以小兴安岭原始红松林为研究对象,通过119场降雨的观测,对原始红松林的降雨截留再分配进行系统研究。结果表明:1)研究期内小兴安岭原始红松林的穿透降雨量、树干径流量和冠层截留量依次为636.04、14.62、177.84mm,分别占林外降雨量的76.77%、1.76%、21.47%;2)原始红松林的穿透雨率、林冠截留率与降雨量之间均呈对数关系(P<0.01),而穿透雨量、林冠截留量与降雨量之间均呈线性相关关系(P<0.01);3)当降雨量>0.5mm时,原始红松林开始产生树干径流,且树干径流量和树干径流率均与降雨量呈正相关关系(P<0.01);4)在原始红松林水文过程中,...

以小兴安岭原始红松林为研究对象,通过119场降雨的观测,对原始红松林的降雨截留再分配进行系统研究。结果表明:1)研究期内小兴安岭原始红松林的穿透降雨量、树干径流量和冠层截留量依次为636.04、14.62、177.84 mm,分别占林外降雨量的76.77%、1.76%、21.47%;2)原始红松林的穿透雨率、林冠截留率与降雨量之间均呈对数关系(P<0.01),而穿透雨量、林冠截留量与降雨量之间均呈线性相关关系(P0.5mm时,原始红松林开始产生树干径流,且树干径流量和树干径流率均与降雨量呈正相关关系(P<0.01);4)在原始红松林水文过程中,通过变异系数比较可知,...

【目的】研究小兴安岭红松林林外降雪、林内穿透雪和林冠截雪特征,深入认识森林冠层对降雪截留再分配的影响,为定量评价该区域红松林的生态雪水文效应提供理论依据。【方法】连续2年冬季定位观测红松林林外降雪和林内穿透降雪特征,并调查林分结构因子,利用基于物理机制的半经验性理论降雪截留模型模拟红松林冠次截留雪量。【结果】2013年11月至2014年4月和2014年11月至2015年4月,共观测到17场降雪,平均次降雪量10.3 mm,平均次降雪强度4.41 mm·d-1;平均次穿透降雪量7.4 mm,平均次穿透率69.3%,次穿透降雪量和次穿透率均随次降雪量增加而增大;林冠次截留雪量与次降雪量呈较好的幂函数正相关关系,并与郁闭度显著正相关(P<0.05),而林冠次降雪截留率与次降雪量呈负指数函数关系(P<0.05),次降雪量、胸径、郁闭度、树高和坡度对林内次穿透雪量有显著影响;林冠截留降雪存在饱和截留量限制,林冠次降雪截留率随次降雪量增加逐渐降低;林冠次降雪截留率与次降雪量和郁闭度紧密相关(P<0.05),而与胸径、树高、胸高断面积、林冠高度、林冠宽度、叶面积指数和坡度等指标相关性不显著。【结论】次降雪量和林冠郁闭度对林冠次截留雪量影响显著,次降雪量、胸径、郁闭度、树高和坡度对林内次穿透降雪量有显著影响。Pomeroy等(2002)和修正的降雪截留模型能较好拟合小兴安岭地区红松林冠次截留雪量。

为阐明小兴安岭3种原始红松林土壤有机碳变化特征及其影响机制,以沿海拔梯度分布的云冷杉红松林、椴树红松林和蒙古栎红松林为研究对象,采样分析了土壤总有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳含量及土壤理化性质。结果表明:3种原始红松林土壤总有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳含量均随土层加深而递减;蒙古栎红松林土壤总有机碳与易氧化碳含量最高,椴树红松林次之(仅10~20 cm土层土壤总有机碳低于云冷杉红松林,但差异不显著),云冷杉红松林最低,这种趋势(蒙古栎红松林>椴树红松林>云冷杉红松林)同海拔梯度变化一致。不同林型土壤微生物生物量碳含量的差异在不同土壤层次有所不同,但差异均不显著;2种活性碳、总有机碳与土壤...

