蘭世霞 胡兆柳 金有琪 陳芬芬 張運(yùn)林

(貴州師范學(xué)院，貴陽(yáng)，550018)

平衡含水率(EMC)表示將可燃物無(wú)限期置于固定溫度和濕度條件下，可燃物含水率不在變化，此時(shí)的含水率值稱為平衡含水率[1]。隨著空氣溫濕度的改變，可燃物含水率和平衡含水率都發(fā)生改變，但可燃物含水率的變化相較于平衡含水率的變化有一定的滯后，這種滯后用時(shí)滯表示，指可燃物在這一過(guò)程中，水分變化為可燃物初始含水率與平衡含水率之差的63%所需要的時(shí)間[2-3]。時(shí)滯的倒數(shù)又稱為水分變化系數(shù)，表征可燃物水分動(dòng)態(tài)變化對(duì)外界氣象要素的響應(yīng)情況，水分變化系數(shù)越大，可燃物水分變化對(duì)外界氣象要素的響應(yīng)越敏感[4]。

作為直接估計(jì)法計(jì)算森林可燃物含水率中關(guān)鍵的兩個(gè)中間參數(shù)，準(zhǔn)確獲取平衡含水率和水分變化系數(shù)對(duì)選擇直接估計(jì)法預(yù)測(cè)森林可燃物含水率計(jì)算精度具有重要意義[5-7]。國(guó)內(nèi)外對(duì)平衡含水率和時(shí)滯進(jìn)行了大量的研究，Simard[8]以濕度棒為研究對(duì)象，建立了平衡含水率預(yù)測(cè)模型；Nelson[9]選擇物理方法建立了平衡含水率和失水系數(shù)預(yù)測(cè)模型，其外推性和精度更高；Wagner[10]還分別研究了失水過(guò)程和吸水過(guò)程，建立了失水和吸水的平衡含水率和時(shí)滯預(yù)測(cè)模型；劉曦[11]以東北落葉松、白樺等典型林分的葉片、枝條和樹(shù)皮等可燃物為研究對(duì)象，建立了平衡含水率和水分變化系數(shù)預(yù)測(cè)模型；張運(yùn)林[4]以蒙古櫟和紅松凋落物為研究對(duì)象，得到不同床層結(jié)構(gòu)時(shí)平衡含水率和失水系數(shù)預(yù)測(cè)模型[12]。雖然進(jìn)行大量的平衡含水率和水分變化系數(shù)研究，但大部分研究都僅是選擇濕度棒或可燃物單體為研究對(duì)象，無(wú)法表征結(jié)構(gòu)復(fù)雜的凋落物床層的實(shí)際情況。而凋落物作為森林可燃物的重要組成部分，是林火發(fā)生的引火物，其床層含水率決定被引燃的可能性[13-15]，得到凋落物床層精確的平衡含水率和時(shí)滯值，對(duì)于準(zhǔn)確獲取森林凋落物含水率值和預(yù)報(bào)森林火災(zāi)具有重要意義。

凋落物床層與凋落物單體或具有同質(zhì)結(jié)構(gòu)的濕度棒相比，其具有更復(fù)雜的床層結(jié)構(gòu)，而床層結(jié)構(gòu)，特別是床層密實(shí)度對(duì)含水率動(dòng)態(tài)變化具有顯著的影響[16-19]。因此，分析密實(shí)度對(duì)凋落物床層含水率動(dòng)態(tài)變化的影響，建立基于床層密實(shí)度的關(guān)鍵參數(shù)預(yù)測(cè)模型，十分有意義。在林火研究中，學(xué)者更加注重可燃物失水情況，因此平衡含水率和水分變化系數(shù)預(yù)測(cè)模型大部分都是通過(guò)研究失水曲線獲取的，但研究表明，即使在相同條件下，可燃物的失水過(guò)程和吸水過(guò)程并不相同，失水過(guò)程時(shí)的平衡含水率略高于吸水過(guò)程，若僅選擇失水過(guò)程平衡含水率和時(shí)滯進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)含水率預(yù)測(cè)精度具有一定影響[20-21]。國(guó)內(nèi)外關(guān)于凋落物密實(shí)度對(duì)其水分動(dòng)態(tài)變化的影響基本都為定性研究，無(wú)法在實(shí)際中應(yīng)用，且大部分都是在失水狀態(tài)下進(jìn)行分析的，考慮不全面。因此本研究將分別失水和吸水兩種過(guò)程，定量分析床層密實(shí)度對(duì)凋落物床層水分動(dòng)態(tài)變化的影響，得到密實(shí)度對(duì)兩個(gè)過(guò)程水分變化的影響機(jī)理，并建立基于密實(shí)度的關(guān)鍵參數(shù)預(yù)測(cè)模型，為進(jìn)一步提高含水率預(yù)測(cè)精度奠定基礎(chǔ)。

