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为了减轻和防止水土流失,营造和管护具有截持大气降水的防护林,充分并合理利用水土资源,探究不同树种不同层次结构与截流量的响应关系,本实验在首都圈森林生态系统定位研究站,利用自制分层截留实验装置开展室内人工模拟降雨试验,系统分析了五角枫(Acer elegantulum)、栓皮栎(Quercus variabilis Blume)、黄栌(Cotinus coggygria)、侧柏(Platycladus orientalis)、白皮松(Pinus bungeana Zucc.)和油松(Pinus tabuliformis)6种针阔植物的林冠和枯落物结构对水分截留及溅蚀的影响。研究对于水分缺乏地区森林系统的水文循环和评估林冠和枯落物层在水量平衡中的功能效益具有一定的指导作用,对推动水源涵养林学科体系的建设和发展具有重要意义。具体研究结果如下:(1)随着降雨历时的延长,林冠层截流量先剧烈上升,然后趋于稳定,且剧烈上升阶段基本在降雨开始的0-8 min内。对于同一种植物类型,随雨强增大,林冠稳定截留时间缩短,累积截流总量增大。在同一雨强下林冠截留顺序为:栓皮栎>五角枫>侧柏>油松>黄栌>白皮松。(2)随着降雨历时的延长,不同树种的林冠截留速率先剧烈下降,后趋于平缓下降趋势,最终趋于稳定。栓皮栎、五角枫和黄栌等阔叶树种在降雨过程中比油松、侧柏和白皮松的截留率高。在不同降雨强度下林冠累积截留量与叶面积指数的相关性不显著。(3)林冠剪叶分层,短历时降雨阔叶树总体的截留能力比针叶树强,且五角枫偏多,同一树种,林冠各层的截留能力顺序大致为中层>上层>下层;林冠剪枝分层,树体无叶时,不同树种的稳定截留大致在降雨开始5分钟之后,针叶树各层枝条的截流量大于阔叶树,尤其是油松和白皮松,树干主体的截流量接近于中层枝条的截流量,各枝条截流量顺序大致为:中层>下层>上层。(4)整株树体与枯落物复合结构对截留的影响研究中各树种的截留降雨的能力大小分别为:五角枫>白皮松>黄栌>油松>侧柏>栓皮栎,其中五角枫的稳定截流量最高,栓皮栎变幅最大。随着枯落物结构增加,各树种总体稳定截流量也增加:同等枯落物结构时,五角枫与其的组合可以截持更多雨水量,但与雨强大小关系不显著;树冠剪叶分层与枯落物组合时,阔叶树种截留能力强于针叶树种,截留雨水量顺序为五角枫>栓皮栎>白皮松>侧柏。(5)同雨强时,树冠“体型”值Cbtv(单位冠层厚度上的冠幅大小)越大,截留能力越强,阔叶树种尤为显著。即单位厚度上冠幅越大,树种累积截留量越多。(6)不同树种整株枝叶和枯落物复合结构,随雨强增加,单位面积土壤溅蚀量也增大。即单位面积土壤溅蚀量与降雨强度成正相关。各树种下土壤溅蚀量与该树种自身雨水截留能力有关。从阔叶树种上看,同雨强作用下,一般截留能力强,其下土壤溅蚀量较小;在针叶树种上,个别略有差异,即土壤溅蚀量与树种自身的截留能力成负相关。(7)同雨强时,树体每剪一层叶,剪叶处理的针阔树种与枯落物组合下土壤溅蚀量随即增加,即土壤溅蚀量与树冠叶层成一定的负相关关系。栓皮栎和侧柏树种的中上层叶对于雨水拦截效果较好,能有效减缓土壤溅蚀量,且栓皮栎对土壤溅蚀量的影响大于侧柏。