西北林学院学报
一
坷
测算辽东山区主要林分类型的蒸发散量张德成‘,殷明放,,白冬艳,,魏进华朱学静
,丁丽娜
中国林业科学研究院北京沁沈阳农业大学林学院辽宁沈阳
南阳理工学院河南南阳抖北
华大学林学院吉林吉林
摘要本试验运用固定标准地观测的方法测定辽东山区几种主要林分类型的蒸发散量根据
布兰尼一尼里德尔模型推算的后楼水库集水区邻域范围内的年土壤和枯落物水分蒸发量分别为落叶松幼龄林护落叶松中龄林耐红松幼龄林可红松中龄林,丫柞树林比丫杂木林川“影响单位面积蒸发量的主要因子为地表枯落物
量同时蒸发量又与郁闭度呈弱的负相关关系地表至的表层土壤的水分蒸发量约占总
蒸发量的绝大部分各个林分类型间的蒸腾量差异显著
关键词辽东山区林分类型森林水文蒸发散
中图分类号文献标识码文章编号刀汉习刃
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蒸发散是生物地球系统水循环的重要组成部且日间差异和季节差异具有随机性我国对森林蒸分在森林中这一现象可分解为土壤和枯落物水分发散量的动态变化研究特别是大尺度的研究
开展很
蒸发和树木水分蒸腾森林蒸发散量的研究对于气少国际上的研究主要是采取实地观测后回归分析象水利林业及农业生产具有重要意义现有的观的方法形成了一模型
测方法主要有蒸渗仪和蒸发池法固定标准地重复花模型模型比模
调查法人流出流观测法等对蒸发量的推算方法有型〔’’“川新安江模型中将蒸发散分解为上中
下
湿度法温度法多因子综合回归法辐射法水量平三层下层为蒸腾部分上中层的蒸发量运用
指
衡法￡’,等研究表明森林蒸发量的大小受到气象数函数与时间拟合对不同的地面覆盖物则赋之以条件地表覆盖等多因素的影响由于森林的自然地不同的系数显然对蒸发散的估算是粗略的本试理条件的差异和树种龄级的不同试验工作量很大验运用固定标准地观测的方法实测辽东山区几种主
收稿日期很修回日期
场卜
作者简介张德成男辽宁沈阳人博士研究生助理研究员研究领域为森林经理与林业经济西北林学院学报
卷
要森林植被的土壤和枯落物水分蒸发量和树冠蒸腾量并用布兰尼一尼里德尔模
型
推算蒸发散量的月份动态变化目的是测算辽东山区森林的日月和年蒸发散量并为研究其它地区森林蒸发散量提供思路与方法
研究区域和试验地概况
辽宁省东部山区系长白山脉西南部的延伸
地
形复杂森林类型繁多现有森林面积,覆盖率约为属长白植物区系地带性植
物群落为以红松为主的针阔混交林目前森林植被
主要以天然次生阔叶林和人工针叶林为主大多数为中幼龄林次生阔叶林占植被的其中柞树林占杂木林占另外为人工林主要为落叶松林红松林和油松林本区属于温带湿润的季风气候年降水量一年均气温℃一℃土壤类型多属棕色森林土和暗棕色森林土也有少部分黑土和灰化土试验地位于后楼水库集水区内辽宁省试验林场和清原县湾甸子镇林业站所属林区属中温带大陆性季风气候年平均气温℃极端最低温一℃极端最高温℃年日照无霜期、雨热同期年均降雨多集中在月份土壤冻结期长为中厚层酸性岩暗棕壤土下部林缘部分多为棕壤混有砾石沟谷为草甸土分布面积不大从该地区气候土壤及植被的特点在辽东山区具有一定的代表性〔’为了研究结果的可比性选择树龄基本一致土壤类型相同立地条件相近的在辽东山区具有代表性的几种林分类型龄组进行比较分析包括落
叶松幼龄林落叶松中龄林红松幼龄林红松中龄林柞树林杂木林试验时间为年月根
据辽宁省试验林场小班调查资料取各龄级林分的
诸项指标的平均值分别在各林分类型中选取固定标准地块对标准地的自然环境和生物因子进行调查标准地情况见表
表固
定标准地概
况
】二昭
林分类型及龄级坡向坡度坡位年龄郁闭度标准地内树木株平均胸椒平均高平均冠幅时枯落物量
…落叶松幼龄林落叶松中龄林红松幼龄林班红松中龄林柞树林杂木林二
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咤‘…飞
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…巧下
中
杜
材料与方法蒸发且的测定
采用多环刀法测定蒸发量在每块标准地的标
准木下侧约倍投影半径的位置上挖土
壤剖
面
用环刀向下垂直不间断取样个分别测定重量后迅速用塑料胶带将环刀按照土层顺序连在一起将最底层环刀的底面封严环刀内就形成