西南林區(qū)作為我國(guó)第二大林區(qū)，農(nóng)林交錯(cuò)，山高坡陡，一旦發(fā)生森林火災(zāi)很難撲救且對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆踩斐芍匾{[22]。馬尾松(PinusmassonianaLamb.)作為西南林區(qū)主要的松屬植物，選擇其凋落物為研究對(duì)象，分析凋落物密實(shí)度對(duì)其水分動(dòng)態(tài)變化的影響，并建立基于床層密實(shí)度的關(guān)鍵參數(shù)的預(yù)測(cè)模型，對(duì)于理解馬尾松凋落物床層水分動(dòng)態(tài)變化機(jī)理，提高含水率預(yù)測(cè)精度和森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)精度具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省貴陽(yáng)市烏當(dāng)區(qū)貴州師范學(xué)院后山，平均海拔約為1 001 m，屬于亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，年均降水量為1 200 mm，年均最高溫度為25 ℃，年均相對(duì)濕度為82.0%。研究區(qū)植被屬于黔中山原濕潤(rùn)性常綠落葉混交林及馬尾松林區(qū)，主要喬木包括馬尾松(Pinusmassoniana)、青岡(Cyclobalanopsisglauca)和麻櫟(Quercusacutissima)等；灌木主要有稠李(Padusracemosa)、臘梅(Chimonanthuspraecox(Linn.) Link)等。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)計(jì)與樣品采集

選擇具有代表性的馬尾松純林設(shè)置一塊25.82 m×25.82 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，標(biāo)準(zhǔn)地位于下坡位，林分郁閉度為0.76，樣地內(nèi)馬尾松的平均胸徑為21.3 cm，平均樹(shù)高為15.6 m。研究區(qū)防火期為當(dāng)年10月至次年5月，其中2—4月為高火險(xiǎn)期，由于當(dāng)年落下的凋落物與經(jīng)過(guò)風(fēng)化的凋落物水分動(dòng)態(tài)變化對(duì)外界的響應(yīng)情況不同[21]，為使研究更具有實(shí)際意義，于次年在樣地內(nèi)采集馬尾松松針，保證針葉完整，具有代表性。此外，在馬尾松林樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置30個(gè)20 cm×20 cm的樣方，調(diào)查馬尾松針葉床層特征，床層平均厚度和密實(shí)度分別為6.9 cm和0.027。

2.2 室內(nèi)試驗(yàn)

室內(nèi)制備不同密實(shí)度的馬尾松針葉床層。馬尾松凋落物床層密實(shí)度表示床層中馬尾松針葉單體之間的緊密程度，床層密實(shí)度越大，單體松針之間越緊密。床層密實(shí)度的計(jì)算公式如式(1)所示。

β=ρb/ρp。

(1)

式中：β表示馬尾松床層密實(shí)度；ρb表示馬尾松松針床層的體積密度(kg·m-3)，通過(guò)床層質(zhì)量與體積計(jì)算得到；ρp表示馬尾松松針的顆粒密度(kg·m-3)，通過(guò)查閱資料得到馬尾松松針顆粒密度為543.6 kg·m-3[23]。

野外實(shí)際的馬尾松針葉床層的平均厚度為6.90 cm，床層密實(shí)度的最小值、平均值和最大值分別為0.016、0.027和0.061，為保證本室內(nèi)研究具有實(shí)際意義和代表性，本研究模擬的馬尾松針葉床層厚度為6.90 cm，床層密實(shí)度設(shè)置5個(gè)梯度：0.016、0.021、0.027、0.040和0.061。選擇長(zhǎng)寬分別為29和21 cm的無(wú)頂蓋塑料筐盛裝馬尾松針葉，可計(jì)算得到馬尾松針葉床層體積為4.2×10-3m3，根據(jù)本研究設(shè)置的密實(shí)度梯度和馬尾松針葉的顆粒密度，得到每個(gè)密實(shí)度對(duì)應(yīng)的馬尾松針葉質(zhì)量(表1)。

