辽东山区不同林分类型降雪截留特征的研究

辽东山区不同林分类型降雪截留特征的研究
杨会侠;温亮;李淳;张景根;王卫
【摘要】以3种不同林分类型为对象，研究其降雪截留特征，结果表明：蒙古栎林树冠平均截留最大，为8．3 mm，截留率为28．7％；红松林为7．9 mm，截留率为27．1％；落叶松林为7．2 mm，截留率为24.1％。

不同林分类型平均截留量由大到小为蒙古栎林＞红松林＞落叶松林；在不同降雪强度下，林分间截留能力有明显差异，蒙古栎林树冠截留能力总体高于红松林，红松林高于落叶松林。

%The snow intercept characteristics was researched by taking three different stand types as objects .The result showed that the average interception of Quercus mongolica forest crown was the largest 8.3 mm and the retention rate was 28.7%.The Pinus koraiensis forest’s were 7.9 mm and 27.1%.The Larix gmeliniiforest's were 7.2 mm and 24.1%.The arrangement of the average interception of different forest stand types was Quercus mongolica forest >Pinus koraiensis forest>Larix gmelinii forest.There were significant differences between stand retention capacity under different snowfall in -tensity.The retention capacity of Quercus mongolica forest was higher than Pinus koraiensis forest, the Pinus koraiensis for-est’s was higher than Larix gmelinii forest.
【期刊名称】《吉林林业科技》
【年(卷),期】2016(045)005
【总页数】5页(P30-33,39)
【关键词】辽东山区;降雪;截留;积雪
【作者】杨会侠;温亮;李淳;张景根;王卫
【作者单位】辽宁省森林经营研究所，辽宁丹东118114;辽宁省森林经营研究所，辽宁丹东 118114;辽宁省森林经营研究所，辽宁丹东 118114;辽宁省森林经营研
究所，辽宁丹东 118114;辽宁省森林经营研究所，辽宁丹东 118114
【正文语种】中文
【中图分类】S715.2
大气降雪是地面降水的重要形式之一，形成的积雪对于森林来说有着补充土壤水分、保护土壤、防止冻结过深而伤害树木根系以及保护幼树越冬等作用；积雪也参与时空变化与大气环流、降水量以及淡水资源分布的形成过程。

森林对降水调节的作用，首先表现为林冠对降水的截留过程。

由于林冠的截留作用，一部分降水量被截蓄，减少了地表径流量，起到了削减水土流失和涵养水源的生态功效。

林冠截留过程是相当复杂的，它除了受到树种组成、郁闭度等林分自身特征的影响之外，还受到降水量、降水强度、降水历时、风速等气候因素的影响。

研究雪的水文过程也是森林水文学的重要内容之一，国内学者对此进行过相关研究。

党坤良等(1991)研究影响林地上雪的水平分布和雪量的主要因素为林分类型、降
雪量及降雪类型[1]。

任青山等(1994)研究森林对降雪、截雪、积雪、融雪的影响
及森林融雪径流的特点[2]。

刘海亮等(2012)选择小兴安岭林区5种主要森林类型，对其降雪、积雪和融雪等雪水文过程进行系统研究[3]。

王贺等(2012)为研究小兴
安岭林区不同人工林类型林内积雪特征，分别从雪厚度、雪水当量和雪密度指标对3种人工林林内降雪和积雪过程进行研究[4]。

李奕等(2014)对大兴安岭地区不同
林分组成天然樟子松林降雪截留及积雪特征进行研究[5]。

庄晓翠等(2014)运用线
性趋势分析等方法，研究冬季日降雪特性指标的气候变化特征[6]。

作者通过野外
实测数据，从降雪截留积雪厚度和雪密度指标来探讨不同林分类型对林内降雪特征的影响，进而为深入研究辽东山区森林植被对水资源调控机制提供科学依据。

1.1研究区概况
研究区选择辽东半岛森林生态定位站观测区内，该观测区位于辽宁省本溪满族自治县草河口镇茳草村八组小龙爪沟，地理位置：40°52′2.84″N，123°54′11.64″E；
属温带大陆性季风气候，全年主导风向冬季多西北风，春季多南风，一年四季分明；年平均气温6.5℃，最低气温零下33℃，最高气温32℃；年平均降雨量926.3 mm，无霜期平均为127 d，年平均相对湿度为72%；日照时数2 285.3 h，
平均日照率51%；境内地形属辽东丘陵地带，北高南低，平均海拔645 m；土
壤为棕色森林土，pH值5.5～6.5，土层厚度50～70 cm，土壤冻结深度150 cm。

