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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
程根伟 余新晓 赵玉涛 周杨明 罗辑
蒸散是森林水文循环中最重要的水分输出机制 ,是决定森林水文效应的关键因素 .然而寻求较高精度的蒸散模拟手段 ,尤其是在地形复杂的山区 ,一直是困扰森林水文学家的难点之一 .该文通过对贡嘎山林区的蒸发实验观测 ,利用修正的Penman Monteith公式对地面和冷杉林蒸散进行模拟 ,并与水面实际观测资料进行对比 .结果显示 :控制该区蒸散的主导因子是太阳有效辐射、大气温度和植被类型 ;对三种地表类型 (裸地、灌草、森林 )蒸散模拟的年内变化过程与水面蒸发的实际观测值趋势一致 .利用修正的Penman Monteith公式对贡嘎山森林带蒸散的模拟结果显示 :非生长季节期间 ,森林蒸散低于非森林地...
关键词：
贡嘎山 森林蒸散 模拟
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
霍常富 程根伟 鲁旭阳 范继辉 肖飞鹏
林窗模型是研究森林生态系统对全球气候变化响应的有效工具。应用贡嘎山森林演替模型(GFSM)模拟气候变化对贡嘎山东坡冰川退缩和泥石流迹地森林演替过程的影响,并根据IPCC第4次评估报告,选择最具代表性的3种气候变化情景(B1、A1B和A2),比较分析了不同情景下森林树种组成、优势树种径级结构和林地土壤碳氮动态特征。结果表明:维持目前气候状况不变时,贡嘎山东坡冰川退缩和泥石流形成的迹地,经过典型的川滇柳、冬瓜杨和桦树先锋群落演替阶段,最终将恢复为冷杉林。若气候变化情景(A1B和A2)发生,繁殖能力和耐性较强的树种,如高山松和桦树,可能取代喜冷湿环境的冷杉,成为这一地区的优势树种。届时,森林生物量和...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
宋春林 孙向阳 王根绪
为揭示青藏高原东南缘贡嘎山地区的大气降水稳定同位素特征和水汽来源，利用贡嘎山东坡亚高山地区２０１２年５月至１０月实测的大气降水稳定氢氧同位素和气象资料，分析了贡嘎山地区的降水线特征、降水稳定氢氧同位素时空分异特征及其与气候因子之间的关系和氘盈余特征，并运用ＨＹＳＰＬＩＴ模型探讨了该区的水汽来源特点。结果表明：贡嘎山亚高山地区大气降水线方程为δＤ＝９．４０１ ９×δ１８ Ｏ＋２８．５３０ ３（‰）（Ｒ２＝０．９８３ ３，Ｐ＜０．００１），反映了该区湿润、多雨、气温较低的气候特点；该区大气降水稳定氢氧同位素季节变化明显，雨季先降低后升高；降水中氢氧同位素的高程效应显著且存在季节差异；降水稳定氢氧同．．．
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
牛健植 余新晓 张志强
开展优先流研究是土壤水运动机理研究由均质走向非均质领域的标志,可以有效解释早期水文学研究所困扰的不符合达西定律及对流--弥散方程等重大问题,但它在常规手段下难以获取。该文利用自制实验仪器,在研究区域开展室内土柱实验,系统分析研究区域土壤水分运移特征及优先流运移特征。结果表明:研究区域内4个演替阶段的土壤水分运动的壤中流过程主要表现为优先流,而土壤中的基质部分,则表现为不动区域。一旦优先流路径形成,土壤将不再阻拦水入渗,导致随后的降雨入渗穿过前面已经湿润并存在的优先流路径。优先流路径是研究区域水分在土壤中运移的主要途径,只要降雨雨强不停止,水将始终沿着优先流路径向下运移。运用综合染色示踪及影像分...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
朱清科 陈丽华 张东升 谢春华
为探索森林生态系统树木根系固土力学机制 ,对长江上游贡嘎山森林生态系统不同演替阶段主要树种进行了根系抗拉试验 .结果表明 :各树种根系在受拉情况下 ,峨眉冷杉 (Abiesfabri)、冬瓜杨 (Populuspurdomii)根系为典型的弹性断裂 ,而杜鹃根系为脆性断裂 .但各树种根系在断裂或完全拔出之前 ,根系变形量、最大形变率依次均为冬瓜杨 >杜鹃 >峨眉冷杉 .由于各树种根系形态特性及生物学的特性 ,在弹性形变范围内根系的弹性模量并不是一个常量 ,随根径的增加而增加 .根系的抗拉强度与根表面积、根径成正相关 ,即随着树木年龄的增长 ,其固持土壤的能力也不断增强 .由于冬瓜杨、杜鹃根系的...
