改良Gash模型在樟子松森林覆盖截留中的适用性。据2011年至2012年的气象,林分和降水资料,对大兴安岭北部山区的蒙古栎进行了验证,用于模拟冠层截留效应。果表明,研究期间大气降水总量为493.12 mm,冠层截留总量为122.65 mm,穿透雨总量为368.34 mm,总量为368.34 mm。自行李箱杆的总流量为2.13毫米。拟降雨,茎流和冠层截留分别为378.07,4.02和111.03 mm。层拦截模拟值小于11.62 mm的测量值,相对误差为9.48%。量值和模拟值更好。干性表明改进的Gash模型适用于模拟大兴安岭樟子松森林覆盖的截留。键词修改后的Gash模板;大兴安岭北部;樟子松;拦截CLC数天篷S715文档标识代码文章编号0517-6611(2019)03-0101-05doi:10.3969 / j.issn.0517-6611.2019.03.032截取篷如降水进入森林生态系统的第一个接触层一直是森林水文研究的中心,它也影响着地表大气能量循环和水平衡。林覆盖截获的大小受多种因素的影响,可归纳为气象因子[1-2]和林分特征[3-6]。前广泛使用模型来估计和预测森林覆盖拦截的大小。期的研究模型忽略了气象和林分特征,仅适用于实验场所;他们没有得到很好的推广和应用。Gash模型[7]是基于早期研究模型(如Rutter模型和简化推导)的模拟森林覆盖拦截的完整模型。来,在Gash模型的实际应用中存在一些缺点,Gash等。
[8]已被修改,以提高模型的适用性。进的Gash模型结合了早期研究模型的优势。更简单,更方便,在世界范围内广泛使用[9-16],但在中国的森林中很少使用,特别是在大兴安岭地区。罕见。子松蒙古栎是松属最持久的树种之一,具有常绿,抗旱,抗不育和适应性强的叶子的生物学特性。是中国农业用地和城市绿化防风林的首选。要的地位和作用[17]。过分析樟子松林的拦截情况。文以大兴安岭北部漠河县蒙古族为例,分析了樟子松林的再分配特征。Mongolica并结合气象站的气象观测数据,从修改后的gash模型中导出并计算相关参数值。实验值与模拟值进行比较,探讨改良Gash模型在樟子松林中的适用性。蒙古大兴安岭北部地区,提供评估和预测森林覆盖率截取的可靠方法和监测水文樟子松的蒙古大兴安岭北部生态效应。
法研究方法和数据采集研究区概况研究在黑龙江漠河国家森林生态系统研究站进行,地理坐标为121° 07~124°20E,52°10~53°33N,寒冷的大陆性气候具有明显的气候特征:年平均气温-4.8°C,年平均降雨量为431.2毫米,降水主要集中在7月至8月,日照时间为2,377-2,625小时。积温度≥10℃为1436~2062℃。结期为本年9月初至次年5月中旬。平均无霜期仅为89天。林植被被明亮针叶林在北方,其中包括落叶松,樟子松,白桦,山杨等为主杜鹃花,杜鹃花和牛痘越桔。

