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黄土高原油松人工林水文效应模型研究

作 者: 赵明扬
导 师: 孙长忠
学 校: 中国林业科学研究院
专 业: 森林培育
关键词: 油松 森林水文效应 数学模型
分类号: S715.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 14次
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内容摘要


本文以黄土高原半干旱区油松(Pinus tabulaeformis)人工林为研究对象,以2008-2011年林分内外水分环境定位观测数据为依据,通过林冠、枯落物及土壤水分动态分析,研究森林的水文效应功能,并根据理论分析和实测数据建立了适合该地区的森林水文效应模型。主要结果为:(1)穿透雨、树干径流及林冠截留量与林外降雨量之间的关系用函数y=a+b·x表达,即可较好地满足该区域研究的需要,且具有很好的稳定性;穿透雨率、树干径流率与林外降雨量之间的关系可以用函数y=a+b·x/(c+x)来描述;而林冠截留率与林外降雨量之间的关系可以用函数y=a+b/(c+x)来描述;使用偏相关与逐步回归引入其他有关因子,可以得到更为精确的林冠截留模型I=a·P+b·M+c·V+dI—林冠截留量,P—林外降雨量,M—林内空气相对湿度,V—林内降雨期间平均水面蒸发量。(2)枯落物截留量与降雨之间的关系可以用函数Ic=a·Pb表达。利用偏相关系数对枯落物截留量与其它因子之间进行分析检验,得到与降雨持续时间和降雨期间平均水面蒸发量的函数关系:Ic=a·Pb+c·D+d·VI。—枯落物截留量,P—林外降雨量,D—次降雨持续时间,V—降雨期间平均水面蒸发量。该函数对枯落物截留模型精度的提高作用不大,为使模型简化,认为I。=a·Pb为适宜的模型。(3)林地土壤水分动态与各因子之间的关系为:Wv—本次与上次土壤蒸发器的质量差,t—时间段,Wt—上次土壤蒸发器质量,V—时段t内的平均水面蒸发量,P—林外降雨量,其余为参数。(4)森林水文效应与各因子之间的关系为:We—时段t内林外气象站蒸发器土壤水分变动量与林内蒸发器土壤水分变动量的差值,即We=(wout-Wout)-(win-Win),其中wout和win分别为当前气象站和林内蒸发器质量,Wout—上次林外气象站蒸发器质量,Win—上次林地蒸发器质量,P—林外降雨量,Pt—温度,Pm—湿度,只—风速,只—林分郁闭度,Pl—叶面积指数,Ph—冠层厚度,其余为参数。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-13
第一章 绪论  13-20
  1.1 引言  13-14
    1.1.1 森林水文效应的研究背景  13-14
    1.1.2 研究的目的及意义  14
  1.2 研究进展  14-20
    1.2.1 林冠水文效应的研究进展  14-16
    1.2.2 森林枯落物水文效应的研究进展  16-18
    1.2.3 森林土壤层水文效应的研究进展  18-20
第二章 研究地区自然概况与主要研究内容及方法  20-25
  2.1 研究地区自然概况  20
  2.2 研究内容  20
  2.3 技术路线  20-21
  2.4 研究方法  21-25
    2.4.1 试验样地的布设与观测  21-24
    2.4.2 数据分析方法  24-25
第三章 结果与分析  25-56
  3.1 林冠层水文效应  25-43
    3.1.1 林冠降雨再分配模型分析  25-31
    3.1.2 林冠截留模型参数的定量分析  31-38
    3.1.3 林冠截留与其它因子之间的关系  38-42
    3.1.4 小结  42-43
  3.2 枯落物层的水文效应研究  43-48
    3.2.1 枯落物截留量与林外降雨之间的关系分析  43-45
    3.2.2 使用 bootstrap 法对枯落物截留模型中的参数进行分析  45-46
    3.2.3 枯落物截留量与其它因子之间的关系  46-48
    3.2.4 小结  48
  3.3 林地土壤水分蒸发研究  48-51
    3.3.1 林地土壤水分蒸发的影响因子分析  48-49
    3.3.2 林地土壤水分动态模型的建立  49-50
    3.3.3 模型参数的估计及其分析  50-51
    3.3.4 小节  51
  3.4 森林水文效应模型的建立及其检验  51-56
    3.4.1 因变量的选取及其影响因子的分析  51-52
    3.4.2 模型的建立与简化  52-54
    3.4.3 模型参数估计及其分析  54-55
    3.4.4 小节  55-56
第四章 结论与讨论  56-59
  4.1 结论  56-58
  4.2 主要创新点  58
  4.3 讨论  58-59
参考文献  59-66
在读期间的学术研究  66-67
致谢  67-68
中文详细摘要  68-70

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 林业基础科学 > 森林水文学 > 森林蒸发和蒸腾
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