表1 密實(shí)度梯度所對(duì)應(yīng)的馬尾松松針質(zhì)量

水分動(dòng)態(tài)變化模擬試驗(yàn)。本研究主要目的是為了分析密實(shí)度對(duì)床層水分動(dòng)態(tài)變化的影響情況，因此空氣溫度和相對(duì)濕度不設(shè)置梯度，僅選擇研究區(qū)防火期內(nèi)溫濕度出現(xiàn)頻率較多的情況進(jìn)行分析，空氣溫度設(shè)置25 ℃，相對(duì)濕度設(shè)置60%。水分動(dòng)態(tài)變化模擬試驗(yàn)分為失水過(guò)程試驗(yàn)和吸水過(guò)程試驗(yàn)，每個(gè)過(guò)程均為5個(gè)密實(shí)度梯度，具體過(guò)程如下。

失水模擬試驗(yàn)：(1)將采集的馬尾松針葉床層在烘箱中烘干至質(zhì)量不在變化為止，取相應(yīng)床層密實(shí)度所需質(zhì)量的馬尾松3份，將其完全浸泡24 h；(2)將浸泡后的馬尾松針葉取出并瀝干，擦去表面自由水，記錄此時(shí)的質(zhì)量；(3)根據(jù)設(shè)置的床層長(zhǎng)寬高，得到該密實(shí)度時(shí)的馬尾松針葉床層，并放置于恒溫恒濕箱內(nèi)，箱體內(nèi)放置自動(dòng)稱量天平，10 min自動(dòng)記錄一次數(shù)據(jù)至床層質(zhì)量不在變化為止。

吸水模擬試驗(yàn)：將采集的馬尾松針葉床層在烘箱中烘干至質(zhì)量不在變化為止，取相應(yīng)床層密實(shí)度所需質(zhì)量的馬尾松3份；其余步驟與失水模擬試驗(yàn)中(3)相同。

每個(gè)床層密實(shí)度的水分動(dòng)態(tài)變化試驗(yàn)都進(jìn)行3次重復(fù)，共進(jìn)行5(密實(shí)度)×3(重復(fù))=15次試驗(yàn)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

馬尾松床層水分動(dòng)態(tài)變化情況。以記錄間隔為橫坐標(biāo)，床層含水率為縱坐標(biāo)，繪制不同床層密實(shí)度時(shí)失水過(guò)程和吸水過(guò)程的含水率動(dòng)態(tài)變化情況。

計(jì)算馬尾松床層平衡含水率和水分變化系數(shù)。研究表明，當(dāng)空氣溫度和相對(duì)濕度不變，對(duì)于一定結(jié)構(gòu)的凋落物床層存在如式(2)所示的關(guān)系。根據(jù)式(2)可求得不同密實(shí)度時(shí)的床層平衡含水率和水分變化系數(shù)。

y=E+Ae-kx。

(2)

式中：y表示馬尾松床層含水率(%)；E表示馬尾松床層平衡含水率；A表示模型待估參數(shù)；e表示自然常數(shù)；k表示水分變化系數(shù)；x表示時(shí)間。

選擇方差分析，得到密實(shí)度對(duì)馬尾松床層平衡含水率和水分變化系數(shù)的影響。選擇多重比較，分析失水過(guò)程和吸水過(guò)程時(shí)，不同床層密實(shí)度的平衡含水率和水分變化系數(shù)是否有顯著差異。

建立預(yù)測(cè)模型并檢驗(yàn)?zāi)Ｐ途?。床層結(jié)構(gòu)雖然對(duì)平衡含水率有一定的影響，但其主要受空氣溫度和濕度的影響，本研究并沒(méi)有設(shè)置空氣溫濕度梯度，因此平衡含水率預(yù)測(cè)模型在本文中不進(jìn)行分析。根據(jù)方差分析和多重比較結(jié)果，以床層密實(shí)度為自變量，選擇合適的模型形式，建立水分變化系數(shù)預(yù)測(cè)模型。

選擇n-fold交叉驗(yàn)證檢驗(yàn)?zāi)Ｐ途?，根?jù)公式(3)～公式(5)計(jì)算失水和吸水系數(shù)預(yù)測(cè)模型的平均絕對(duì)誤差(EMA)、平均相對(duì)誤差(EMR)和均方根誤差(ERMS)，比較模型精度。

(3)

(4)

(5)

以水分變化系數(shù)的實(shí)測(cè)值為橫坐標(biāo)，預(yù)測(cè)值為縱坐標(biāo)，繪制1∶1圖，比較實(shí)測(cè)和預(yù)測(cè)值擬合直線與1∶1線的偏差，分析預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)效果。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同床層密實(shí)度凋落物含水率動(dòng)態(tài)變化