以莲峡河小流域内马尾松林为研究对象,对林分样地进行降水截留实测与模拟研究,结果表明林内穿透雨量与降雨量呈线性相关;穿透系数与降雨量呈对数相关;林冠截留量与降雨量呈指数相关;截留率与降雨量呈对数相关;而林冠截留量与降雨量、降雨强度呈多元线性相关。在此基础上建立了穿透系数、树干茎流率和降雨强度而预测林冠截留量模拟模型,实测表明该模型能比较准确地估算马尾松林分的林冠截留量。

以小兴安岭典型阔叶红松林大面积固定样地(9hm2)为对象,分析粗木质残体(CWD)的物种组成及数量特征、径级结构、存在形式、腐烂等级,揭示小兴安岭阔叶红松林CWD的基础特征。结果表明:9hm2典型阔叶红松林固定样地内共计有胸径≥2cm的CWD3418株(由于高度腐烂鉴别不出种的CWD有864株,占总个体数的25.3%),CWD的密度、胸高断面积和体积分别为380株.hm-2、15.80m2.hm-2和90.1m3.hm-2;花楷槭和枫桦是阔叶CWD的主要组成树种,红松和冷杉是针叶CWD的主要组成树种;针叶树种的胸高断面积(9.12m2.hm-2)和体积(57.68m3.hm-2)分别达到总体C...

【目的】以小兴安岭典型阔叶红松林样地为研究对象,分析2010、2015和2020年群落幼树非空间结构动态变化和群落幼树的空间结构动态变化,旨在了解群落的演替趋势、不同尺度下幼树分布特征变化以及不同生长阶段在空间分布上的相关性如何变化,为森林群落动态长期监测研究、维持群落结构、恢复群落生物多样性和合理经营管理提供科学依据。【方法】以研究区阔叶红松林固定监测样地的长期调查数据为基础,在此基础上选取了生长情况较好的200 m×200 m的典型阔叶红松林进行研究,计算2010、2015和2020年样地内不同生长阶段乔木物种及数量变化,群落幼树的物种组成、径级结构和物种多样性动态变化,并且运用O-ring函数分析幼树空间分布和幼树与小树、大树空间关联性。【结果】在3次调查中,乔木物种数保持不变,但个体数呈现先增加后减小的趋势;2015和2020年小树新增个体数均高于转移个体数,但是2020年较高的枯死率逆转了小树的增长趋势,阔叶树的物种数和株数都远远大于针叶树,幼树优势物种组成基本保持不变;随着尺度的增加,幼树的丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数都先急剧增加后趋于平缓,Pielou均匀度指数先明显下降后趋于平缓;另外,在200 m×200 m的空间尺度下,随着时间的增加,Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数呈先减小后增加的趋势,Pielou均匀度指数持续增加。随着时间的增加,小树和大树的平均胸径均有增加,2020年幼树的平均胸径显著减少。3次调查幼树的空间分布格局类似,在小尺度表现为聚集分布,随着尺度的不断增大,种群的空间格局变为随机分布或均匀分布。在3次调查中,幼树和小树的空间关联性类似,在小尺度上呈正相关性,随着尺度的增加,相关性减弱,两者变为无相关性,但是在中等尺度上和大尺度上存在部分负相关性;幼树和大树在大多数尺度上呈无相关性或正相关性,但是在小尺度和中等尺度上仍然存在负相关性。【结论】阔叶树在此群落中占有重要地位,随着时间的改变,幼树物种组成基本保持不变,物种多样性指数的变化主要是由偶见种引起的,偶见种对维持群落生物多样性机制具有重要影响,群落处于稳定变化中。幼树和小树在小尺度竞争较小,相互依赖,而在中等尺度上和大尺度范围内上层林木具有较强的竞争资源能力;幼树和大树整体上竞争较小,在部分尺度上由于形体差异很大,较大的个体可能对较小的个体产生排斥。该群落在10 a间进行的是正向演替,群落空间格局更加稳定和理想,为相对稳定的森林群落。

