森林生态系统结构与水文生态功能

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了解森林生态系统的基本结构与功能

了解森林生态系统的基本结构与功能

了解森林生态系统的基本结构与功能森林生态系统是地球上最重要的生态系统之一,不仅提供了人类生存所需的各种资源,还对维持全球生态平衡起着重要的作用。

了解森林生态系统的基本结构与功能对于保护和可持续利用森林资源至关重要。

一、森林生态系统的基本结构森林生态系统由四个主要组成部分构成:森林植被、动物群落、凋落物和土壤。

1. 森林植被:森林植被是森林生态系统的基础,由各种树木和其他植物组成。

树木在森林中扮演着重要的角色,它们不仅提供了氧气,吸收二氧化碳,还为动物提供了栖息地和食物来源。

此外,森林植被还能够保持土壤的稳定性,防止土壤侵蚀。

2. 动物群落:森林生态系统中存在着丰富多样的动物种类,包括鸟类、哺乳动物、昆虫等。

这些动物在森林中构建了复杂的食物链和食物网,相互之间形成了复杂的相互作用关系。

例如,一些动物通过食用植物传播植物的种子,从而促进森林的更新和繁荣。

3. 凋落物:森林中的凋落物主要由树叶、树枝和其他有机物质组成,它们在森林生态系统中发挥着重要的生态功能。

凋落物通过分解和分解作用,逐渐形成土壤中的有机质,为植物提供养分,并维持土壤的水分和温度平衡。

4. 土壤:土壤是森林生态系统中的重要组成部分,它是植物生长的基础,并且通过调节水分、提供养分等功能对维持生态平衡起着至关重要的作用。

森林土壤具有良好的保水和保肥能力,能够有效地储存水分和养分,为森林植物的生长提供支持。

二、森林生态系统的基本功能森林生态系统具有多种功能,包括生物多样性维护、水文调节、气候调节、土壤保护等。

1. 生物多样性维护:森林生态系统是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一,拥有大量独特的物种。

