六盘山香水河小流域四种典型林分的生态水文特性研究

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1、中国锋耄舛学坼宪院学位论文学位论文作者指导教师姓名指导小组成员申请学位级别专业名称研究方向论文答辩日期孙浩熊伟(副)研究员王彦辉研究员于澎涛研究员硕士生态学森林生态水文过程2014年6月◎中国·北京DissertationfortheDegreeMountainsCandidate：SunHaoSupervisor：XiongWei，AssociateProfessorAssociateSupervisor：WangYanhui，ProfessorAcademicDegreeAppliedfor：YuP

2、engtao，ProfessorMasterSpeciality：EcologyDateofDefence：June2014Degree·-Conferring·-Institution：ChineseAcademyofForestry独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本

3、研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：乙细、V秀日期：晰6月?秒日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名曲、涕己别缈年∥月乡汐日导师签名

4、：雠7训纱年彦月≥口日学位论文作者毕业联系方式：hbsjz2007@126．com工作单位t联系电话：电子邮件：通讯地址、邮编：摘要水源涵养功能是森林生态系统的重要功能之一。由于林分结构不同，其水源涵养功能会产生较大的差异。在水源涵养型植被的恢复过程中，林分垂直结构对林分水源涵养功能的发挥有着尤其重要的影响，但目前缺乏相关的研究。为认识黄河流域土石山区水源涵养林垂直结构改变对其水文功能的影响，以宁夏六盘山香水河小流域内4种典型林分(华北落叶松+灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林

5、)为对象，在2012"-'2013年两个生长季内(6．10月份)定位观测了各林分的结构特征、冠层和枯落物水文特征、林下蒸散量及土壤水文物理性质的变化，并采用层次分析法评价了林分林冠层、枯落物层和土壤层及整体的生态水文功能。主要结论如下：1)林分结构特征分析：4种典型林分由于垂直结构不同，其群落物种组成及树种生长规律有所差异。总体来看，复层林的物种组成要比单层林更为丰富。4种典型林冠的生长季叶面积指数的季节变化(变异系数)表现为天然灌丛林>华北落叶松+灌木复层林>稀植乔木的天然灌丛林>华北落叶松人工纯林，

6、这可能与各林分由于物种组成和垂直结构不同而导致树种叶片生长和凋落的时空差异有关。2)林分冠层水文特征：在2012年生长季中，对4种典型林分冠层截留率进行了比较，结果表现为天然灌丛林(25．92％)>华北落叶松纯林(23．38％)>华北落叶松+灌木复层林(22．8l％)>稀植乔木的天然灌丛林(22．07％)。这说明与单层林相比，复层林可有效地减少林分冠层的无效截持量，从而进一步增加了林内有效水分的输入。冠层截留量与叶面积指数的回归分析表明：在不同降雨强度条件下(除暴雨外)，冠层截留量随着林分叶面积指数的增

7、加而增加，二者的关系可以很好地用指数函数来表达(氏O．01)。为更好地反映林分垂直结构对冠层截持的影响，利用修正后Horton冠层截留模型模拟了4种典型林分的截留量，结果表明：4种林分单位叶面积指数的冠层截留量介于0．378"-'--0．956mm／LAI之间，降雨蒸发率a介于0．079"---'0．271之间。由于该模型考虑了降雨蒸发率、冠层吸附降雨容量及叶面积指数的变化对冠层截留量的影响，结合本研究来看，一方面林分树种组成的变化可使垂直结构更加复杂，同时林分叶面积指数也发生了变化，从而直接影响了地上

8、部分对降水的截留量；另一方面，林分垂直结构变化也会使得林分环境发生相应地变化，从而影响林冠层降水的蒸发率，最终导致不同林分冠层截留量的差异。与单层林相比较，具有相同叶面积指数的复层林可通过减少林冠层的无效截留量来增加林内的有效降水。整体上，单位叶面积指数的针叶林截留容量大于阔叶林。3)枯落物层的生态水文特性：4种典型林分的枯落物的厚度集中在2．1"--'3．2cm之间，蓄积量为8．78"-'16．73t／hm2，其中华北落叶松人工纯林的枯落