基于gash模型对华北落叶松和油松人工林冠层截留的模拟

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1、基于 Gash 模型对华北落叶松和油松人工林冠层截留的模拟 魏曦 毕华兴 梁文俊 北京林业大学水土保持学院 北京林果业生态环境功能提升协同创新中心 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室 山西农业大学林学院 摘 要： 为验证 Gash 模型对华北落叶松和油松人工林林冠截留模拟的适用性, 分别实测了 3 块落叶松和油松人工林样地的大气降雨、穿透雨、树干径流以及同步的相关气象环境资料, 利用 Gash 模型, 对 6 块样地的林冠截留分别进行模拟。结果表明:落叶松人工林和油松人工林林冠枝叶持水能力分别为 (1.720.48) mm和 (2.600.23

2、) mm, 树干持水能力分别为 (1.160.89) mm 和 (1.460.65) mm, 使林冠饱和的平均降雨量分别为 (2.500.53) mm 和 (2.980.63) mm;由 Penman-Monteith 公式得到各样地降雨时, 饱和林冠的蒸发速率为 (1.1410-11.4810-1) mm/h;Gash 模型对各样地截留和蒸发模拟值与实测值的相对误差在 0.07%7.51%之内, 模拟值与实测值的方差与均值无显著差异 (P0.1) , 且相关性很强 (R=0.99, P 0. 1) while the correlation of them was high ( R = 0.

3、 99, P 0.1) , 而其皮尔逊相关系数达 0.99 (P0.1) , 且相关性很强 (R=0.99, P0.01) , 模拟效果较好。认为 Gash 模型中, 用树干径流和大气降雨关系曲线的截距 bt与林冠枝叶持水能力 Sc之差值, 表示树干持水能力 St较为合理和实用, 并且通过计算发现, 如果用 bt作为树干持水能力, 得到的模拟截留量会大大高于实测值, 而用 bt与 Sc的差值作为树干持水能力, 则模拟效果较好。表 4 Gash 模型对各样地林冠截留的实测值和模拟值 Tab.4 Gash model canopy interception measured values and

4、simulated values for all plots 下载原表 许多学者在不同区域运用 Gash 模型对多种林分进行模拟, 均获得了较好的模拟效果;但基于运用前, 模型参数自身必须假定的条件和实际情况有所差异, 使单次降雨测量值和实际值产生一定的误差, 多次降雨模拟效果相对较好。排除实际测量中人为因素和仪器精度造成的无法避免的误差之外, 引起模拟值与实际值误差的主要原因是:其一, 模型中需要假设当 PGP G时, 林冠饱和, 在这之前林内不会有穿透雨的出现;但是在实际中, 短时的大雨或者稀疏的林冠, 在降雨初始就会有雨滴穿透林冠达到地面, 这样造成后期模型模拟林冠截留量偏高;其二, 模

5、型的模拟基于 2 场降雨时间间隔较长, 林冠的干燥度是相同的。但是由于在实测过程中, 为了尽可能获取多次的降雨数据, 基本将每次的降雨数据都计算在内, 很少考虑相邻 2 场降雨林分的干燥度情况, 这样也会导致林冠截留量偏高。参考文献1马雪华.森林水文学M.北京:中国林业出版社, 1993:79.MA Xuehua.Forest hydrologyM.Beijing:China Forestry Publishing House, 1993:79. 2LIU Jiagang.A theoretical model of the process of rainfall interception i

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