森林提供了各种栖息地和食物资源,为不同物种的生存和繁衍提供了条件。

通过维护生物多样性,森林生态系统能够保持生态平衡,提高生态系统的稳定性和抗干扰能力。

2. 水文调节:森林具有良好的水文调节功能,能够吸收和储存降水,并通过植被蒸腾、土壤渗透等过程调节水循环。

森林生态系统的功能和保护

森林生态系统的功能和保护

森林生态系统的功能和保护在地球上的自然系统中,森林生态系统是最为重要的环境组成部分之一。

森林提供了许多重要的生态功能,如保护稀有物种、维持水文循环、防止土壤侵蚀、减少气候变化等。

同时,在人类的生活中,森林也拥有不可替代的经济价值。

因此,森林生态系统的保护对于人类的未来和环境保护都至关重要。

保护森林生态系统的功能森林生态系统是一个复杂的生态系统,包括了不同层次的植物和动物以及它们之间的相互作用。

这个系统在自然循环中起着重要作用,不仅能够吸收并固定大量二氧化碳,也可以持续供给氧气和水分,维持地球上的生态平衡。

因此,保护森林生态系统的功能是至关重要的。

第一,保护森林的植物。

这是保护森林生态系统最基本、也最关键的部分。

保护森林的生态系统必须保持其自然状态,从而能够提供植物所需要的空间、土壤和气候条件。

同时,它也需要创造一个良好的生态环境来维护这些动植物物种的多样性。

这不仅需要保护远离人类干扰的原始森林,也需要通过人工植被的方式,保护和恢复人工森林,从而能够在保障自然生态系统的同时,满足人们对自然资源的需求。

第二,保护森林生态系统的土壤。

森林生态系统的土壤含有很高的有机质,有利于储存和保持湿润状态。

水分的储存有助于保证生物多样性和碳的固定。

土壤也是森林生态系统中最重要的生态基础之一。

为了保护土壤,需要采取严格的措施,如禁止土地开采、限制砍伐、减少土地污染和土地流失等等。

同时,将押注政策、改变经济制度,并教育和培训农民,以增加人们对环境的认识,鼓励人们保护土壤生态系统。

第三,保护森林生态系统的水环境。

由于森林享有独特的水文循环功能,因此森林的保护也有利于维持生态系统的水生态功能。

森林的状况对河流和湖泊的水质也有很大的影响,因此人们需要采取保护措施,保持森林的稳定性,维护地下水流量,保障生态系统的持续健康发展。

保护森林生态系统的方法森林禁止砍伐是保护森林生态系统的最基本、最关键的方法。

世界各地的保护和管理实践表明,禁止砍伐措施能够有效地保护原始森林的土壤、植被和动物多样性。

森林生态系统名词解释

森林生态系统名词解释

森林生态系统名词解释【知识文章】森林生态系统名词解释导语:在生态学中,森林生态系统是一种包含丰富生物多样性和复杂相互作用的自然系统。

它在全球气候调节、水资源保护、土壤保持以及提供众多生态服务方面起着至关重要的作用。

本文将从深度和广度两个方面解释森林生态系统,并探索其独特价值、结构和功能。

一、基本定义和组成森林生态系统是由各种生物和非生物组成物相互作用而成的一个完整系统。

其中,植物、动物、微生物和非生物成分(土壤、流水、气候等)是森林生态系统的基本组成部分。

森林生态系统的生物组成不仅包括森林中各种树种,还包括类似林分、灌丛、藤本植物和草本植物等不同生境中对森林生态功能建设和可持续利用具有一定保护性的植物群落。

二、独特价值森林生态系统具有诸多独特的价值。

它们是地球上最古老、最为广布和最复杂的生态系统之一。

森林生态系统具有调节全球气候的重要功能,通过吸收二氧化碳并释放氧气,维持着地球生态平衡。

森林生态系统还具有广泛的生态服务功能,包括水源涵养、土壤保持、生物多样性保护等,对于人类的生存和发展至关重要。

三、结构和功能森林生态系统有着复杂而丰富的结构和功能。

从结构上看,森林生态系统可以分为四个层次:冠层、亚冠层、灌木层和地面层。

这些层次之间通过物质循环、能量流动和生物交互作用相互联系。

从功能上看,森林生态系统具有生产功能、调节功能、保育功能和文化功能。

生产功能主要是指森林提供木材、食品和药物等资源;调节功能主要涉及水文循环、气候调节和大气污染的吸附;保育功能则是森林生态系统维护和保护生物多样性、保持土壤质量等;文化功能主要指的是森林对于人类文化、精神价值和休闲活动的重要作用。

