面积指数呈显著正相关.可基于不同坡位样地的叶面积指数与其坡面均值的关系、叶面积指数与林冠截留量的关系以及不同坡位样地的叶面积指数测定值,上推估计林冠截留的坡面均值.