赵雨森

关于9种绿化树种林冠雨水截留量的研究

计燕;平凡的世界经典句子摘抄 郭欢欢;宋良红;赵建霞;付夏楠

【摘要】以郑州植物园园区内的9种绿化树种为对象,调查标准木的树龄、高度、

胸径、冠幅等数据,对林地内外的降雨量进行分析,建立回归方程.结果表明,不同树种

的林冠截留量和截留率不同,不同次降雨林冠的截留率存在较大差距,9个树种林冠

截留率从高到低依次为枇杷、龙柏、女贞、白蜡、法桐、黑松、红叶李、国槐、雪

松;林内穿透雨量与林外降雨呈正相关,林内降雨量随林外降雨量的变化而变化,并且

变化趋势是一致的.%Badontheninekindsofgreeningtreespeciesin

Zhengzhoubotanicalgarden,thetree-age,height,DBH,andcrowndiameter

yzedtheprecipitationrainfall

sindicated

thatboththecanopyinterceptionandretentionrateweredifferentamong

speciesofforestcanopyinterceptionratefromhightotheendwere

loquat,cypress,privet,ash,platane,blackpine,cerasifera,Sophora

japonica,asapositivecorrelationbetweenthethroughfall

insideforestandrainfalloutsideforest.

【期刊名称】《河南科学》

【年(卷),期】2017(035)007

【总页数】4页(P1075-1078)

【关键词】郑州植物园;林冠截留;模型;绿化树种

【作者】计燕;郭欢欢;宋良红;赵建霞;付夏楠

【作者单位】郑州市人民公园,郑州450000;郑州植物园,郑州450042;郑州植物园,

郑州450042;郑州植物园,郑州450042;郑州植物园,郑州450042

【正文语种】中文

【中图分类】S731.2

大气降水在输入森林植被系统时，由于林冠的影响，被分配为截留量、透流量和干

流量3个部分［1］.林冠截留降水既是森林水文效应的第一个环节，也是林地水分

循环过程中的重要水文现象.国内外学者在林冠截留降水方面开展了大量的研究

［2-5］.雨水降落到林地时，会通过林冠层、灌草层、枯枝落叶层和土壤层各层次

的依次作用［6］，降水通过林地冠层后会形成冠层截留、穿透降雨和树干径流三

部分［7］.其中，林冠截留是森林分配降雨的首要过程.穿透雨是大气降水穿过林

冠空隙进入林内的降水，树干径流是降雨最终沿树干向下流动形成的［8］.对不同

绿化树种的林冠截留降水截留量进行观测研究和比较分析，能客观准确地体现不同

树种树冠降雨截留作用的大小，为绿化应用提供参考.

林冠截留降水具有两方面的生态水分效应：一方面使进入林内的水分减少，降低了

降水对地表的冲刷作用，有利于保护土壤，防止水土流失；另一方面林冠截留的降

雨消耗于蒸发，减少了地面的实际雨量和林下土壤水分的有效补充，是雨水资源的

无益损失［9］.本文主要以郑州植物园园区内的黑松（PinusthunbergiiParl.）、

红叶李（PrunuscerasiferaEhrh.）、白蜡（FraxinuschinensisRoxb.）等9种

绿化树种为研究对象，对其进行林冠截留比较分析，探讨降雨量与林冠截留的关系，

为通过树冠截留效果选择树种提供依据，充分发挥绿化树种的林冠截留效果，同时

也为城市绿化建设提供参考依据.

1.1试验区概况

郑州植物园位于郑州市西郊，试验地设在该园的引种驯化区.郑州市位于河南省中

部，东经11314′，北纬3443′，属北半球暖温带大陆性季风气候，冷暖适中、

四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雪.年均

气温为14.2℃，7月份最热、平均为27.3℃，极端最高温为43℃；1月份最冷、

平均为0.2℃，极端最低温为-17.9℃；≧10℃积温4717℃，年平均降雨量640.9

mm，无霜期220d，全年日照梦想作文500字 时间约2400h.