四、个人观点和理解森林生态系统作为地球上生物多样性最为丰富的生态系统之一,对于维护地球生态平衡和人类的可持续发展至关重要。

通过对研究和保护森林生态系统的深入了解,我们能够更好地认识自然界的奥秘,探索可持续利用森林资源的方法,促进经济发展与环境保护的良性循环。

生态学中不同类型生态系统的结构和功能

生态学中不同类型生态系统的结构和功能

生态学中不同类型生态系统的结构和功能生态学是研究生物和环境之间相互作用的学科,它关注的是地球上所有生物种群的相互联系和相互作用。

在生态学中,生态系统是一个非常重要的概念,它由生物群落、生物间的相互关系和它们所处的环境因素共同构成。

在生态系统中,不同类型的生态系统具有不同的结构和功能,下面将对常见的几种生态系统作简单介绍。

1. 森林生态系统森林生态系统是由木本植物、草本植物、动物等有机物质、无机物质和能量相互转化的系统。

森林生态系统具有复杂的垂直结构和水平结构,其中植物层分为树冠层、灌木层、草本层和腐殖层。

森林生态系统对生物多样性、地表水和空气质量具有重要作用。

森林能吸收大量二氧化碳、产生氧气、防止水土流失和沙漠化等环境问题。

因此,保护森林生态系统是维护全球生态平衡的重要手段。

2. 水生生态系统水生生态系统主要包括河流、湖泊、沼泽、海洋等水体及其周围的陆地。

水生生态系统的生物群落包括浮游植物、浮游动物、底栖植物、底栖动物等。

水生生态系统具有水洁净度、水文循环、能量转换和生物多样性维持等功能。

同时,水生生态系统还能消耗污染物,调节气候和气体交换,为人们提供水果、鱼类等资源。

因此,保护水生生态系统是保护生物多样性和环境稳定的必要手段。

3. 荒漠生态系统荒漠生态系统是由沙漠、半沙漠、干旱草原等组成的生态系统。

荒漠生态系统具有少雨、缺水、低温、高温等极端条件,因此生物多样性低,生态系统简单。

由于沙漠生态系统土地贫瘠,植被稀少,所以容易造成风沙、水土流失、沙漠化等问题。

荒漠生态系统的保护手段主要包括抑制草原过度放牧、控制沙漠化和改变人类生活方式等多种措施。

4. 农田生态系统农田生态系统是由农业作物、动物、土壤、水和气候等多种生物和非生物因素构成的系统。

农田生态系统为人类提供食物和纤维等资源,同时也是生物多样性的重要组成部分。

由于草木覆盖率、农药使用和化肥施加等问题,农田生态系统存在污染、生物多样性丧失、生态功能弱化等问题。

林业服务业中的森林生态系统水文循环与水源涵养

林业服务业中的森林生态系统水文循环与水源涵养

林业服务业中的森林生态系统水文循环与水源涵养在林业服务业中,森林生态系统的水文循环和水源涵养起着至关重要的作用。

森林作为地球的“肺”,不仅能够吸纳二氧化碳、净化空气,还能够调节水循环、维持水源的稳定。

本文将探讨森林生态系统对水文循环的影响以及在水源涵养方面所起到的关键作用。

一、森林生态系统对水文循环的影响1. 蒸腾作用森林植被具有强大的蒸腾作用,通过植物根系吸收和输送土壤中的水分,并通过气孔释放水蒸气到大气中。

这一过程既能够提高大气湿度,又能够降低地表温度,有效地调节气候。

同时,森林蒸腾还能够增加降雨量,使降水均匀分布,减少洪涝和干旱的发生频率,保持水文平衡。

2. 拦蓄作用森林地表覆盖着厚厚的枯叶和枯枝,在降雨时能够阻止或减缓水流的冲刷,使水分得到滞留和渗透,从而起到拦蓄作用。

这不仅能够减少洪水的发生和洪峰的高度,还能够保持地下水的补给,维持水源的稳定。

3. 保护水源地森林作为优质的水源地,对于保护水源的重要性不言而喻。

森林覆盖能够防止土壤侵蚀,减少河流和水库的淤积,保持水质的洁净和水量的充沛。

此外,森林还能够净化水源,去除水中的杂质和有害物质,提供优质的饮用水和工业用水。

二、森林生态系统在水源涵养方面的关键作用1. 森林防护林的建设森林防护林的建设是森林生态系统在水源涵养方面的重要举措。

通过植被的引种和培育,修复和保护山地的植被覆盖,形成稳定的植被屏障,能够有效地防止山洪的暴发和泥石流的发生。

同时,森林防护林还能够保持土壤湿度,减少斜坡上的雨水流失,提高土壤的持水能力,为水源提供可持续的补给。

2. 生态护岸建设河流是人类的重要水源,而河岸的生态保护是保持水源稳定的关键一环。

森林生态系统通过生态护岸的建设,包括植被的恢复和保护,能够有效地防止河岸的侵蚀和冲刷,保持河床的稳定和水质的清洁。

生态护岸还能够为河流提供阴凉和栖息的环境,促进生物多样性的维持和生态系统的平衡。

3. 森林湿地的保护湿地是重要的自然水源过滤器,对水质的净化和水源的涵养至关重要。

森林生态知识:森林生态系统对水资源保护的重要性

森林生态知识:森林生态系统对水资源保护的重要性

森林生态知识:森林生态系统对水资源保护的重要性一、森林生态系统的水资源调节功能1.降雨调节森林可以调节降雨量,阻止水土流失,减少洪涝灾害的发生。

森林的树木可以截留雨水,减缓雨水的冲击力,减少了径流冲刷对土壤的破坏,保持了水土资源的平衡。

2.土壤水分调节森林的树木和植被可以通过蒸腾作用,促使水分持续循环,保持土壤的湿润和富有营养,保障了地下水源的补给和维持。

3.地表径流减少森林的覆盖可以减少地表径流,增加土壤水含量,减少了水资源的泛滥和湿地的退化,保护了水生态系统的完整性。

二、森林生态系统的水质保护功能1.森林植被的净化作用森林植被可以有效净化水体,降低水中的污染物含量,保持水质的良好状态,保护了水资源的安全和可持续利用。

2.森林土壤的过滤作用森林土壤对水有强大的吸附和过滤能力,可以有效去除水中的杂质和污染物,提供了清洁的饮用水和生活用水。

3.森林水文过程的净化作用森林的水文过程可以清除水中的有害物质,促进水循环和更新,通过生态系统服务维持了水资源的健康和净化。

三、森林生态系统对水生态系统的支持和维护1.森林对水生态系统的补给作用森林可以源源不断地向水生态系统提供水资源,维持了水体的流动和更新,促进了水生态系统的循环和精细平衡。