【目的】以小兴安岭典型阔叶红松林样地为研究对象，分析2010、2015和2020年群落幼树非空间结构动态变化和群落幼树的空间结构动态变化，旨在了解群落的演替趋势、不同尺度下幼树分布特征变化以及不同生长阶段在空间分布上的相关性如何变化，为森林群落动态长期监测研究、维持群落结构、恢复群落生物多样性和合理经营管理提供科学依据。【方法】以研究区阔叶红松林固定监测样地的长期调查数据为基础，在此基础上选取了生长情况较好的200 m×200 m的典型阔叶红松林进行研究，计算2010、2015和2020年样地内不同生长阶段乔木物种及数量变化，群落幼树的物种组成、径级结构和物种多样性动态变化，并且运用O-ring函数分析幼树空间分布和幼树与小树、大树空间关联性。【结果】在3次调查中，乔木物种数保持不变，但个体数呈现先增加后减小的趋势；2015和2020年小树新增个体数均高于转移个体数，但是2020年较高的枯死率逆转了小树的增长趋势，阔叶树的物种数和株数都远远大于针叶树，幼树优势物种组成基本保持不变；随着尺度的增加，幼树的丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数都先急剧增加后趋于平缓，Pielou均匀度指数先明显下降后趋于平缓；另外，在200 m×200 m的空间尺度下，随着时间的增加，Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数呈先减小后增加的趋势，Pielou均匀度指数持续增加。随着时间的增加，小树和大树的平均胸径均有增加，2020年幼树的平均胸径显著减少。3次调查幼树的空间分布格局类似，在小尺度表现为聚集分布，随着尺度的不断增大，种群的空间格局变为随机分布或均匀分布。在3次调查中，幼树和小树的空间关联性类似，在小尺度上呈正相关性，随着尺度的增加，相关性减弱，两者变为无相关性，但是在中等尺度上和大尺度上存在部分负相关性；幼树和大树在大多数尺度上呈无相关性或正相关性，但是在小尺度和中等尺度上仍然存在负相关性。【结论】阔叶树在此群落中占有重要地位，随着时间的改变，幼树物种组成基本保持不变，物种多样性指数的变化主要是由偶见种引起的，偶见种对维持群落生物多样性机制具有重要影响，群落处于稳定变化中。幼树和小树在小尺度竞争较小，相互依赖，而在中等尺度上和大尺度范围内上层林木具有较强的竞争资源能力；幼树和大树整体上竞争较小，在部分尺度上由于形体差异很大，较大的个体可能对较小的个体产生排斥。该群落在10 a间进行的是正向演替，群落空间格局更加稳定和理想，为相对稳定的森林群落。

为了验证修正的Gash模型对缙云山毛竹林林冠截留模拟的适用性,基于2009年4—7月的气象和林分特征资料以及实测的穿透雨和树干茎流等资料,分析缙云山毛竹林林外降雨、穿透雨和树干茎流特征,并应用修正的Gash模型对林冠截留量进行模拟,对比分析周降雨累计截留量和单次降雨截留量的模拟值和实测值,采用敏感性分析法分析模型参数对截留量的影响程度。结果表明:研究期间共29次降雨,总降雨量为531.1mm,平均降雨强度为2.11mm·h-1,大部分为低雨强、低雨量级、长历时的降雨;穿透雨量、茎流量和林冠截留量的实测值分别为463.2,6.5和61.4mm,模拟值分别为461.1,6.1和63.9mm,模拟的...

对已有的冠层截留模型进行改进，以ＡｒｃＰｙ函数库为基础借助遥感和ＧＩＳ模拟技术，以半小时为时间步长对井冈山保护区２０１２年９月～２０１４年８月研究森林冠层降雨截留进行了模拟。在区域尺度上利用模拟结果对森林冠层年、月降雨截留特征进行了分析。结果显示，整个保护区年均冠层降雨截留率为１８．４６％，截留量为２５７．６０ｍｍ，不同森林类型区域尺度的年均截留率在１７．２６％～２１．２５％；月降雨量与各森林类型区域尺度的冠层截留率负相关，与截留量正相关。不过降雨量对截留量和截留率的解释程度分别只有约５８％和７２％。一个与月降雨量和月内雨量分配有关的参数ＰＡ对月截留量的解释程度可达０．８４以上，通过分析得到了．．．