区域属长白山和华北植物区系交汇处，具有两个区系植物组成特点，种类组成丰富，木本植物192种。

由于当地为辽东山区开发较早地区，又处于交通要道，森林植
被类型以人工林为主，主要有人工红松林、人工落叶松林及少量以辽东栎为主的天然次生林等。

1.2样地选择
根据小龙爪沟林地地形特点以及区域林分组成情况，选取3种不同林分类型作为
研究对象，分别为人工红松林、人工落叶松林以及天然蒙古栎林。

收集2014年
12月—2015年4月间降雪数据，按照3种类型林地面积情况分别设置试验样地，样地面积均为400 m2；调查树高、胸径、郁闭度、林龄、树种组成等，同时进行样地地形因子调查，包括海拔、坡度、坡向、坡位等，详见表1。

分别在所选样地中随机设置3个点将降雪槽安置其中，降雪槽为1 m×1m的正方形木槽，深
度为20 cm，离地面高度50 cm，降雪槽边缘均为45°棱形，以求测量更加准确。

1.3试验方法
1.3.1 降雪测定方法
从2014年12月1日第一次降雪开始到2015年3月28日最后一场降雪结束，
采用野外调查方法对所选样地内的降雪进行测量。

在降雪槽内用对角线法选择五个定点，每个定点用量雪器进行厚度和密度测量，取其平均值；然后同林外空地降雨桶内所测降雪量进行换算得出不同类型森林内每场降雪的降雪量，林外降雪量与林内降雪量之差既是林冠截雪量。

1.3.2数据处理
将采集完毕后的原始数据进行整理，通过Excel、SPSS等软件对其进行统计分析、差异性比较和其他处理。

2.1不同森林类型截留降雪特征
2.1.1林冠截留量和截留率
通过对于不同林分类型的降雪状况调查，可知2014年12月-2015年3月这段冬季降雪期间总共有16场降雪，其降雪量统计结果如图1、表2、表3所示。

检验值(p)=0.05
从图1中可以看出，在16场降雪中，降雪量较大的有4场，2015年1月19日
的降雪达到60 mm，2月16日、2月23日、3月2日的三场降雪均达到100 mm以上。

从图1、表2、表3中可以看出，蒙古栎林树冠平均截留量最大，为8.3 mm，
截留率为28.7%；红松林次之，为7.9 mm，截留率为27.1%；落叶松林为7.2 mm，截留率为24.1%。

不同林分类型平均截留量由大到小依次为蒙古栎林>红松林>落叶松林，不同森林类型平均截雪量差异显著(p<0.05)。

由此可见，其原因在于不同林分类型树冠对降雪截留作用不同。

冬季蒙古栎林树叶已经枯黄，但尚未完全脱落，使得对降雪截留作用最强，而红松属于常绿植物，但红松叶片属于针叶形，对于降雪截留作用就相对降低了，落叶松树冠冠形较小，而且针叶叶片较短，冬季
全部脱落，对于降雪截留作用相对减弱。

截留的降雪一部分在树冠上升华，一部分在风力、光照以及自身重力作用下缓慢落到林下。

综上所述，不同林分类型降雪截留存在显著差异，蒙古栎林截留量最大，红松林居中，落叶松截最小。

2.1.2降雪强度与林冠截留量关系
将所观测的16场降雪按照气象上对降雪量大小的规定进行划分，分为小雪(0
mm≤降雪量﹤10 mm)、中雪(10 mm≤降雪量﹤50 mm)、大雪(50 mm≤降雪量﹤100 mm)、特大雪(100 mm≤降雪量)四个等级。

依据降雪强度和不同林分类型的截留量数据作图2、图3、图4和表4、表5。

从图2中可以看出，在不同降雪强度下，不同林分类型的降雪量与空地降雪量存
在显著差异(p﹤0.05)，当出现中雪和特大雪降雪时林内降雪量较多，而降大雪时
反而减少。

在不同降雪强度下林内降雪量由高到低为落叶松林﹥红松林﹥蒙古栎林，林分间存在显著差异(p﹤0.05)。

从图3中可以看出，在小雪、大雪、特大雪时树冠截留率由大到小为蒙古栎林﹥
红松林﹥落叶松林，只有在中雪时树冠截留率由大到小
为红松林﹥蒙古栎林﹥落叶松林；林分间截留量存在显著差异(p﹤0.05)。