2.森林对水生态系统的保护作用森林可以为水生态系统提供栖息地和食物链,保护了水体中的各种生物多样性和生态平衡,维持了水生态系统的稳定和持续发展。

四、森林生态系统在水资源保护中的重要作用1.森林生态系统是水资源保护的重要基础森林生态系统为整个水资源保护提供了物质和能量的基础,保障了地表水和地下水的正常供给和健康状态。

2.森林生态系统是水资源保护的有效措施通过保护和恢复森林生态系统,可以有效地保护和改善水资源环境,提高水资源的综合利用效益和可持续利用水平。

3.森林生态系统是水资源保护的重要保障保持森林生态系统的健康和完整,是保障水资源的可持续供给和生态需求的重要途径,对水资源保护具有重要的战略意义和长期价值。

森林生态知识:森林生态系统的形态-环境-功能关系

森林生态知识:森林生态系统的形态-环境-功能关系

森林生态知识:森林生态系统的形态-环境-功能关系森林是地球上最重要的生态系统之一,它不仅为人类提供了丰富的资源和生态服务,还对气候调节、生态平衡和生物多样性保护起着重要作用。

森林生态系统的形态、环境和功能之间存在着密切的关系,仔细研究这种关系有助于我们更好地理解和保护森林生态系统。

本文将深入探讨森林生态系统的形态、环境和功能之间的关系。

一、森林生态系统的形态1.结构特征森林生态系统的形态表现为其结构特征。

森林内部生物的空间分布和组成结构,以及与环境的相互作用,形成了森林生态系统的结构特征。

森林结构一般包括森林的垂直结构和水平结构。

森林的垂直结构包括树冠层、灌木层、草本层和腐殖质层,其中树冠层是最为复杂和重要的。

森林的水平结构则包括不同类型的森林,如常绿林、落叶林、针叶林等。

2.物种多样性物种多样性是森林生态系统的重要特征,主要包括物种的丰富度、多样性和均匀度。

森林内不同生物种群的数量和多样性对森林生态系统的稳定性和健康起着至关重要的作用。

3.功能特征森林的功能特征是森林生态系统所具有的功能特点,主要包括水源涵养、土壤保护、气候调节、生态环境改善等。

这些功能特征直接关系到森林的生态系统服务。

二、森林生态系统的环境1.气候环境气候环境是森林生态系统的重要组成部分。

气候环境包括温度、湿度、光照和降水等因素,这些因素直接影响着森林生态系统中生物种群的生长发育和分布,是维系森林生态系统的重要环境条件。

2.土壤环境土壤环境是森林生态系统的重要环境条件之一。

土壤的质地、肥力和水分等条件对森林植被的生长具有重要影响。

良好的土壤环境是森林生态系统健康发展的基础。

3.地形地貌地形地貌是指地面形状和地表岩石、土壤分布等地理环境。

不同地形地貌条件对森林生态系统的形成和分布有巨大影响。

4.生物因素生物因素是森林生态系统的重要环境条件之一。

生物因素包括森林植被、动物种群、微生物等。

这些生物因素与自然环境相互作用,共同构成了森林生态系统。

生态系统的结构和功能

生态系统的结构和功能

生态系统的结构和功能生态系统是由生物群落和与之相关的非生物环境因子相互作用而形成的自然系统。

它包括了物种多样性、生物和非生物环境组成部分,以及它们之间的相互关系。

生态系统的结构和功能对地球生态平衡和人类福祉具有重要影响。

下面将从生态系统的结构和功能两个方面来详细探讨。

一、生态系统的结构生态系统的结构是指生物成分和非生物成分之间的组合和组织方式。

它包括以下几个要素:1.生物成分:生态系统中的生物成分包括植物、动物、微生物等生物群落。

它们之间相互依存、相互作用,并通过食物链和食物网形成复杂的食物关系。

例如,植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,动物通过摄食植物获取能量和养分。

2.非生物成分:生态系统中的非生物成分主要包括土壤、水、气候等非生物环境因子。

它们为生物提供生存和生长的基础条件。

例如,土壤提供植物生长所需的水分和养分,水是动植物生命的重要组分,气候条件直接影响着生物的生活方式和分布。

3.空间组织:生态系统的结构还包括地理空间上的组织方式。