了
的土柱土柱的底面和侧表面封严只留出顶端
在每个标准地取土柱个将土柱埋于原处土壤中
土柱顶端与地面持平后称重并记录空气湿度
和当天温度在每块标准地做次重复根据试验
数据计算出单位面积的地表蒸发量及月蒸发量单
位面积的地表蒸发量及月蒸发量计算公式为
吞、月牛一台
一川,
式中一林地日蒸发量岁‘一第个换刀的失水量
凡一环刀的横断面积
蒸腾强度测
定
在每一林分标准地中选取标准木棵在林冠侧枝中随机抽取枝标准枝测定其叶重然后推算
全株叶量林分每公顷叶量计算公式为
叭叽刃
式中磷一叶重岁叭一标准木叶重一标准木冠
幅
,
采用“快速称重法刘奉觉〔’在不同标准地取标准树枝各枝用天平称重后挂回原
处而以后再测其重量每称重一次测定时间为记录当日平
均温度湿度并根据标准枝与标准地树枝调查推算
标准地蒸发量树木表皮蒸发量林木含水量差值
和
空气含水量差值忽略不计根据如下模型计算树木
蒸腾量
,,
蒸腾强度留计算
公式
二君二一
夕第期张德成等测算辽东山区主要林分类型的蒸发散量
式中一蒸腾强度留而,一蒸腾水量
碑一鲜枝叶重一测量时间
单位面积林地日蒸腾量计算公式‘二
磷
‘
式中一林地日蒸腾量扩一鲜枝叶重扩,与一日蒸腾时间而凡一蒸腾强度留
蒸发散盆的计算每公顷林地的蒸发散计算公式如下君,,
。
式中凡一日蒸发散量“,一林地
日
蒸发量岁君一林地日蒸腾量,根据布兰尼一尼里德尔模型推算出不同林分蒸
发散量月份之间的变化和年均蒸发散
量
‘二二式中一月平均日蒸发散量浑一月均日照
时间与年日照时间的比值气一月平均气温下天‘一
不同植被的系数
。
蒸发的量越小这是因为枯枝落叶层和半分解层比较疏松使土壤毛管水不能顺利上升土壤水分得不到足够能量汽化表相关系数矩
阵
耽燕发量郁闭度平均高枯落物量
蒸发量一二一郁闭度一二一平均高一枯落物量一】一
结果与分析土壤及枯落物的蒸发盘
单位面积日蒸发量对所测结果进行统计
得到各个植被类型的蒸发量的均值表经多元方差分析蒸发量的差异是由土壤层次和林分类
型
共同影响的两者的影响显著性概率检验值分别为
均小于土壤层次和植被类型的不同对蒸发量的影响显著红松中龄林蒸发量略高为“扩而落叶松幼龄林的蒸发量最小仅为
“扩柞树林和杂木林落叶松幼龄林红松幼
龄林之间差异不大
表单位面积土旗及枯落物水分日燕发且‘阳口
林分土坡深度,类型总燕发量叮
树冠密集的林分如落叶松幼龄林土壤水分得不到足够多太阳辐射能量在一定程度上降低了土壤的蒸发量而中龄林立木较稀太阳辐射呈斑块性
分布地表接受的太阳辐射能较高
使局部温度特别是地表的温度在白天升高
较大其土壤空气温差较大再由于中龄林林内空隙大利于风的运动林内空气湿度小这样就使土
壤
内部的水分活跃蒸发量上升不同土壤深度的日蒸发量土
壤层次的不
同对蒸发量的影响很大地表至。的表层土壤的水分蒸发量约占总蒸发量的以下的土壤失水很小最底层的蒸发量极少。接近了
土壤的日最大蒸发深度证明本试
验所测
的
。
深土柱的蒸发量代表了单位面积的总蒸发量
本试验土壤的蒸发与地面封闭截断了与地下水的交流有一定发关系有无地下水的情况下的蒸发量差异将另文讨论可以肯定的是在蒸发过程中以下的土壤起到的作用主要是传输毛管水
而水分子的剧烈运动直至脱逸是在上层进行的红松幼龄林中龄林出现了下层土壤蒸发量大于上一
层土壤的现象幼龄林出现在巧和。层次
之间中龄林出现在和。之间树木蒸腾量
按照标准枝法推算本试验地的各种林分的日蒸
腾量表差异较大柞树林的标准地植株树较少
其蒸腾量最少落叶松幼龄林的标准地植株较多其
蒸腾量最大树木蒸腾量的树种间差异明显从单表年月份树木蒸腾统计曲咖
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落叶松和红松的幼龄林的蒸发量分别小于中龄林这与幼龄林中的草本植物和灌木生长良好有关
地表被植物覆盖的程度较高地表植物的蒸腾作用较大使地表空气湿度上升抑制了土壤和枯落物的水分蒸发经相关分析表可知影响单位面积蒸发量的主要因子为地表枯落物量同时蒸发量
又
与郁闭度呈弱的负相关关系地表枯落物越多地面
林分类型标准枝
均重失水率
标准木标准枝日均蒸腾量竺珊哪标准枝
日失
水量数枝口
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