关键词：
根系 固土作用 贡嘎山 长江上游
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
罗辑 程根伟 李伟 何祖慰
对贡嘎山东坡常绿与落叶阔叶混交林和冷杉林营养元素分布和生物循环进行研究 .结果表明 :常绿与落叶阔叶混交林、冷杉成熟林和中龄林N、P、K总积累量依次为 172 0 0 76、2 10 3 2 90、174 8 2 2 9kg hm2 ;N、P、K的归还量依次为 6 6 5 77、34 85 0、33 917kg (hm2 ·a) ;存留量依次为 73 75 9、95 387、81 6 0 3kg (hm2 ·a) .冷杉林保持N、P、K能力强 ,N、P、K循环速率比常绿与落叶阔叶混交林低
关键词：
贡嘎山 天然林 营养元素 生物循环
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
谢春华 关文彬 吴建安 程根伟 罗辑
林冠截留能力是反映森林与水关系的一个重要指标 .该研究充分考虑林冠结构特征与降雨特性 ,采用机械布样与林分叶面积指数相结合方法 ,观测了贡嘎山不同演替阶段的暗针叶林群落林内降雨 .结果表明 ,林内降雨量与林外降雨量线性相关 ,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数 ,而截距可以用来估计林冠蓄水容量 ;林冠截留量与林外降雨量呈幂函数关系 .在原有预测季节或生长季林冠截留模型基础上 ,引入单场降雨平均强度 ,用叶面积指数修正林冠透水系数 ,建立新的林冠截留概念模型 ,能够较好地预测长江上游暗针叶林生态系统单场降雨的林冠截留特征
关键词：
暗针叶林 林冠截留 模型
[期刊] 林业科学
[作者]
张雷 孙鹏森 刘世荣
【目的】定量揭示我国川西亚高山地区不同恢复阶段森林的蒸腾耗水特征,为当地森林恢复树种选择、水源涵养功能提升与低效林改造等提供科学参考。【方法】选择川西亚高山地区植被恢复系列中无论是林龄、类型还是面积都具有典型代表性的岷江冷杉老龄原始林、红桦次生林和粗枝云杉人工林作为研究对象,利用热扩散技术监测生长季树木蒸腾量;利用林分边材面积进行尺度上推,估算林分冠层蒸腾耗水量。基于机器学习技术(随机森林回归算法)估算整个生长季(5—10月)的林分冠层蒸腾耗水量。【结果】各森林类型平均日冠层蒸腾量表现为粗枝云杉林>红桦林>岷江冷杉林;在整个生长季观测到的粗枝云杉林、红桦林和岷江冷杉林日最大冠层蒸腾量分别为3. 17、2. 08和1. 69 mm;基于多气象因素,随机森林回归算法可有效估算森林蒸腾耗水量;整个生长季的林分冠层蒸腾总量估算结果表现为粗枝云杉林(314. 1 mm)>红桦林(199. 3 mm)>岷江冷杉林(125. 5 mm)。【结论】处在演替早期的红桦次生林冠层蒸腾耗水量明显高于处于演替晚期的岷江冷杉原始林;人工林蒸腾耗水量明显高于天然林(岷江冷杉原始林和红桦次生林),因此可将森林蒸腾耗水特征作为研究区森林恢复度的评价指标。该区大量营造的粗枝云杉人工林已步入中龄林阶段,高蒸腾特征可能会对流域产水量构成压力,建议进行抚育性结构调整。通过综合分析多项研究结果,本文提出一个"森林水分利用生态演替"假说:伴随着亚高山森林植被自然恢复进程(正向演替),林地蒸腾耗水量趋于减少,地带性演替顶级群落亚高山暗针叶林具有最低蒸腾耗水特征。这个假说可作为川西亚高山区区域水文平衡维持和植被结构调整的参照体系。
关键词：
蒸腾液流 天然林 人工林 演替 随机森林
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
高东东 吴勇 陈盟 王春红
利用不同的方法对贡嘎山黄崩溜沟水文站实测日径流资料进行了基流分割,并利用数理统计方法对基流指数的均值、均方差、变异系数进行了计算,并对黄崩溜沟基流过程和地表径流、基流的滞后时间进行了分析。黄崩溜沟基流分割指数为0.65~0.74,平均值为0.71;枯水期,黄崩溜沟地表径流量相对降雨量滞后时间为2.7~14.5d,平均滞后8d,基流量相对地表径流滞后0.7~3d,平均滞后1.8d;丰水期,黄崩溜沟地表径流量相对降雨量滞后时间为0.7~3.7d,平均滞后1.8d,基流量相对地表径流滞后0.9~2.6d,平均滞后1.5d;考虑流域整体,计算黄崩溜沟流域降雨入渗补给系数为0.16~0.28。研究表明:...