不同的生态系统可以根据地理位置和气候条件的不同而被划分为森林、草原、河流、湖泊等不同类型的生态系统。

它们在空间上相互连接和转换,形成了地球上各种生物多样性的分布格局。

二、生态系统的功能生态系统的功能是指生态系统对环境和个体生物的维持和调节作用。

它包括以下几个方面:1.能源流动:生态系统通过能量的转换、传递和循环,实现了能量在生物体间的流动。

太阳能作为初始能量源,通过植物的光合作用被转化为化学能,然后通过食物链和食物网传递给其他生物。

这种能源流动维持了生态系统的稳定性和物质循环。

2.物质循环:生态系统中的生物体通过食物链中的食物摄入和分解、分解者的分解作用以及微生物的降解作用,使有机物质得以循环利用。

这种物质循环保持了生态系统的物质平衡和稳定性,同时也提供了养分和能量供给。

3.水文调节:生态系统中的植物通过蒸腾作用吸收水分,并通过体内的蒸发释放至大气中,从而调节水分的循环和分配。

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1研究目的与意义在我国自然环境和经济快速发展条件下,水资源不足已经引起了社会各界的普遍关注。

北方常年严重缺水,南方也存在季节性缺水或水质性缺水。

长江中下游地区山地丘陵面积大,历史上长期受人为强度干扰,水土流失造成的土地退化和洪涝灾害严重制约了地方经济、社会的稳定和谐发展。

水资源紧缺矛盾比较突出,水质日趋恶化,河道水质污染严重,湖泊水质恶化与湖泊富营养化。

长三角城市群环境、资源与经济、社会发展之间的矛盾日益凸显,水体污染和饮用水安全等问题越来越成为经济社会发展的制约因素。

本研究将运用该理论,探讨安徽省大别山区森林资源变迁与水资源关系,为区域经济社会发展和新农村建设的决策提供理论与实践依据,为长三角城市群与山区乡村一体化协调发展的理论模式从水资源角度提供核心支撑内容。

2存在问题与展望森林的水文功能日益成为最重要的森林生态功能。

实现森林植被与水资源的综合管理,促进森林植被恢复与水资源安全的平衡,是未来现代林业或多功能林业的重要任务。

由于目前对森林植被影响水资源形成过程的认识还非常有限,尤其是在森林对水资源影响的区域特点方面还有很大不足,成为制约国民经济和现代林业发展的“瓶颈”。

急需开展以森林植被调控水资源形成过程为主要内容的基础性创新研究。

分布式水文模型是探索和认识复杂水文循环过程与机理的有效手段,也是解决当前水文领域面临的重要问题的有效工具,已经在气候变化、LUCC、缺资料地区、生态水文学、水资源管理等领域的研究中发挥了重要作用。

随着研究工作的不断深入和认识的逐步提高,也将推动分布式水文模拟理论和技术的发展。

本实验针对长三角苏南丘陵区的杉木、麻栎、毛竹林的树干液流定点观测,试验采用热扩散树干液流仪和热平衡树干液流仪,同时结合小气象站的EM50数据采集器同步测定各环境因子,分别进行了杉木、麻栎、毛竹的蒸腾耗水日变化特征、树干液流速率与环境因子和生态系统结构的耦合关系研究,另外,通过自主研发的蒸渗仪,测定了各个林分的土壤蒸发、乔灌草的蒸散发。

目的是通过研究杉木、麻栎、毛竹的树干液流速率变化情况,确定华东长三角区典型植被的蒸腾耗水变化特征,及其与各影响因子的关系,通过研究蒸发散的情况,确定土壤蒸发与林分蒸发散的过程特征及其与生态系统结构的关系,最终总该地区的生态系统的耗水规律。

研究区位于南京市近郊国营东善桥林场铜山分场(31°35′~31°39′N,118°50′~118°52′E),距南京市20km,属北亚热带季风气候区,年均温15.1°C,无霜期229d,年日照2199.5h,区内气候温和湿润,四季分明,雨热资源比较丰富,生长季长,年平均降水量1100mm,时间分布上多存在两个多雨期:一是春夏之交的梅雨,二是夏季的台风雨,为全国雨期最长的地区之一,十分有利于农作物和林木的生长。

地形以丘陵为主,海拔在38m~388m,森林类型以杉木(Cunninghamialanceolata)、马尾松(Pinusmassoniana)、麻栎(Quercusaeutissima)、毛竹(Phyllostachysedulis)为主。