1.2研究材料

选取郑州植物园区内9个树种进行林冠层降雨分配研究.这9个树种分别为：黑松

（PinusthunbergiiParl.）、龙柏（Sabinachinensis（L.）a）、

红叶李（PrunuscerasiferaEhrh.）、白蜡（FraxinuschinensisRoxb.）、法桐

（Platanusopvd是什么意思 rientalisLinn.）、女贞（LigustrumlucidumAit.）、枇杷

（Eriobotryajaponica（Thunb.）Lindl.）、雪松（Cedrusdeodara（Roxb.）

）和国槐（SophorajaponicaLinn.）.对这9个树种分别选取3～5棵作为

标准木，并对标准木的树龄、高度、冠幅、胸径等林冠基本特征进行统计分析（表

1）.

1.3研究方法

1.3.1降雨量

在林外的开阔地用雨量筒进行测量，主要统宝宝肠胃炎症状 计2016年5—7月份的12次降雨.

1.3.2林冠截留量测定

采用水量平衡法［10］，计算截流量.在降雨继续期间某时间段内林冠上空的雨量

即林外雨量（或实际雨量，或降雨量），从中减去林内穿透雨量和茎流雨量，剩下

部分即为树体表面还保留的雨量，即为林冠截留量.由于树干茎流量的测定值较小

［11］，一般占林地降雨的0.3%～3%［12］，还有学者认为，树干茎流量受树

干附属物的影响不及1%［13］，基本上可忽略不计.林冠截留率［14］为截流量

占相应时间内降雨量的百分比.

林冠截留量和截留率的公式为：

式中：I为林冠截流量，mm；P为林外降雨量，mm；T为林内穿透雨量，mm；

S为树干茎流，mm.

对于不同树种树冠截留量的测定，是在标准木的树干周围，根据冠幅大小，在东西

南北4个方向各平均布设4个雨量筒，每次降雨后，用雨量杯来计算林内穿透降

雨量.由于不考虑灌木及草木层的截留影响，所以，要将雨量筒上方影响乔木林冠

截留的灌木清除.为减少雨量筒内水分蒸发引起的观测误差，应在每场降雨结束后

1h内，测定林内穿透雨量.

1.3.3数据分析

观测数据采用MicrosoftExcel2007进行处理，利用SPSS22软件进行方程拟合

和参数估算等.

2.1不同树种的截留能力比较

不同树种的林冠截留量和截留率不同，不同次降水林冠的截留率存在较大差距.在

试验的9个树种中，林冠截留率较高的是枇杷、龙柏、女贞和白蜡；其次是法桐、

黑松和红叶李；林冠截留率较低的是国槐和雪松.

林冠截留效果较好的是枇杷树，说明这种园林植物能够截留较多的雨水.枇杷树的

叶片属于大叶厚革质，抵挡雨水的冲击能力强，叶片密实，能够收集较多雨水不易

滴落，因此能铝镁匹林片说明书 够截留较多的雨水，能有效减少地表径流，防止水土流失.而雪松的

林冠截留效果较差，因为针叶类植物的叶面积小，针叶之间的缝隙大，不利于承接

雨水.

2.2林内穿透雨量与林外降雨量的关系

树冠的截留作用会对降雨径流及净化大气环境产生直接的影响，国内外专家学者对

此进行了很多研究，已建立了多种林冠截留模型，包括经验统计模型、半经验性理

论模型和机理性较强的理论模型［15-18］.其中不少学者在以森林水量平衡原理

为基础模拟的经验式中，认为线性式I=a+bP或幂函数式I=aPb能取得较高精度

的拟合［19-21］.本次试验对9个树种的林内穿透雨量与林外降雨量的关系用这

两个回归模型表示，式中P为林外降雨量，mm；I为林内穿透雨量，mm；a、b

为常数.

从模拟结果（表3）来看，两个模型R2最小为0.638，说明模型的拟合效果不错，

除女贞外，其他8个树种用幂函数拟合效果比线性拟合效果要好；两个模型Sig.

取值最大为0.049，均小于0.05，其中雪松和女贞的线性和幂函数拟合模型的Sig.

取值相对较高，为0.01～0.05，其他树种多数取值为0，说明两个模型都具有显

著的统计学意义.林内穿透雨量随林外降雨量的增加而增加，两个回归模型可以很

好地反映9种不同树种林内林外降雨的相互关系.

