流溪河水库集水区森林水文效应及网络化平台的建立

论文摘要

本文通过对流溪河水库集水区的区域植被和生境调查，结合森林水文学研究和分析方法，从林冠层、凋落物层及土壤层3个生态作用层次对流溪河水库集水区6种主要森林类型的水源涵养功能进行了定量研究，在此基础上建立了各生态作用层水文效应的关系模型，然后应用动态Asp语言开发森林生态水文效应预测报系统的网络平台。初步得到以下结论：（1） 6种森林类型的各水文分量存在差异，林内透雨占降雨量的比例最大（在53.44％～92.66％范围内变化），林冠截留次之（在7.34％～46.14％范围内变化），树干茎流占降雨量的比例最小（在0.22％～1.75％范围内变化）。（2） 6种森林类型的林冠截留率平均在19.44％～58.99％之间，从大到小依次为杉木林（58.99％）、毛竹林（55.05％）、阔叶林（41.98％）、马尾松林（37.82％）、针阔混交林（36.59％）、荒草地（19.44％）（3） 6种森林类型凋落物截留率随降雨强度的增加而减小，阔叶林林下凋落物的吸持降雨的能力最强，而毛竹林林下凋落物的吸持能力最弱。土壤的渗透性能最好的是阔叶林，其渗透速率和10℃时渗透系数最大，分别为13.02mm／min，4.46mm／min。（4）在单场降雨中，6种森林类型林内透雨量和树干茎流量与降雨量存在极显著的线性（y=ax+b）关系，林内透雨率和树干茎流率与降雨量存在极显著的对数（y=aln（x）+b）关系，林冠截留和林冠截留率与降雨量存在较强的乘幂（y=axb）关系。对于多场降雨，优化的Gash解析模型能较好地估测在一段时间里林冠截留效应。模型Y=aebx能很好地模拟林内凋落物层与降雨强度的相关关系。土壤渗透速率与渗透时间符合对数关系变化y=a+blnt。（5）本文在对6种森林类型3个生态作用层次截持降雨能力的分析和设计的基础上，建立了森林生态水文效应预测报系统的网络平台，实现了各种模型的管理模块和更新模块功能，对有关数据库的知识产权保护和动态更新等方面的关键技术进行了开发。本系统具有界面友好、易于操作、可移植性和良好的安全性等特点，有着良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究意义和目的
• 1.2 研究范围
• 1.3 森林生态水文模型研究进展
• 1.3.1 森林生态水文模型研究的内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 论文组织
• 2 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 气候特点
• 2.3 植被状况
• 2.4 土壤
• 3 研究方法
• 3.1 试验样地的选择
• 3.2 群落结构分析
• 3.2.1 样地调查
• 3.2.2 群落结构分析与计算
• 3.3 水文分量的测定
• 3.4 森林生态水文效应预测报系统的网络平台的建立
• 4 技术路线
• 5 结果与分析
• 5.1 群落结构分析
• 5.1.1 森林群落物种组成和结构分析
• 5.1.2 阔叶林群落
• 5.1.3 针阔混交林
• 5.1.4 马尾松林、竹林和杉木林
• 5.1.5 群落各层物种多样性分析
• 5.2 森林水文中的降雨特性分析
• 5.2.1 流溪河库区年降雨量
• 5.2.2 降雨量在不同月份分布
• 5.3 林冠截留模型的建立
• 5.3.1 林冠层对降雨的第一次分配
• 5.3.2 不同森林类型树干茎流比较分析
• 5.4.3 不同森林类型林冠截留比较分析
• 5.3.4 降雨特征对林冠截留的影响
• 5.3.5 单场降雨各水文分量模型的建立
• 5.3.6 多场降雨林冠截留模型的建立
• 5.4 凋落物拦截降雨模型
• 5.4.1 不同森林类型林内凋落物的储量和组成
• 5.4.2 不同森林类型林内凋落物分解程度比较分析
• 5.4.3 不同森林类型凋落物的持水能力
• 5.4.4 不同森林类型凋落物的吸水特性
• 5.4.5 凋落物水文模型的建立
• 5.5 土壤拦截降雨模型
• 5.5.1 土壤水分状况
• 5.5.2 土壤的渗透性能
• 5.5.3 土壤渗透曲线
• 5.6 森林生态系统涵养水源综合模型
• 5.6.1 模型描述
• 5.6.2 森林生态系统涵养水源综合模型
• 6基于Web数据库的森林水文效应的网络化平台的建立
• 6.1 Web数据库
• 6.2 Asp技术
• 6.2.1 Asp工作原理
• 6.2.2 Asp内置对象
• 6.2.3 ASP的主要特点
• 6.3 森林涵养水源效应预测报系统结构组成
• 6.3.1 系统结构组成
• 6.3.2 运行界面的设计
• 6.4 关键技术及实现
• 6.4.1 管理员进行系统的设置和动态更新
• 6.4.2 知识产权的安全性
• 6.4.3 预测报系统表达式模块
• 6.4.4 保持界面的风格统一
• 7 结论
• 7.1 森林对降雨量动态分配过程
• 7.2 森林水文综合模型
• 7.2.1 林冠截留模型
• 7.2.2 凋落物层截持模型
• 7.2.3 土壤层截持模型
• 7.3 森林涵养水源效应网络化平台的建立
• 8 问题的提出
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A:阔叶林群落物种组成结构表
• 附录 B:针阔混交林群落物种组成结构表
• 附录 C:马尾松、竹林、杉木林群落物种组成结构表
• 附录 D:不同森林植被类型的林冠层对大气降雨的分配情况