关键词：
森林系统 小流域 基流分割 降雨入渗系数
[期刊] 资源科学
[作者]
韩项 尹云鹤 吴绍洪 邓浩宇
蒸散是水循环和能量循环的重要过程,也是连接土壤-植被-大气系统的关键纽带。气候变化背景下,蒸散的时空分布研究可为地区水资源合理配置及应对气候变化提供科学基础。本文基于结合GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)数据的水量平衡方法模拟黄土高原汾沁地区2003—2015年蒸散量,并分析其不同时间尺度的变化特征,结果表明:(1)结合水储量变化的水量平衡方法与忽略水储量变化的水量平衡方法模拟所得蒸散相比,前者时间序列上波动更平稳(变异系数、标准差、极端值分别减少0.12,5.50mm,3.20%),可更精确地反映汾沁地区实际蒸散在年和季节尺度上的变化规律;(2)研究区2003—2015年均蒸散量为530.19mm,空间分布上由北向南大致增加,年际波动较平稳(变异系数为0.08),其中2010年蒸散量最低(478.22mm),2011年蒸散量最高(614.57mm);(3)季节尺度上,夏季平均蒸散量最高(263.36mm),占全年蒸散量的49.67%,波动较平稳;冬季蒸散量最低(19.50mm),离散程度较大;(4)汾沁地区2003—2015年蒸散变化主要受温度、降水的影响,其年际波动主要与降水相关。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
关文彬 王自力 陈建成 张秋岩 汪西林
为研究长江上游亚高山暗针叶林森林生态系统的服务功能 ,作者选择我国亚热带自然垂直生态系统最典型、保存最完好的贡嘎山地区 ,应用市场价值、影子价格、机会成本等方法 ,首次评价了贡嘎山地区涵养水源、保护土壤、固定二氧化碳、净化空气等森林生态系统服务功能的生态经济价值 .结果表明 ,贡嘎山地区涵养水源价值为 71 0 175亿元 ,保持土壤减少侵蚀价值为 2 16 5 7亿元 ,固定CO2 减轻温室效应的价值为 4 2 6 14亿元 ,净化空气的价值为10 7 0 332亿元 ,4项合计的价值平均每年为 184 4 778亿元 ;最后对贡嘎山森林生态系统的保护与利用提出建议
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刁一伟 王安志 金昌杰 关德新 裴铁璠
该文以长白山阔叶红松林为研究对象,以Raupach提出的Localized Near Field(LNF)理论为依据,耦合垂直速度标准差σw(z)和拉格朗日时间尺度TL(z),建立林冠内水汽源/汇强度和平均浓度廓线之间的关系;利用拉格朗日反演模型提出了通过林冠水汽浓度梯度计算林冠内的水汽源/汇强度进而推算森林蒸散的方法.模拟结果与开路涡动相关系统的观测数据比较显示:白天水汽累积通量的模拟精度达到81%,模拟值高出实测值约15%~25%;夜间模拟值比实测值高出2~4倍,其原因尚不清楚.观测期内全天水汽总量模拟值298.91 mm,观测值为240.33 mm.最后,讨论了水汽源/汇强度及其通量随时...
关键词：
拉格朗日反演分析 源汇分布 蒸散
[期刊] 林业科学
[作者]
巩合德 王开运 杨万勤
观测了王朗自然保护区紫果云杉林、岷江冷杉林和白桦林3种森林群落一个观测年的大气降雨量、穿透雨量和茎流量,并对其中的养分元素进行了同步取样分析。结果表明:1)3个森林群落穿透雨的硫(S)及铵态氮(NH4+-N)浓度都低于大气降雨中的浓度,说明S和NH4+-N在经过林冠表面时被吸附,而穿透雨中的硝态氮(NO3-N)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、全碳(C)和全磷(P)等元素浓度都高于大气降雨中的浓度;2)所有样地茎流中的养分元素浓度都明显高于大气降雨和穿透雨中营养元素的浓度;3)C、N(NH4+-N、NO3--N)、P、K、Ca、Mg、S等随大气降雨输入林地的量分别为40.57、6.44、0....
[期刊] 资源科学
[作者]
王飞宇 占车生 胡实 贾仰文 牛存稳 邹靖
基于考虑了水资源开采利用方案和农作物生长的新型陆面模式CLM_CERES,利用CMIP5多模式集合数据集驱动该模式,使用基于全球通量观测网络(FLUXNET)的地表蒸散发估算数据("MTE"数据)对模拟结果进行验证,系统分析了中国典型山地(太行山地、横断山地、黔桂喀斯特山地)基准期(1951-2005年)和预估期(2006-2060年)蒸散量时空变化。结果显示:三个区域CLM_CERES模拟蒸散量与MTE数据在月尺度上均具有较好的相关性,相关性均在0.76~0.88之间。1951-2060年太行山地和横断山地总蒸散量呈显著增加趋势,增幅分别为0.9806和0.7569mm/a(P<0.001),以植被蒸散为主,黔桂喀斯特山地总蒸散量无显著增加趋势,以土壤蒸发为主;三个区域蒸散量的季节变化均呈现单峰曲线,峰值位于5-9月。太行山地和横断山地蒸散量的空间分布主要受气候和地形影响,黔桂喀斯特山地受其特殊的地表、地下水二元结构影响,对蒸散量的响应机制相对复杂。
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