此次主要研究杉木林、麻栎林和毛竹林的蒸腾耗水。

3森林降水过程3.1林冠层水分传输众所周知,森林具有拦截地表径流、涵养水源、保持水土,调节河川径流量的功能。

水分又提供了林木生长的保障,滋育了森林的形成,两者的共同作用,给人类造就了赖以生存的生态环境。

森林与水对人类的重要性,使我们迫切的需要开展对森林与水关系的研究。

从森林影响垂直降雨的角度看,对于降落到林中的雨滴,林冠层是第一承接面,对降水过程起着重要的分配作用。

雨水首先落在树木的叶、枝、干等树体的表面,由于表面张力和重力的均衡被吸附着,或者积蓄在枝、叶的分叉处被从而被树体保留下来。

随着降雨的继续,树体的雨水保留量不断增加,当达到一定数量时,其中一部分由于表面张重力失去均衡,自然地或受风的吹动从树上滴落到地上形成林冠滴下雨量;而另一部分从叶转移到枝,从枝转移到干,顺树干流到地面形成树干径流量。

另外降落到林中的雨水会有一部分不和树体发生接触,直接穿过林冠间隙降落到林地表面,这部分雨水是林冠通过雨量,林冠滴下雨量和林冠通过雨量共同构成了林内穿透雨量。

森林对降雨的再分配(林冠截留、穿透雨、树干径流)是生态系统中重要的水文过程之一,影响着土壤—植物—大气连续体中不同尺度和圈层间的水分和养分循环的速度和方向,可以减少林内地表蒸发,改善土壤结构,减少地表侵蚀,调节河川径流和林内小气候。

目前,国内外已有大量的文献报道了森林对降雨再分配的影响,Crockford、Richardson等学者对降水再分配的影响因子雨量、雨强、蒸发率、风速、林冠结构以及林分密度等多种因子进行了研究,国内学者针对这一过程也开展了广泛的研究,赵鸿雁、常学向、王晓燕等对、山杨林、青海云杉、刺槐等多种树种进行了研究,但地区主要集中在北方干旱缺水地区、南方多雨区以及森林密集地区,对长江中下游苏南丘陵区城郊典型森林的研究并不多。

苏南丘陵区地处长三角地区,是我国经济最发达的地区之一,该区人口众多,而水资源消耗大,因此充分的发挥城市水源涵养林的作用,高效利用、合理分配和不断协调有限的水资源就显得尤为重要。

通过对南京市东善桥林场铜山分场的四种主要树种杉木、毛竹、麻栎以及马尾松进行研究,旨在揭示城市水源涵养林林冠降水分配机制,同时为本地区水源涵养林树种的选择以及管理提供理论依据。

研究区降水特征研究区2012年4月至2013年3月累计降雨量849mm,略低于研究区年平均降雨,原因是研究期间6月、7月降雨低于同期降雨较多,6月降雨量只有39.9mm 低于国家基准站的降水历史均值166.2mm,各月份降雨量及降雨次数分布见表3-1,其中8月份降雨量最大占全年的17.53%,研究区冬季降雨较多,12月、2月降雨比重占据全年的12.59%、12.23%。

根据该地区单场降雨特征,将降雨类型划分为8个雨量级:1级(0-1mm)、2级(1-2mm)、3级(2-3mm)、4级(3-5mm)、5级(5-10mm)、6级(10-20mm)、7级(20-30mm)、8级(>30mm),从降雨强度的分级可以看出(见图3-1),低降雨强度的降雨次数多,雨量少,而高强度的降雨次数少,雨量相对较多。

3.2地被物层枯落物层是土壤与大气进行能量和物质交换的重要界面,不仅参与森林生态系统的物质和养分循环,而且由于其独特的结构和水文特性在水土保持、水源涵养等方面发挥重要作用。

枯落物层的特殊结构能够改变水分传输途径和对降水进行分配,影响生态系统的水文过程。

枯落物层在蓄留降雨方面有着很重要的作用,特别是对降水量与雨强小的毛毛雨的截留作用更为突出。

就一次降水过程而言,当林内降雨小于3.7mm时,枯落物层可以完全截留降水,但随着降雨量的增加,尽管截留量也不断增加,其下部开始出现渗水,随着降雨过程的继续,其截留量增加的速度逐渐减缓,直到达到最大截留量,然后开始下降随着降雨量的增大,枯落物层截留量在波动中呈增加态势,但截留率在波动中呈不断减小趋势,截留量与降雨量的变化趋势基本趋向一致。

