华北落叶松人工林蒸散及产流对叶面积指数变化的响应

作     者：王亚蕊 王彦辉 于澎涛 熊伟 杜阿朋 李振华 刘泽彬 任璐 徐丽宏 左海军 

作者机构：中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 国家林业局桉树研究开发中心湛江524022 北京林业大学水土保持学院北京100083 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2016年第36卷第21期

页      面：6928-6938页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家科技支撑计划课题(2015BAD07B03-03) 国家自然科学基金(41230852 41390461) 

主　　题：半干旱地区 华北落叶松 蒸散 产流 叶面积指数 阈值 BROOK90 

摘      要：定量评价林地蒸散和产流等水文过程对冠层叶面积指数(LAI)的响应,对于深入认识森林植被的生态水文过程及其发生机制,实现半干旱区林水综合管理和区域可持续发展是非常必要的。应用集总式生态水文模型BROOK90,模拟分析了不同降水年型(丰水年、平水年、枯水年)下,位于半干旱区的宁夏六盘山叠叠沟小流域内华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林的水文过程对冠层LAI变化的响应关系。结果发现:林分总蒸散量、冠层截留量、蒸腾量与LAI都呈显著的正相关关系(R^20.99,P0.99,P0.01);在不同的降水年型下,各水文过程变量与LAI的关系都可以很好地用指数函数来表达,且都存在着一个LAI阈值。当LAI低于阈值时,各水文过程变量随LAI的变化幅度较大;但高于阈值时,各变量的变化十分缓慢并趋于稳定。在不同降水年型下,各变量LAI阈值之间存在着一定的差异。一般地,丰水年各变量的LAI阈值要大于枯水年,尤其是冠层截留和土壤蒸发。在丰水年,各水文过程变量随LAI增加而变化的速率要比在平水年、枯水年更快,说明在水分充足年份中各变量的波动更多取决于LAI变化,而在水分亏缺的年份中则可能更多地受到水分条件的限制。模拟结果表明,通过减少冠层LAI(如间伐)导致的林分的降低蒸散耗水和增加产流的作用是有限的,这是由于林分蒸散降低的幅度要比LAI降低的幅度小。例如,在平水年,当LAI从4.2变为2.0(减少幅度52.4%)时,林分年蒸散仅从357.2 mm减少至333.9 mm(减少幅度6.5%)。