当出现
中雪降雪时，无论哪种林分类型截留量均最大，其次为特大雪。

从图3中可以看出，降雪级别由低到高，不同林分类型平均截留率也在不断降低，小雪树冠截留率最高，以降雪级别依次降低，特大雪树冠截留率最低。

表4、表5的差异分析结果支持图2、图3、图4反映的不同林分类型的降雪量值及其相互关系。

出现以上状况的原因是由于不同林分类型其树种的生物学特点造成的。

蒙古栎的特点是树冠大，树叶宽展，虽是冬季但未全部脱落，树枝横向伸展能力强；红松的特点是四季常绿，冬季针叶不脱落，树枝横向伸展能力有限，树冠冠幅不及蒙古栎宽大；落叶松的特点是针叶短，冬季枯黄脱落，树枝横向伸展能力弱，但是树枝密集。

综上所述，在不同降雪强度下，3种林分类型截留能力有明显差别，蒙古栎林树冠截留能力总体高于红松林，而红松林则高于落叶松林。

3 结论
通过对辽东山区3种不同林分类型降雪状况的调查与分析，结果显示，蒙古栎林树冠平均截留最大，为8.3 mm，截留率为28.7%；红松林平均截留量为7.9 mm，截留率为27.1%；落叶松林平均截留量为7.2 mm，截留率为24.1%。

不同林分类型平均截留量由大到小为蒙古栎林>红松林>落叶松林。

在不同降雪强度下，3种林分类型截留能力有明显差别，蒙古栎林树冠截留能力总体高于红松林，红松林高于落叶松林。

冬季降雪状况还受风速风向、太阳辐射、林地坡度及坡位的影响，这些因素应在今后研究中予以考虑和加强。

参考文献
The research of different stand types snow intercept characteristics in mountainous area of eastern Liaoning province
YANG Huixia，WEN Liang，LI Chun，ZHANG Jinggen，WANG Wei (Forest Management Research Institution of Liaoning Province, Dandong 118114, China)
Abstract：The snow intercept characteristics was researched by taking three different stand types as objects. The result showed that the average interception ofQuercus mongolica forest crown was the largest 8.3 mm an d the retention rate was 28.7%. The Pinus koraiensis forest’s were 7.9 mm and 27.1%. The Larix gmeliniiforest's were 7.2 mm and 24.1%. The
arrangement of the average interception of different forest stand types was Quercus mongolica forest> Pinus koraiensis forest> Larix gmelinii forest. There were significant differences between stand retention capacity under different snowfall intensity. The retention capacity of Quercus mongolica forest was higher than Pinus koraiensis forest, the Pinus koraiensis forest’s was higher than Larix gmelinii forest.
Keywords：mountainous area of eastern Liaoning province; snowfall; interception; snow cover
DOI：10.16115/ki.issn.1005-7129.2016.05.008
文章编号：1005-7129(2016)05-0030-04
中图分类号：S715.2
文献标识码：A
收稿日期：2016—07—14
作者简介：杨会侠(1973—)，女，河南许昌人，高级工程师，主要从事森林生态研究工作.
通过对辽东山区3种不同林分类型降雪状况的调查与分析，结果显示，蒙古栎林树冠平均截留最大，为8.3 mm，截留率为28.7%；红松林平均截留量为7.9 mm，截留率为27.1%；落叶松林平均截留量为7.2 mm，截留率为24.1%。

不同林分类型平均截留量由大到小为蒙古栎林>红松林>落叶松林。

在不同降雪强度下，3种林分类型截留能力有明显差别，蒙古栎林树冠截留能力总体高于红松林，红松林高于落叶松林。

冬季降雪状况还受风速风向、太阳辐射、林地坡度及坡位的影响，这些因素应在今
后研究中予以考虑和加强。

【相关文献】
[1]党坤良,吴定坤.秦岭火地塘林区不同林分对降雪的分配影响[J].西北林学院学报,1991, 6(2)：1-8.
[2]任青山,魏晓华,葛剑平,等.黑龙江省东部森林中雪的水文效益的初步研究[J].东北林业大学学报, 1994, 22(2): 11-16.
[3]刘海亮,蔡体久,满秀玲,等.小兴安岭主要森林类型对降雪、积雪和融雪过程的影响[J]. 北京林业大学学报, 2012, 34(2): 20-25.
[4]王贺,蔡体久,满秀玲,等.小兴安岭不同类型人工林林内积雪特征[J].水土保持学报, 2012, 26(6): 263-267,273.
[5]李奕,蔡体久,盛后财,等.大兴安岭地区天然樟子松林降雪截留及积雪特征[J].水土保持学
报,2014,28(5): 124-128.
[6]庄晓翠,田忠锋,李博渊.新疆阿勒泰地区冬季日降雪特性指标变化分析[J].干旱区研究,
2014,31(3):463-471.。