天然次生林对降水的分配效应浅析

赵东宁， 姜洪源， 徐生田， 贾同飞， 范春楠， 任飞燕

(1. 和龙林业局， 吉林 延边 133500; 2. 长白山森工集团， 吉林 延边 133000; 3. 北华大学林学院， 吉林 吉林 132000)

水是森林生态系统中最具影响的因素之一，关系到植物的生长、发育和分布。森林生态系统也对降水产生蒸散、截留、吸持、拦蓄等分配作用[1]。

降水通过森林植被时，经历乔木层、灌木层、草本层、凋落物层和土壤层的分配后，方才流出。因灌木和草本植物自身矮小径细，凋落物有效拦蓄效应影响因素复杂，给实际测量带来了很大的困难，该部分的水文分配效应至今无法系统开展[2]。因此，本文仅对乔木层的林冠截留、树干茎流、穿透雨和土壤层的地表径流等分配过程的水量(以下均称分配效应)展开研究，为进一步认识森林对降水的分配效应提供参考。

1 研究地概况

研究地位于吉林市丰满区前二道乡王相村附近的磨盘山天然次生落叶阔叶林内。该区域属北温带大陆性气候，夏季温热多雨，冬季寒冷漫长，年平均气温4.5 ℃，平均降水量668 mm。土壤为典型的森林暗棕壤，质地疏松、肥沃。植被属长白山植物区系，主要乔木树种有核桃楸(Juglansmandshurica)、花曲柳(Fraxinusrhynchophylla)、蒙古栎(Quercusmongolica)等，林分郁闭度0.8。

2 研究方法

在本研究地林分的中下部西南坡面上设置1径流场，面积1 340 m2，平均坡度15°。

大气降雨的测定采用雨量桶法，树干茎流采用茎流环法，穿透雨采用受雨器法，地表径流采用蓄水池法，林冠截留采用推算法(输入雨量-穿透雨量-树干茎流量)[3]。

数据采用Excel软件进行处理。

3 结果与分析

为了比较不同降雨条件下森林各水文分配效应之间的关系，对8次降雨各分配效应进行测量计算，见表1。

表1 不同降雨条件下森林各水文分配效应

从表1中可以看出，不同降雨条件下森林各水文分配效应各不相同。降雨量在1.69～24.36 mm时，总体表现为穿透雨量>地表径流量>树干茎流量>林冠截留量。将数据进一步整理，分别得出随降雨量和降雨强度的增加各水文分配效应变化趋势，见图1、图2。

图1 不同降雨量条件下各水文分配效应变化趋势

图2 不同降雨强度条件下各水文分配效应变化趋势

从图1中可以看出，除林冠截留几乎保持不变外，其他3个水文分配效应均随降雨量的增加而增大，但增加的幅度不尽相同，具体表现为穿透雨量>地表径流量>树干茎流量。总体上，当降雨量在1.69～4.91 mm时，各水文分配效应随降雨量的增加呈低速增长趋势；当降雨量在4.91～24.36 mm时，增长速度随降雨量的增大而加快。在图2中，不同降雨强度条件下，除林冠截留量趋于稳定外，其他水文分配效应总体呈显著升高趋势，且随降雨强度的增加增长速度也有所加大。

通常，降雨量越大，输入林内的总水量就越大，各森林水文再分配过程中的水量也就越大，因此，穿透雨量、树干茎流量和地表径流量均随降雨量的增加而增大。与降雨量不同，降雨强度越大，到达植物体表面雨滴的动能就越大，就不容易被群落冠层截留。因此，降雨强度越大，穿透雨量和地表径流量越大，而林冠截留量就越小。