曲线波动说明,还有其它因子影响使枯落物层截留没有表现出完全与降水规律同步的变化趋势,特别是测定中出现了截留量大于降水量的情况,多余的水分来自前一次截留的降水在第二次降水截留使枯落物层持水达到饱和状态后,在重力作用下向下入渗,同时还将促使前一次贮存没有及时下渗的部分水分一并下渗,结果出现第二次测定的截留水大于降水的情况,截留率成负值。

枯枝落叶层水分传输过程可以划分为以下三个阶段:降水截留阶段、非饱和下渗阶段和饱和下渗阶段。

3.2.1降水截留阶段从降水发生至枯落物层有水分渗出前的整个过程为枯落物层降水截留阶段。

在降水截留阶段进入林内的穿透水完全被截留,大部分林冠穿透水被枯落物层的表面张力吸附,枯落物孔隙中以重力水形式截留的降雨很少,此阶段水分输入为林冠穿透水。

3.2.2非饱和下渗阶段当枯落物层开始有水分渗出产生时,即开始进入非饱和下渗阶段。

此阶段的特点为枯落物表面吸附能力己达到最大,持续的林冠穿透水被枯落物孔隙以重力水的形式截留,并且随着枯落物孔隙不断截留林冠穿透水,会有部分降水将被排出,此时枯落物层开始有水分渗出,但枯落物层却没有达到最大持水量,尚处于非饱和持水阶段,枯落物层的下渗水量仍小于降雨量,在此阶段结束时,全部枯落物孔隙将被林冠穿透水饱和。

3.2.3饱和下渗阶段随着降水过程继续,林冠穿透水不断补充枯落物,使枯落物层出现水分渗出速率大于林冠穿透水输入强度的情况,说明枯落物层已达到充分饱和状态。

此阶段下渗水量除了由即时降雨提供外还有前期截留的降雨,因此造成枯落物的下渗强度大于降雨强度。

3.3林枯落物层截持作用和水分传输过程枯枝落叶层截留过程是一个有限的增加过程,其上限为最大截持量;枯枝落叶层的蓄积量、含水量及结构特征和降雨特性是影响截留过程的主要因素。

铜山大多数降雨过程不能使枯枝落叶层达到饱和,所以森林枯枝落叶层经常具有截留降雨和调蓄降雨作用。

枯落物水分传输一般要经过截留降雨、吸水饱和(非饱和下渗)、下渗(饱和下渗)阶段。

以一次持续降水超过24小时的降水截留过程为例说明,降水开始的6小时,降雨量为10mm,该时段内降雨被全部截留;6小时后,截留进入渗透阶段,该时段出现的渗透水随降水量的增加而呈直线递增,截留量逐渐减小,但累积截留曲线仍缓慢上升。

此时段历时较长,长达22小时以上。

当达到饱和阶段时,该时段降水量和渗透量趋于一致,截留作用消失,但累积截留量达最大值。

枯落物层作为森林生态系统中独特的层次,是由植物枝、叶、花、果、树皮等凋落物组成,一般枯落物层积累多,层次厚,分解快,分解较彻底,则具有孔隙多、小的特点。

枯落物的积累与分解取决于林分组成、密度、林况与环境条件(温度、湿度、通气条件)。

枯枝落叶层不仅是森林生态系统的物质循环流动的重要组成部分,而且还是林地土壤表面的一个重要覆盖面和保护膜。

枯落物层除了能像森林冠层一样蓄留降水,还具有改良其下层土壤物理性能、增加土壤的孔隙度、抑制林地土壤水分蒸发、促进土壤水分入渗的重要作用;此外,由于林地枯落物的存在,较少了地表的裸露程度,增加了地表的粗糙率,在防止土壤溅蚀和阻延地表径流方面也起着重要的作用。

基于枯落物层在森林生态系统涵养水源和防止土壤侵蚀过程中发挥的重要作用,其防蚀作用的量化已成为森林生态功能研究中的重要环节,本文注重从持水性能与阻流性能这两个环节对研究区主要森林类型枯落物层进行研究分析。

3.3.1各林分枯落物储量枯落物层吸水作用的大小,取决于其自身的厚度和性质,枯落物的分解程度和组成种类直接影响着森林的持水能力。

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