空间异质性(spatial heterogeneity)是存在于所有尺度的生态学系统中的一个普遍现象,是近年来生态学和林学研究中极为关注的一个理论问题。森林生态系统蒸散发过程是森林生态系统水循环的重要环节,受植被空间异质性及尺度效应的影响,土壤蒸发、植物蒸腾及林冠截留蒸发差异较大,所以蒸散发过程的定量化研究一直是森林水文学界关注的重点和难点。本文以贡嘎山东坡海螺沟流域3种典型的森林生态系统类型,即:针叶林生态系统、针阔混交林生态系统及阔叶林生态系统为主要的研究对象,利用SF-L树干液流计、LI-6400便携式光合仪及涡度观测系统等多种监测手段观测分析研究区森林蒸散发过程,对比不同类型及结构森林生态系统的蒸散发特征及变化趋势,分析植被的空间异质性对蒸散发的影响。基于以上方法本文主要研究成果如下:　　 (1)研究区降雨特征为强度小、雨量大、历时长。这样的降雨特征有利于形成高的林冠截留量。不同树种林冠截留量与降雨量均呈幂函数关系,截留量随着降雨量的增加而增加。除阔叶林外,截留率也与降雨量呈幂函数关系,截留率随着降雨量的增加不断减少,阔叶林截留率与降雨量没有明显的相关性。林冠截留量表现出明显的季节特征。影响林冠截留的主要因素是降雨量,叶面积指数等林冠结构特征与截留具有一定的相关性,但相关性不明显。受冠层分布的均匀程度的影响,在同场次降雨过程中,成熟林林冠截留空间变异性较大,中龄林较小。　　 (2)利用热扩散式液流计,连续观测了不同植被类型样树液流密度的变化。观测结果显示,不论何种类型,研究区乔木层蒸腾的日变化均呈现单峰曲线,在下午13-14点时液流密度达到顶点,后逐渐下降。槭树树种的液流密度大于峨眉冷杉树种。与其他地方的研究结果不同的是,研究区峨眉冷杉与槭树液流变化曲线较陡窄,液流变化速度快,峰值区停留的时间较短,这可能与区内昼夜温差大的气候条件有关。乔木蒸腾年内变化呈现双峰曲线,4-10月蒸腾量波动明显出现两个峰值。相关分析发现不同季节影响蒸腾的主导因素不同是导致这一现象的主要原因,夏季影响蒸腾变化的主导因素为空气的相对湿度,春、秋两季影响蒸腾量的主导因素为气温。本文利用2010年6月的观测数据,分析研究了不同年龄结构下峨眉冷杉林乔木、灌木蒸腾的变化特征。结果发现,不同年龄结构峨眉冷杉林群落结构差异较大;不同样地单株蒸腾及群落蒸腾的耗水特征与植株年龄的关系不尽相同,峨眉冷杉林个体蒸腾日变化呈单峰曲线,蒸腾的大小顺序为成熟林＞中龄林＞幼龄林;利用胸径作为空间纯量,将单株峨眉冷杉蒸腾推广到群落尺度上,受乔木层植株密度的影响,中龄林单位地面面积蒸腾量最大,成熟林最小。分析单位样地面积乔木蒸腾与灌木蒸腾的观测结果发现,不同年龄结构下乔木层与灌木层的密度配比不同,使得各组分的蒸腾量也不相同,但系统总蒸腾量大致一致。随着植被的不断生长,森林生态系统内乔木层逐渐衰弱,林下灌木层随着乔木层的衰弱而逐渐增大,灌木蒸腾量也增大,从而弥补了乔木层蒸腾量的减少,乔木层蒸腾量的减少伴随着灌木层蒸腾量的增加,从而使林分总蒸腾保持平衡。　　 (3)随着气候的变化,1988-2009年生长季常绿阔叶林带与亚高山暗针叶林带蒸发皿蒸发量多年变化趋势均呈现显著降低的特征,但减少的幅度不同。暗针叶林带减少幅度为160mm/10a,常绿阔叶林带减少幅度是396mm/10a。相关分析结果表明,地温、最低地温、日照时数、降水、相对湿度和风速都与蒸发皿蒸发具有一定的相关性。地温、最低地温、降水、相对湿度多年变化呈增加趋势,而日照时数与风速则呈现减小趋势。完全相关系数法分析结果显示,最低地温、日照时数和风速等因子是导致研究区蒸发皿蒸发量下降的主要原因。相对于海拔较低且气候较干燥的阔叶林地区,除日照时数和风速的影响外,水分因子也是蒸发皿蒸发下降的主要原因。　　 (4)对比2009年4月-10月涡度相关法和组分平衡法计算的森林生态系统蒸散发总量的结果发现,二者计算的蒸散发总量分别为736mm及598mm,变化趋势一致且观测结果较接近。因此将两种观测方法的平均作为研究区域的蒸散发总量,该区域蒸散发量占同期降雨量的50％。其中,土壤蒸发占总蒸发量的6%,植被蒸腾占总蒸散发量的19%,林冠截留蒸发占总蒸发量的75%。