黄土高原刺槐人工林林冠截留特征及模拟

　　 摘要:

刺槐（Robinia pseudoacacia）是黄土高原的主要造林树种，在黄土高原空间尺度深入研究刺槐人工林的林冠截留特征，利于更合理地指导区域水资源精准管理和生态修复策略制定。为了揭示黄土高原刺槐人工林的林冠降雨截留特征并进行定量预测和评价，基于野外观测数据和文献收集数据，分析了刺槐人工林冠层次降雨再分配规律，通过建立单位叶面积指数截留容量（d）和降雨蒸发率（α）这两个参数与影响因子的函数关系，扩展了王彦辉模型。结果表明：（1）对次降雨事件，2022年刺槐人工林的穿透率、树干茎流率和林冠截留率平均值分别为77.3%、1.19%、21.51%，其在2023年对应为78.15%、1.58%、20.26%；（2）穿透雨量随降雨量增加呈线性增长，随降雨历时和降雨强度增加呈对数增长；树干茎流量随降雨量、降雨强度增加呈线性增大，随降雨历时增加呈对数增长；林冠截留量随降雨量、降雨强度、降雨历时增加均呈对数增长。（3）扩展后的林冠截留模型耦合了林龄和立地指数因子，将林冠截留模拟从样地尺度拓展至整个黄土高原，验证结果显示，平均绝对误差为0.51mm，平均相对误差为20.75%，决定系数R2为0.76，模拟值与观测值吻合很好。综上所述，本文首次将林龄与立地指数因子耦合到林冠截留模型，实现了刺槐人工林生长过程中截留动态的定量预测；扩展后的林冠截留模型在黄土高原地区有较好的适用性，能够为黄土高原刺槐人工林可持续经营和水资源精准管理提供决策工具。