圖1給出不同密實(shí)度時(shí)馬尾松凋落物含水率動(dòng)態(tài)變化情況，可以看出，不論床層密實(shí)度如何改變，失水和吸水都表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。水分變化前期，失水和吸水過(guò)程都隨著床層密實(shí)度的增加，水分變化速率逐漸加快，水分變化后期，不同密實(shí)度床層含水率都相對(duì)接近，而吸水過(guò)程則表現(xiàn)出明顯的分界線。

圖1 不同密實(shí)度的凋落物床層含水率動(dòng)態(tài)變化情況

3.2 不同床層密實(shí)度含水率動(dòng)態(tài)變化方程

表2給出不同密實(shí)度的馬尾松床層含的規(guī)律性，而水分變化系數(shù)水率動(dòng)態(tài)變化方程?？梢钥闯?，不論是失水還是吸水過(guò)程，隨著床層密實(shí)度的增加，床層平衡含水率沒(méi)有表現(xiàn)出明顯逐漸下降。相同密實(shí)度的馬尾松床層，床層吸水系數(shù)要高于床層失水系數(shù)。

3.3 密實(shí)度對(duì)床層平衡含水率和水分變化系數(shù)的影響

可以看出，當(dāng)空氣溫度和相對(duì)濕度固定時(shí)，失水狀態(tài)下，密實(shí)度對(duì)馬尾松床層平衡含水率和失水系數(shù)都沒(méi)有顯著影響；而在吸水狀態(tài)下，馬尾松床層平衡含水率和吸水系數(shù)都受密實(shí)度的極顯著影響(表3)。

表3 床層平衡含水率和水分變化系數(shù)的方差分析

表4給出不同馬尾松床層密實(shí)度時(shí)的平衡含水率和水分變化系數(shù)?？梢钥闯?，失水狀態(tài)下平衡含水率隨著床層密實(shí)度的改變，沒(méi)有表現(xiàn)出明顯變化規(guī)律；吸水狀態(tài)下平衡含水率隨床層密實(shí)度增加而下降，床層密實(shí)度為0.016和0.021時(shí)的平衡含水率顯著高于0.027、0.040和0.061。隨著床層密實(shí)度的增加，失水系數(shù)呈下降趨勢(shì)，但除最小和最大密實(shí)度時(shí)失水系數(shù)有顯著差異，其余密實(shí)度梯度之間都沒(méi)有顯著差異；吸水系數(shù)隨著床層密實(shí)度的增加呈顯著下降趨勢(shì)，除密實(shí)度為0.040時(shí)的吸水系數(shù)與相鄰密實(shí)度沒(méi)有顯著差異，其余密實(shí)度梯度之間的吸水系數(shù)都有顯著差異。

表4 不同床層密實(shí)度時(shí)的平衡含水率和水分變化系數(shù)

相同床層密實(shí)度時(shí)，失水過(guò)程和吸水過(guò)程的馬尾松床層平衡含水率沒(méi)有顯著差異；吸水系數(shù)顯著高于失水系數(shù)。

3.4 水分變化系數(shù)預(yù)測(cè)模型

根據(jù)密實(shí)度對(duì)床層水分變化系數(shù)的影響可知，當(dāng)空氣溫度為25 ℃，相對(duì)濕度為80%時(shí)，隨著床層密實(shí)度的增加，床層水分變化系數(shù)呈指數(shù)下降趨勢(shì)。因此，失水系數(shù)和吸水系數(shù)的預(yù)測(cè)模型形式設(shè)置為k=aebβ(其中，k表示水分變化系數(shù)；β表示床層密實(shí)度；a和b表示模型待估參數(shù))。表5給出水分變化系數(shù)預(yù)測(cè)模型?？梢钥闯?，失水系數(shù)預(yù)測(cè)模型的平均絕對(duì)誤差為0.013 h-1，平均相對(duì)誤差為14.6%，吸水系數(shù)預(yù)測(cè)效果略優(yōu)于失水系數(shù)預(yù)測(cè)模型，平均相對(duì)誤差為9.3%。

