大興安嶺地區(qū)林內(nèi)積雪及森林小流域融雪徑流特征.pdf

1、雪作為一種固態(tài)降雪，冬季在寒區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)水分循環(huán)和能量流動(dòng)過程中占有重要的地位。本論文以大興安嶺北部老爺嶺小流域?yàn)檠芯繉ο?，選取該流域內(nèi)主要森林類型，即興安落葉松林、楊樺林和樟子松林，對其林內(nèi)冬季積雪、春季融雪特征進(jìn)行連續(xù)觀測，并對該小流域融雪徑流特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得出如下研究結(jié)果:
　　(1)3種林型對降雪的截留能力從大到小依次為樟子松林、興安落葉松林和楊樺林，截留率分別為24.28％、13.98％和4.99％。在積雪累積過

2、程中，積雪期楊樺林內(nèi)雪水當(dāng)量最大，無雪期減少量也最大，樟子松林與之相反，而興安落葉松林介于二者之間。3種林型內(nèi)積雪融化速率從大到小依次為楊樺林、興安落葉松林和樟子松林。3種林型林內(nèi)積雪量順序與積雪融化速率相同，3種林型林內(nèi)積雪融化結(jié)束時(shí)間相近。
　　(2)春季森林小流域融雪徑流開始于4月17日，結(jié)束于5月7日，整個(gè)融雪徑流過程徑流量介于0.076m3/s～1.09m3/s之間。融雪徑流過程呈漲流、回落和平穩(wěn)3個(gè)不同階段，平穩(wěn)后的流

3、量維持在0.46m3/s左右。漲流階段徑流量受氣象因子影響顯著，日內(nèi)徑流量的變化受氣溫影響較人，徑流量在14:00～17:00時(shí)段隨著氣溫的升高而增大，其他時(shí)段隨著氣溫的降低有所減小。敏感性分析得出，氣溫對融雪徑流量的影響最大，敏感系數(shù)高達(dá)0.54，地表溫度次之，淺層土壤溫度的升高會(huì)削減融雪徑流量，春季降雨可形成雨雪混合徑流，且降雨量越大徑流量越大。
　　(3)大氣降雪中陰離子的質(zhì)量濃度高于陽離子，二者相差6.94倍，其中PO43

4、-的質(zhì)量濃度最大，達(dá)7.98mg/L，微量元素Mn最小，為0.078mg/L。除了K+的質(zhì)量濃度隨降雪場次的增加而波動(dòng)升高外，其他7種離子均呈“先增大后減小”的規(guī)律，其中Ca2+和PO43-的變化幅度較大，而Mn和NO3-的變化幅度較小。降雪穿過林冠形成林下積雪過程中，不同林型對積雪離子濃度的影響程度不同，其中樟子松林內(nèi)積雪離子濃度最高，楊樺林次之，興安落葉松林最弱。春季隨著氣溫的回升，林內(nèi)積雪逐漸融化產(chǎn)生融雪徑流，徑流中以Ca2+和P

5、O43-為主，二者占78.50％，同時(shí)Ca2+、PO43-、Mg2+和K+相對大氣降雪均表現(xiàn)為淋失型遷移，其中Ca2+的遷移量最大，遷移系數(shù)高達(dá)20.01，而SO42-、NO3-、Cl-和微量元素Mn為內(nèi)貯型遷移。
　　(4)林內(nèi)積雪除了可為流域提供水資源和營養(yǎng)元素外，一定厚度的積雪對土壤還起著保溫作用。積雪厚度由12.98cm逐漸增加到28.48cm的過程中，氣溫由-13.08℃降至-28.03℃，裸露地表溫度變化較劇烈，積雪底

6、部溫度變化較緩和，裸露地表溫度相差14.61℃，而雪底溫度僅相差5.34℃，雪底與裸露地表溫差由6.89℃增加到18.87℃，說明一定厚度的積雪具有緩沖冷空氣和保持雪底溫度的作用，且積雪厚度在27cm以上時(shí)，其保溫效果較明顯。積雪的存在延緩了冷空氣對淺層土壤的傳導(dǎo)，積雪厚度由11.44cm增加到34.16cm過程中，10-20cm與20-30cm之間的溫度梯度分別減小了52.17％和43.75％，說明積雪的覆蓋促進(jìn)淺層土溫均勻分布。冬季