区域的土壤主要由棕色针叶林,草地和沼泽以及永久冻土组成[18]。2012年7月和9月至9月的数据收集期间,
香樟树在距离漠河森林生态系统研究站5公里的松林中建立了土地,20米× 30米,阳坡,坡度35°。40°,密度约662株/ hm2,林分平均高度17.36米,乳房平均直径23.64厘米,冠层密度0.7外径20厘米的10根PVC管随机排列在标准地面上。桶中,每次下雨后及时测量森林中的雨量TF(mm)。
据直径分布,从标准图中选择五棵标准树以观察茎流。算公式为:SF = ni = 1Sn·NA·104,其中Sn是每种标准木材的茎流量(ml); N是每单位面积标准树的数量,A是土地的标准面积(m2)。于穿透雨和茎流的测量值计算冠层拦截(mm):I = PG-TF-SF。测试所需的气象数据由国家气象局的北极村气象站提供。过研究方法修改的Gash模型用于模拟单一降雨事件,这是许多研究人员广泛认可的科学方法。实际降雨中,存在降水降雨后的冠层加湿,饱和和冠层干燥过程。模型假设相邻降雨之间有足够的时间让植被覆盖在降雨前恢复其完全干旱程度。模型使用子元素形式的总和来总结在降水过程的不同阶段的总冠层的截距损失,以便获得总冠层拦截。于计算该模型的遮篷的截距的基本公式是:[19] M NJ = 1IJ = CMJ = 1PGj NJ = 1(CC /)(PG-Pg) = CNJ 1PG qcSt cPt(1-C /)n-qj = 1(PGj-PG)其中Ij是冠层的拦截(mm); n是树冠饱和的降水数量; m是树冠未达到饱和的降雨量;我是总数降雨量; St是树干的保水能力(mm); q是树干达到饱和以产生茎流的沉淀数;平均降雨强度(mm / h);这是关闭森林覆盖;这是单位覆盖面积森林覆盖的平均蒸发速率(mm / h); c = / c,饱和森林覆盖率的平均蒸发率(mm / h); PGj是总降水量(mm); Pt是茎的流动系数; PG是雨棚中的降雨饱和度(mm); PG是单雨的降水量(mm)。模型的五个组件是CMJ = 1PGj:未饱和篷m次降雨(PG结果和额外雨林的特性分析在研究期间,总共26降雨在研究期间观察到,森林外总降水量为493.12毫米,平均降雨量为18.97毫米,其中单雨降雨量为78.24毫米,最小值为0 ,93毫米,主要是降雨量(PG <10毫米),最多16次,总降水量6154%,观测期间观测到两次大雨(PG> 50 mm),占总降雨量的28.05%,平均强度为1.9 mm / h和0.1~12.0 mm / h,降雨频率大于5.0 mm / h 7.69%,降雨强度小于1.0毫米/小时是5385%(图1A)。水量为0.5 h,最长持续时间平均降雨量持续时间为4.3 h,持续时间为21.5 h,最大降雨量持续时间为4.1 h至6 h。“观测结果表明,降雨主要是下雨,强度较小,降雨量少,雨量充沛,雨量充沛。
端降水现象不太重要,降雨分布不均匀,降水前干燥期较长。
测期间降雨的冠层截留分布特征在整个研究期间,总降水量占总降雨量的74.70%,渗透率为21,如图2A和B所示,无论是否进入,04%至79.23%和平均渗透率为65.31%。率随着降水量的增加而增加。水渗透率变异系数为10.25%~64.36%。究发现,当降雨量<6.5 mm时,雨水渗透的变异系数更大。降水量增加时,当降水量大于6.5 mm时降低幅度更大,穿透雨水的变异系数较低,随着降水量的增加,降水范围减小。

水渗透率的变异系数随降水量的增加而减小。TF:TF = 0.771 2PG-0.613 1,R2 = 0.998 0,n = 26;雨速率,和沉淀之间的关系是RTF:丰富文本= 9.576 42.633 9LnPG 0,R2 = 0 0.445,N = 26的杆的在观察期间的总流量为2.13毫米,这在研究期间,小于总降水量的1.0%。%,简单雨水的树干茎的平均流量为0.04毫米。观察到仅在降雨量大于4.0mm时才产生茎的流动。因可能是樟子松的冠部较大而树皮较厚。于水的体积大和渗透性大,樟子松需要大量的雨水才能使树冠和树皮饱和。流与森林外的降水比例等于SF = 0.005 8PG-0.027 8,R2 = 0.926 9,n = 26(图3)。
据冠层截留计算公式,研究期间冠层拦截总数为12,265 mm,占同期大气降雨总量的24.87%,从20.62%到78.96%,平均拦截率为34.63%。Zisong遮篷具有强大的拦截能力。观察,随着降水量的增加,虽然森林覆盖的截获量有所增加,但其拦截率呈下降趋势。据数据显示,降雨的冠层拦截率最高,达到78.96%。析可能是由于降雨量少,持续时间短,强度低,雨棚湿润以及截获大多数降水。绝率很高。暴雨严重的情况下,树冠的拦截能力低于其平均水平,这意味着现场的大部分雨水可能不会直接通过树木落入森林。多研究已经确定了森林覆盖截留与森林外降水的密切关系,但不同森林类型的调整曲线不同。过对数据调整结果的比较分析,线性回归方程可以更好地反映森林覆盖拦截与森林外降水之间的关系(图4A)。冠截留量随着林外降水量的增加而增加,但当冠层降水量接近或饱和时,枝叶含水量饱和,拦截受到蒸发的影响。
长率可以相对温和。实际情况下,拦截量通常表现出不均匀的曲线,森林外的降水量也会发生变化。过分析,对数回归方程可以更好地反映冠层截留率与大气降水之间的关系(图4B)。层持水量(S)。这项研究中,Wallace等人[13]和Limousin等人[20]的回归方法用于确定冠层(S)的保水能力。方法基于方程式进入森林的降水量与森林外的降水量之间的关系。残余的TF(σ)然后确定沉淀和所述穿透雷达(图5)的残基之间的关系,然后搜索在两个和具有残余TF降雨量的关系的拐点(σ的雨量值大于零值回归线的负值(TFσ)及其对应的穿透雨值对横坐标上的截距为S [19-20](图6)。据实验数据,回归方程可以以TFσ= 0.758 1PG 0.925 7,R2 = 0.983 0的形式获得,即S = 0.925 7.从森林调查数据来看,平均密度森林覆盖可以以c = 0.7的形式获得,这允许使用公式Sc = S / c和Sc = 1.322计算每单位森林覆盖面积的保水能力。据本研究中的观测数据计算得出的S值大于其他研究[14,19]得到的S值,因为它主要取决于物种组成,叶面,树干,树枝和树叶的覆盖结构和保水能力。物种与森林组成的不同关系将影响S值。据实际观测资料,截获量,穿透降雨和松树天然林主干流量樟子松可分别计算为122.65,368.34和213毫米。

