基于Gash修正模型的元宝槭林分结构对降雨分配的影响

李亦然(),张荣华,李泽东,牛勇*(),张永涛*()

山东农业大学林学院, 山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室, 泰山森林生态系统定位研究站, 山东 泰安 271018

收稿日期:2018-07-09出版日期:2019-01-20发布日期:2019-01-23
通讯作者:牛勇,张永涛E-mail:19754328@qq.com;150401973@qq.com;yongtaozhang@126.com
作者简介:李亦然(1993—),男,硕士研究生,研究方向为水土保持监测与生态水文研究. E-mail:19754328@qq.com
基金资助:山东省自然科学基金资助项目(ZR2016DB12);泰安市科技发展计划资助项目(20113052)

Influence of stand structure of Acer truncatum forest on rainfall redistribution based on modified Gash model

Yi-ran LI(),Rong-hua ZHANG,Ze-dong LI,Yong NIU*(),Yong-tao ZHANG*()

Forestry College of Shandong Agricultural University, Shandong Provincial Key Laboratory of Soil Erosion and Ecological Restoration, Taishan Forest Eco-station of State Forestry Administration, Tai'an 271018, Shandong, China

Received:2018-07-09Online:2019-01-20Published:2019-01-23
Contact:Yong NIU,Yong-tao ZHANG E-mail:19754328@qq.com;150401973@qq.com;yongtaozhang@126.com

Supported by:山东省自然科学基金资助项目(ZR2016DB12);泰安市科技发展计划资助项目(20113052)

摘要/Abstract

摘要： 林冠截留是森林生态系统降雨分配的起始点,准确模拟林冠截留是探究森林水文过程的基础。为了研究林分结构中林分密度对林冠截留的影响规律及Gash修正模型的适应性,以北京市八达岭森林公园2种林分密度的元宝槭纯林为研究对象,对其林冠截留过程进行了模拟分析,并针对元宝槭林分结构特征探讨了Gash修正模型的适应性。研究结果表明:(1)2013年生长季内,元宝槭密林(3 665株/km²)穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量实测值分别为365.50、38.19、69.82 mm,模拟值分别为386.45、33.86、53.21 mm,相对误差分别为5.73%、4.33%和23.80%;元宝槭疏林(1 090株/km²)的穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量实测值分别为380.20、19.04、74.25 mm,模拟值分别为368.37、13.71、91.43 mm,相对误差分别为3.12%、27.99%和23.13%。疏林条件下,更多的降雨穿透林冠,进入了森林生态系统的下一水文效应层, Gash修正模型的模拟结果亦呈现基本一致的特征,模型对元宝槭林的模拟精度基本可以满足需要。(2)对Gash修正模型中的平均降雨强度(${\bar R}$)、树干茎流系数(P_t)、饱和林冠持水能力(S)、郁闭度(c)、饱和树干持水能力(S_t)、平均饱和林冠蒸发速率(${\bar E}$)共6个关键参数的进行敏感性分析,各参数对元宝槭密林林冠截留量模拟的影响程度大小依次为${\bar R}$ > S > ${\bar E}$ > S_t > c > P_t,对于元宝槭疏林的影响程度大小依次为S > ${\bar R}$ > ${\bar E}$ > c > S_t > P_t。通过分析可以得出,选择适宜的时间尺度计算平均降雨强度和饱和林冠持水能力,是提升Gash修正模型模拟精度的关键,适当疏伐可以为林分的生长提供更好的水分条件。


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