牛強　崔卓卿

摘 要 林冠截留是森林水文的重要過程，是大氣降雨到達(dá)森林生態(tài)系統(tǒng)的第一次截持，在森林水源涵養(yǎng)和水土保持等方面都有著重要的作用?；诖耍饕獙ξ覈止诮亓舻难芯楷F(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)并分析影響林冠截留的主要因素。

關(guān)鍵詞 林冠截留；水源涵養(yǎng)；大氣降雨

中圖分類號：S715.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）21--02

林冠截留是雨水在植物葉面吸著力、承托力、重力和水分子內(nèi)聚力作用下的葉面水分儲存現(xiàn)象。在森林與降水的關(guān)系中，林冠截留是對降水的第1層阻截，也是森林生態(tài)系統(tǒng)對降水的第1次再分配，其余大部分雨水通過林內(nèi)穿透雨的形式落到地表枯枝落葉層，最終形成土壤蓄水。

1 林冠截留的研究現(xiàn)狀

目前，林冠截留的研究已有100多年的歷史，通過國內(nèi)學(xué)者對林冠截留的研究，積累了大量有關(guān)截留率和截留量的實測數(shù)據(jù)。據(jù)研究，在林分成熟、長勢較好的天然林中，森林林冠層對降雨的截流量在10～20 mm，而林冠層年截留量一般跟該地區(qū)的年降雨量和年降雨次數(shù)有關(guān)，其截留量基本達(dá)到年降水量的15%～45%。石培禮[1]等研究認(rèn)為，林冠截留率為19.85%±7.16%，變動范圍和變異系數(shù)分別在11.4%～34.3%和6.68%～55.05%。劉世榮[2]等人對我國不同氣候、不同森林植被類型的冠層截留特征的研究表明：我國主要森林植被類型的年平均林冠截留量在134.0～626.7 mm，變動系數(shù)在14.27%～40.53%；而平均林冠截留率在11.40%～34.34%，變動系數(shù)在6.86%～55.05%。由于森林冠層具有比較大的降水截留量和附加截留降水的能力，能夠有效減少進(jìn)入林地內(nèi)的降雨量，延長降雨和產(chǎn)流的歷時，減少由于地表徑流而造成的水土流失狀況。張勝利[3]等分別對不同樹種林冠層對降雨動能的影響的研究表明：當(dāng)華山松的冠層下限高度高于7 m，林內(nèi)穿透雨則具有較大的動能，當(dāng)降雨等級為小雨時，華山松的林冠層能夠有效的減少林內(nèi)穿透雨的動能，而當(dāng)降雨強度在中雨以上的情況下，森林冠層降雨動能的影響微弱。王禮先[4]等的研究表明，雨強較小時，冠層枝葉對雨滴的積聚和匯流的作用明顯，從而增加了林內(nèi)二次降雨的動能，加大了濺蝕的強度；而在雨強較大時，林冠的截留作用大大減少了林內(nèi)降雨的動能。張琨[5]等的研究結(jié)果表明，對截留量影響程度的大小依次為：降雨量>降雨強度>風(fēng)速>氣溫>空氣濕度。范世香[6]等采用林冠截留能力模型對不同森林植被類型的林冠截留的研究證明，林冠截留能力模型的有效性，能夠更準(zhǔn)確的反應(yīng)林冠對降雨的截留效果，由于植被種類、密度、結(jié)構(gòu)和氣象條件的不同，截留量存在很大差異。一些地方的植被截留量可能占到降雨量的50%。

2 林冠截留的影響因素

林冠截留降雨是一個復(fù)雜的過程，截留雨量受到植物本身特性和氣象因素的影響。

2.1 植物本身的特性

如樹種，樹冠厚度，樹齡，疏密度等。研究表明，林冠截留量的大小和葉面積指數(shù)密切相關(guān)，葉面積指數(shù)越大，林冠截留量也越大，不同樹種的枝葉繁茂程度不同，冠幅越大、長勢越茂密的植被葉面積指數(shù)也越大，相應(yīng)的林冠截留量也就越大；而對于同一樹種來說，葉面積指數(shù)和樹齡有關(guān)，從幼齡到成熟直到過熟的不同生長階段，葉面積指數(shù)先增大后減小，林冠截留量也隨著葉面積指數(shù)的變化相應(yīng)的增長或減小。針對同一流域來說，由于林冠結(jié)構(gòu)的差異，不同森林植被類型的冠層截留量和降雨量之間的關(guān)系也有較大的差異，即便是同一種植被類型的林分，截留量也會由于郁閉度的不同而不同。此外，冠層厚度的大小也對林冠截留量較大的影響，冠層厚度越大，冠層對降雨的截留作用越好，能夠增加降雨在通過冠層的歷時，更加有效的減少降雨的動能。研究表明，林冠截留量與林分的郁閉度呈正相關(guān)，即郁閉度增加截留量增加。樹齡在30～40 a的植被截留量是最大的。

2.2 氣象、氣候因素

如降雨量、降雨強度、雨滴直徑、氣溫、風(fēng)和前期枝葉濕度等。降雨量及降雨強度對林冠截留也有顯著影響。在降雨初期，降雨能夠完全被林冠層的樹葉吸收截持，隨著降雨時間的延長，冠層的樹枝樹葉對雨水的吸收達(dá)到飽和狀態(tài)。因此，在一場降雨中，林冠截留量并不會隨降雨量的增加不斷增加，而是當(dāng)降雨量達(dá)到某一個值時，林冠截留量達(dá)到飽和。降雨強度也和林冠截留過程有關(guān)，降雨強度越大，冠層的飽和時間也就越快。對于連續(xù)的降雨，冠層在降雨初期就已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，因此對于之后其他場次的降雨不再有截留的效果。當(dāng)有蒸發(fā)存在時，截留量隨降雨量變化是一種非飽和的緩慢上升關(guān)系。林冠截留量具有隨雨滴直徑減小而增大的特性。風(fēng)也是影響林冠截留的重要因素。但風(fēng)對冠層截留量大小的影響會產(chǎn)生兩種截然不同的效果：其一，因為風(fēng)的吹動，冠層樹枝樹葉上吸附的雨水會被風(fēng)吹走，從而減少了林冠截留量；其二，由于風(fēng)的吹動增加了林內(nèi)的空氣流動性，因而增加了冠層樹枝樹葉的蒸發(fā)量，能夠延長冠層達(dá)到飽和狀態(tài)的時間，進(jìn)而增加了林冠截留量。

3 結(jié)語

綜上所述，影響林冠截留量的因素是相當(dāng)復(fù)雜的，對于林冠截留量的研究要綜合多方面的影響因素，針對主要的影響因素進(jìn)行具體的分析才能得到相對準(zhǔn)確的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]石培禮，李文華.森林植被變化對水文過程和徑流的影響效應(yīng)[J].自然資源學(xué)報，2001，16（5）：481-487.

[2]劉世榮.中國森林生態(tài)系統(tǒng)水文生態(tài)功能[M].北京：中國林業(yè)出版社，1996.

[3]張勝利，雷瑞德，呂瑜良，等.秦嶺火地塘林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)水量平衡研究[J].水土保持通報，2000，20（6）：18-22.

[4]王禮先，張志強.森林植被變化的水文生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究，1998，11（6）：14-23.

[5]張琨，張洪江，程金花，等.重慶四面山5種森林類型林冠截留影響因素淺析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，39（17）.173-178

[6]范世香，高雁，程銀才，等.林冠對降雨截留能力的研究[J].地理科學(xué)，2007，27（2）：200-204.

（責(zé)任編輯：趙中正）