过替换模型的模型参数的计算值,您可以获得模型组件的相应值以及总冠层拦截,穿透雨总量和总茎流量的模拟总值(表格) 1)。
以看出,总冠层截留量的测量值比模拟值高11.62 mm,相对误差为9.48%。1显示,在模型的不同组成部分,饱和森林覆盖的雨水和雨水蒸发是主要成分,分别占拦截总覆盖面积的74.88%和24.16%。于樟子松的顶部这种分析图案具有厚的顶部,厚树皮,高吸收和透水性和大的平均强度在观察期间仅1.847毫米/小时,而平均天篷盖蒸发。率相对较高,达到0.338毫米/小时,导致树冠蒸发和饱和降水增加。于修改后的Gash模型最初用于模拟冠层中一周的冠层积累[8],使用2012年7月至9月的连续观测数据进行比较模拟的每周累积量与测量的每周累积量。(图7),分析表明,累积的周数越多,冠层拦截的模拟值和测量值越接近。达到第12周的累积量时,两者之间的相对误差仅为3.49%,这表明改进的Gash模型可以更好地模拟截尾的Pinus森林覆盖。子松蒙古族在大兴安岭北部山区。图8所示,冠层截留模拟值与单场降水测量值的对比表明,改进的Gash模型能够准确预测部分降雨对冠层的拦截,但仍有一些冠层截留的情况。于较大的差异,两者之间的最大差异为3.34 mm,最小差异仅为0.12 mm。论和讨论在整个观察期内,樟子松的总拦截量。子松在大兴安岭北部山区为122.65毫米,或在同一时期总降雨量的24.87%,表明樟子松林的拦截能力。古是温和的。过改进的Gash模型模拟的冠层截留总量为111.03 mm,占同期总降雨量的22.52%,测量值大于模拟值11.62毫米和拦截率高于模拟值2.35个百分点。者之间的相对误差为9.48%。

应用改进的Gash模型[14,19]的其他结果相比,模拟结果低于测量值,模拟精度较低,但仍可以更好地模拟森林覆盖的截留。子松虽然改进的Gash模型涉及更多参数,并且许多因素影响模型的准确性,但是该研究通过采用更成熟的方法并且将测量值与模拟值进行详尽比较来获得参数。此,模拟结果更可靠。果表明,改进的Gash模型可以应用于樟子松的拦截模拟。兴安岭北部的蒙古栎。研究结果对樟子松截留的预测具有科学的参考价值。古及其水文效应。进的Gash模型是一种常用且有效的降雨拦截模型,用于模拟和预测森林覆盖拦截,考虑降水和空气动力学特征,合理划分拦截造成的损失。林覆盖在几个组成部分,被雨拦截。个过程被认为更合适,并且基于物理学的良好基础。使在不同的气候,地理位置或森林类型,国内外进行的大量研究表明,改进的Gash模型仍然是模拟拦截的最简单,最有效的模型。林覆盖。

模型模拟了树冠对单个雨水的拦截,随着降雨量的增加,模拟的准确性越来越高。拟的准确性随着降水量的增加而降低。般情况下,笔者认为,修改后的加什模式适用很好地截留在樟子松属的天然森林覆盖的模拟,并能提供对森林水文循环的可靠方法以及该地区区域水资源的使用。
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