不同树种的林冠截留量和截留率不同，不同次降雨林冠的截留率存在较大差距.9

个树种林冠截留率从高到低依次为枇杷、龙柏、女贞、白蜡、法桐、黑松、红叶李、

国槐、雪松.

通过对9个树种林内透雨量与林外降雨量的关系回归模型可以看出，林内透雨量

与林外降雨量呈正相关，林内透雨量随林外降雨量的变化而变化，并且变化趋势是

一致的.

树种的截留量、截留率与树种的林冠特征有关，但林冠截留能力不仅与林冠的胸径

和冠幅有关，还受到其他林冠特征因素的影响.9个绿化树种中雪松的胸凉拌紫甘蓝 径和冠幅

仅次于法桐，但是其林冠截留能力最弱.调查发现，雪松为针形叶，斯宾塞的快乐教育 大枝平展，小

枝略下垂，这种形态结构显然不利于雨水在枝叶间的存留，造成林冠截留降水能力

较弱.枇杷和女贞的胸径和冠幅居中，但是其林冠的截留能力最强.调查发现，枇杷

和女贞两个树种枝叶茂密，叶片革质，且相对较大，利于雨水在枝叶间的存留.

【相关文献】

［1］马雪华.森林水文学［M］.北京：中国林业出版社，1993.

［2］崔启武，边履刚，史继德，等.林冠对降雨的截留作用［J］.林业科学，1980，16（2）：

141-146.

［3］郝帅，张毓涛，刘端，等.不同郁闭度天山云杉林林冠截留量及穿透雨量特征研究［J］.干旱

区地理，2009，32（6）：917-923.

［4］范世香，高雁，程银才，等.林冠对降雨截留能力的研究［J］.地理科学，2007，27（2）：

200-204.

［5］张光灿.树冠截留降雨模型研究进展及其述评［J］.南京林业大学学报，2000，24（1）：64-

68.

［6］王云琦，王玉杰.森林溪流水质的研究进展［J］.水土保持研究，2003，1210（4）：242-

246.

［7］时忠杰，王彦辉，徐丽宏，等.六盘山华山松林降雨再分配及其空间变异特征［J］.生态学报，

2009，29（1）：77-84.

［8］裴铁凡，郑远长.林冠分配降雨过程模历史小说推荐 拟与模型［J］.林业科学，1996，32（1）：1-10.

［9］王金叶，于澎涛，王彦辉，等.森林生态水文过程研究［M］.北京：科学出版社，2008.

［10］曹云，黄志刚.长江防护林—樟树林对降雨再分配的影响［J］.长江流域资源与环境，2007，

16（5）：603-608.

［11］马惠，张洪江，王伟，等.重庆四面山不同森林类型林冠的截留研究［J］.中国水土保持科学，

2010，8（6）：108-114.

［12］张焜，张洪江，程金华，等.重庆四面山暖性针叶林林冠截留及其影响因素［J］.东北林业大

学学报，2011，39（10）：33-35.

［13］殷晖.森林植被林冠截留降水模型初探［J］.现代园艺，2012（8）：149.

［14］李秀博.贡嘎山地区四种植被类型林冠截留特征及其对地下水补给的影响［D］.成都：成都

理工大学，2010.

［15］王彦辉.刺槐对降雨的截持作用［J］.生态学报，1987，7（1）：43-49.

［16］高雁，宋丹丹，程银才，等.雪松对降雨截留容量的试验研究［J］.南京林业大学学报，

2013，37（1）：160-162.

［17］钱金平，王仁德，白洁，等.太行山区不同人工林林冠截留降水的比较研究［J］.水土保持通

报，2012，32（4）：164-167.

［18］李奕，蔡体久，满秀玲，等.大兴安岭地区天然樟子松林降雨截留再分配特征［J］.水土保持

学报，2014，28（2）：40-44.

［19］孙庆艳，余新晓，杨新兵，等.密云水库集水区防护林不同树种林冠截留研究［J台式电脑亮度 ］.中国水土

保持科学，2009，7（3）：73-78.

［20］党宏忠，周泽福，赵雨森.青海云杉林冠截留特征研究［J］.土保持学报，2005，19（4）：

60-64.

［21］温远光，刘世荣.我国主要森林生态系统类型降水截留规律的香干小炒肉 数量分析［J］.林业科学，

1995，31（4）：289-298.