表5 預(yù)測(cè)模型結(jié)果及誤差

以水分變化系數(shù)的實(shí)測(cè)值為橫坐標(biāo)，預(yù)測(cè)值為縱坐標(biāo)，繪制1∶1圖?？梢钥闯觯徽撌鞘€是吸水預(yù)測(cè)模型，實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值都均勻分布在1∶1線的兩側(cè)，預(yù)測(cè)效果較好。在本試驗(yàn)研究范圍內(nèi)，失水系數(shù)預(yù)測(cè)模型的擬合效果優(yōu)于吸水過(guò)程(圖2)。

4 結(jié)論與討論

在本研究的空氣溫濕度區(qū)間內(nèi)，不論是失水過(guò)程還是吸水過(guò)程，馬尾松凋落物床層密實(shí)度都呈指數(shù)變化，水分變化速率也逐漸下降[4，24-25]。不同密實(shí)度的凋落物床層在失水過(guò)程時(shí)平衡含水率變化區(qū)間為11.848%～20.216%，張運(yùn)林等[12]以東北典型林分紅松凋落物為研究對(duì)象，在相同空氣溫濕度條件下得到紅松凋落物床層平衡含水率變化范圍為13.1%～13.9%；陸昕等[25]以落葉松和白樺林下凋落物為研究對(duì)象，得到平衡含水率分別為12.74%和13.25%；Baksic et al.[26]以地中海松林內(nèi)凋落物為研究對(duì)象，得到相對(duì)濕度為60%時(shí)的平衡含水率約為15%。本研究得到的平衡含水率范圍超過(guò)其他學(xué)者，主要原因一是由于本研究床層密實(shí)度高于其他研究;二是由于凋落物種類不同，其水分動(dòng)態(tài)變化對(duì)外界環(huán)境因子的響應(yīng)也不同所造成的[27]。

圖2 水分變化系數(shù)的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值

相同空氣溫濕度，不區(qū)分床層密實(shí)度時(shí)，本研究得到失水過(guò)程和吸水過(guò)程的平衡含水率均值分別為16.211%和15.831%，失水過(guò)程的平衡含水率略高于吸水過(guò)程[28-30]。

馬尾松凋落物床層失水系數(shù)變化范圍為0.033～0.398 h-1，張運(yùn)林等[12]紅松凋落物為研究對(duì)象，得到其失水系數(shù)變化范圍為0.078～0.124 h-1，胡海清等研究得到落葉松和白樺林的失水系數(shù)變化范圍分別為0.107和0.109 h-1[23-24]。本研究得到的失水系數(shù)范圍超過(guò)其他學(xué)者研究，主要原因是由于凋落物失水系數(shù)還受床層密實(shí)度的顯著影響，張運(yùn)林等人研究的紅松床層密實(shí)度為0.015 8～0.031 5，胡海清[24]僅研究了一種結(jié)構(gòu)的床層水分動(dòng)態(tài)變化情況，而本文設(shè)置的床層密實(shí)度范圍為0.016～0.061，顯著高于其他研究，因此本研究失水系數(shù)范圍較大。相同條件下，本研究吸水系數(shù)變化范圍為0.395～0.925 h-1，失水系數(shù)顯著低于吸水系數(shù)(t=9.961，P=0)，這與Hatton et al.[20]研究結(jié)果不同，主要是由于床層初始含水率不同所致，本研究吸水試驗(yàn)的初始含水率為剛烘干階段，其更容易吸水，因此吸水系數(shù)會(huì)顯著高于失水系數(shù)[20]。

馬尾松床層密實(shí)度對(duì)吸水過(guò)程的平衡含水率有極顯著影響，且隨著床層密實(shí)度的增加，平衡含水率呈極顯著下降趨勢(shì)。Anderson[21]研究認(rèn)為床層密實(shí)度對(duì)平衡含水率沒(méi)有顯著影響，本研究結(jié)果在吸水過(guò)程中出現(xiàn)與他人的研究結(jié)果不同，主要是由于平衡含水率是指凋落物床層在固定溫濕度條件下長(zhǎng)時(shí)間放置至水分不在變化為止時(shí)的床層含水率，而本研究設(shè)置的床層密實(shí)度區(qū)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他研究，即使長(zhǎng)時(shí)間放置，由于其密實(shí)度過(guò)高，床層內(nèi)部松針?biāo)謳缀鹾茈y對(duì)外界產(chǎn)生響應(yīng)，因此隨著床層密實(shí)度的增加，其平衡含水率會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降。床層密實(shí)度對(duì)失水過(guò)程的平衡含水率沒(méi)有顯著影響，這可能是由于凋落物吸附和解析自由水所用力不同所致，Pippen[31]研究認(rèn)為凋落物中自由水向外界釋放更容易，因此凋落物床層失水過(guò)程更容易，相較于吸水過(guò)程，其更容易就達(dá)到平衡，受密實(shí)度的影響微乎其微，因此床層密實(shí)度對(duì)失水過(guò)程的平衡含水率沒(méi)有顯著影響。