应用系统论方法．从连续方程出发推演出次降雨通过林冠的穿透降雨、树干径流和林冠截留三个过程模型均为ｎ＋１阶常系数微分方程。用方程表述穿透降雨和树干径流过程，旨在揭示林冠分配降雨特征与动态规律。以穿透降雨为例，其模型模拟结果与实验比较，相对误差不超过２％，与野外观测比较，多次平均相对误差为６％。笔者发现次降雨通过林冠这一多孔介质的穿透降雨、树干径流过程与电学中Ｒ－Ｌ－Ｃ电路暂态过程的方程具有同一形式。

【目的】了解中国小兴安岭阔叶红松不同演替系列土壤有机碳库和各组分的积累及分配特征,准确评价森林生态系统碳储量,为科学评价小兴安岭阔叶红松林土壤固碳功能和固碳潜力提供理论依据。【方法】以阔叶红松林不同演替系列(中生系列、旱生系列、湿生系列)的典型群落为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳、易氧化有机碳、惰性有机碳、矿化碳、可溶性有机碳含量,探讨有机碳各组分对总有机碳的贡献率,分析调控土壤有机碳及各组分的影响因子。【结果】小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳含量表现为

依托小兴安岭凉水阔叶红松林动态监测样地，运用样方法和树木年代学方法，调查了样地中６ ｈｍ２典型阔叶红松林内扩展林窗（≥５０ ｍ２）特征，分析了小兴安岭典型阔叶红松林林冠干扰特征及形成原因。结果表明：林窗平均密度为７．６７个／ｈｍ～２，平均产生速率为０．０８个／（ｈｍ～２·ａ），干扰频率为０．４２％／ａ，干扰周转期约２４０年。林窗形成树种主要是红松（５０．２２％）、臭冷杉（９．７８％）、枫桦（７．７８％）以及腐烂程度较严重而无法判别的树种（１０．４４％），死亡方式主要为干基折断（５４．９％）。林窗由多种死亡方式共同形成，３种以上形成方式占７０．８３％。每个林窗形成木平均为９．３８株，且腐烂等级较．．．

【目的】揭示透光抚育对"栽针保阔"红松林中长期碳汇的影响规律,为恢复地带性顶极植被阔叶红松林提供依据。【方法】采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,同步测定小兴安岭不同透光抚育强度(对照(未采伐未栽针)、轻度透光抚育(伐除上层蓄积1/7)、中度透光抚育(伐除上层蓄积1/5)、强度透光抚育(伐除上层蓄积1/4))下的中期"栽针保阔"红松林(杨桦次生林冠下栽植红松35年,透光抚育30年)的生态系统碳储量(植被与土壤)、植被净初级生产力与年净固碳量,揭示透光抚育强度对"栽针保阔"红松林中长期碳汇作用的影响规律及机制。【结果】(1)透光抚育30年后,各透光抚育强度使中期"栽针保阔"红松林的植被碳储量((81.15±3.63)～(100.24±1.10) t/hm~2)显著降低了14.7%～19.0%(P 0.05),但轻度、中度和强度透光抚育却改变了土壤碳储量的空间分布格局(水平分布上土壤表层碳储量随透光抚育强度增大而递减;垂直分布上轻度和中度透光抚育使其由对照的上>中≈下转化为上>中>下或上≈中>下)。(3)轻度透光抚育使其生态系统碳储量((189.47±5.16)～(218.44±10.65) t/hm~2)已得到恢复(-5.3%,P> 0.05),但中度和强度透光抚育仍使其较对照显著降低9.3%和13.3%(P 0.05),而中度和强度透光抚育却使其仍显著低于对照15.4%～15.7%和14.0%～15.8%(P

长江三峡库区地处中亚热带湿润气候条件下，雨季时间较长，库区马尾松林分截留作用对降雨特性、径流损失和水分循环的影响十分突出。根据林内、林外雨滴观测和林冠截留场资料，本文提出了一次降雨在林冠层再分配的统计模型和林冠截留过程的预报模型，建立了估计林冠层下降雨功能的计算式。较以往的研究，这些模型更客观地模拟了林冠截留效应，并且结构简单，参数易于定量。