馬尾松床層密實(shí)度對(duì)吸水系數(shù)有極顯著影響，且隨著床層密實(shí)度的增加，床層吸水系數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，這與Anderson[21]的研究結(jié)果相同。失水系數(shù)越大，表征的凋落物床層水分向外擴(kuò)散時(shí)對(duì)外界的響應(yīng)越敏感，隨著床層密實(shí)度的增加，外界自由水向床層內(nèi)擴(kuò)散的路徑和難度增加，床層內(nèi)松針?biāo)謱?duì)外界的響應(yīng)降低，因此失水系數(shù)呈下降趨勢(shì)。失水系數(shù)對(duì)床層密實(shí)度沒(méi)有顯著影響，主要有兩個(gè)原因：一是由于本研究設(shè)置的為高溫高濕區(qū)間，張運(yùn)林等[4]研究也表明，當(dāng)空氣溫濕度較高時(shí)，床層密實(shí)度對(duì)失水系數(shù)沒(méi)有顯著影響；二是如前文所述，凋落物解析自由水相較于吸附自由水更容易，雖然密實(shí)度增加，床層內(nèi)水分向外擴(kuò)散的路徑和難度增加，但此時(shí)難度的增加并未對(duì)其水分向外擴(kuò)散造成顯著影響。失水系數(shù)僅是隨密實(shí)度增加呈下降趨勢(shì)，但并沒(méi)有顯著差異，只是密實(shí)度最大值和最小值時(shí)有顯著差異，但可以預(yù)測(cè)，當(dāng)床層密實(shí)度繼續(xù)增加時(shí)，其對(duì)失水系數(shù)會(huì)產(chǎn)生顯著影響。

以床層密實(shí)度為自變量，失水系數(shù)和吸水系數(shù)為因變量，分別建立了失水和吸水系數(shù)預(yù)測(cè)模型，模型誤差均在允許范圍內(nèi)[32]，預(yù)測(cè)效果較好，模型在一定程度上也揭示了床層密實(shí)度對(duì)水分變化系數(shù)的影響，適用性較好。

本研究表明，在相同條件下，床層密實(shí)度對(duì)失水過(guò)程和吸水過(guò)程的影響結(jié)果不同，且吸水過(guò)程更容易受床層密實(shí)度的影響。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的根本原因就是因?yàn)榈蚵湮锎矊咏馕鲎杂伤任阶杂伤菀?，凋落物床層更難吸附外界自由水[31]。而床層密實(shí)度的微小改變，會(huì)擴(kuò)大吸附難度，導(dǎo)致其吸附自由水的能力發(fā)生較大改變，因此床層密實(shí)度對(duì)兩個(gè)過(guò)程的影響結(jié)果不同。

綜上，通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn)，分析了不同馬尾松床層密實(shí)度時(shí)其水分動(dòng)態(tài)變化情況，得到床層密實(shí)度對(duì)兩個(gè)過(guò)程的平衡含水率和水分變化系數(shù)的影響，并建立了水分變化系數(shù)預(yù)測(cè)模型，對(duì)理解凋落物水分變化機(jī)理和提高預(yù)測(cè)精度具有一定的意義。凋落物床層密實(shí)度對(duì)失水和吸水過(guò)程時(shí)的平衡含水率和水分變化系數(shù)表現(xiàn)出不同的影響結(jié)果，說(shuō)明在使用直接估計(jì)法預(yù)測(cè)凋落物含水率時(shí)，不考慮床層密實(shí)度且未區(qū)分水分變化過(guò)程是造成誤差的來(lái)源。本文僅是在一個(gè)空氣溫濕度區(qū)間內(nèi)分析了凋落物床層密實(shí)度對(duì)其水分動(dòng)態(tài)變化過(guò)程的影響，在今后的研究中，還需要增加空氣溫度和相對(duì)濕度梯度，分析各溫濕度區(qū)間內(nèi)床層密實(shí)度的影響，建立基于溫濕度和密實(shí)度的關(guān)鍵參數(shù)預(yù)測(cè)模型，對(duì)于進(jìn)一步理解凋落物水分變化機(jī)理和提高預(yù)測(cè)模型精度具有重要意義。