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地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究

王晓辉 国庆喜 蔡体久

王晓辉, 国庆喜, 蔡体久. 地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
引用本文: 王晓辉, 国庆喜, 蔡体久. 地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
WANG Xiao-hui, GUO Qing-xi, CAI Ti-jiu. Quantitative effect of topography and forest type on snow melting process in spring[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
Citation: WANG Xiao-hui, GUO Qing-xi, CAI Ti-jiu. Quantitative effect of topography and forest type on snow melting process in spring[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317

地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
基金项目: 

国家自然科学基金项目(31370460)。

详细信息
    作者简介:

    王晓辉,博士生。主要研究方向:生态水文学。Email: xgwangxiaohui@163.com 地址:164300 黑龙江省黑河市爱辉区邮政路109号。责任作者: 国庆喜,教授,博士生导师。主要研究方向:森林生态学。Email: gqx@nefu.edu.cn 地址:150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学林学院。

    王晓辉,博士生。主要研究方向:生态水文学。Email: xgwangxiaohui@163.com 地址:164300 黑龙江省黑河市爱辉区邮政路109号。责任作者: 国庆喜,教授,博士生导师。主要研究方向:森林生态学。Email: gqx@nefu.edu.cn 地址:150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学林学院。

Quantitative effect of topography and forest type on snow melting process in spring

  • 摘要: 春季融雪是北方寒冷地区春季径流的主要来源,对缓解春旱具有重要意义。森林能够延缓春季融雪径流已成为共识,但流域内地形与植被等因素的不同使得森林对融雪速率的影响具有时空异质性,定量估算地形因素与植被因素对融雪过程的影响有助于提高流域水文模型的精度。本文采用山地小气候模型(MTCLIM)的方法计算了地形对太阳辐射的分配以及雪蒸发的模拟,采用经地形与植被修正的气温日数法计算融雪量,从而定量探讨了地形与植被因素对融雪的综合影响效果。结果表明:流域内融雪的模拟计算能够较好地反映地形与植被对融雪的影响,计算值与观测值之间的相关系数为0.90。流域内植被对融雪过程的影响要远大于地形的影响,仅考虑地形的影响时,平均融雪速率为1.91 mm/d,与空旷平地融雪速率1.95 mm/d相近,而仅考虑植被影响情境下,融雪速率为1.26 mm/d,仅为空旷平地融雪速率的64.6%。但具体到坡面某点,模拟的准确性还有待提高。雪蒸发的模拟结果较差,说明仅考虑地形与植被的Priestly-Taylor方法无法正确模拟雪蒸发的时空分布。
  • [1] 张庆费, 周晓峰, 蔡体久. 黑龙江省中部地区森林对融雪径流的影响[J]. 植物资源与环境, 1994, 3(3): 36-40.
    [2] ZHANG Q F, ZHOU X F, CAI T J. Influence of forest on snowflow in the middle region of Heilongjiang Province [J]. Journal of Plant Resources and Environment, 1994, 3(3):36-40.
    [3] LIU H L, CAI T J, YAN L, et al. Different types of virgin forest of Pinus koraiensis’ effect on the process of snowfall and snow melt [J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2010, 24(6): 24-27, 31.
    [4] 刘海亮, 蔡体久, 闫丽, 等. 不同类型原始红松林对降雪融雪过程的影响[J]. 水土保持学报, 2010, 24(6): 24-27, 31.
    [5] 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.
    [6] REN Q S, WEI X H, GE J P, et al. A preliminary study on hydrological effects of snow in the forest of east Heilongjiang [J]. Journal of Northeast Forestry University, 1994, 22(2): 11-16.
    [7] LI J, WANG X H, CAI T J, et al. The effect of snow-melting in the watershed of Xigou Reservoir [J]. Journal of Northeast Forestry University, 2002, 30(2): 69-72.
    [8] VARHOLA A, COOPS N C, WEILER M, et al. Forest canopy effects on snow accumulation and ablation: an integrative review of empirical results[J]. Journal of Hydrology, 2010, 392(3): 219-233.
    [9] 李杰, 王晓辉, 蔡体久, 等. 西沟水库流域融雪效应[J]. 东北林业大学学报, 2002, 30(2): 69-72.
    [10] REN H, PENG S L, ZHANG Z P, et al. Study on canopy structure and canopy radiation of monsoon evergreen broad leaf forest in Dinghushan biosphere reserve, Guangdong [J]. Acta Ecologica Sinica, 1996, 16(2): 174-179.
    [11] YANG C Q. Estimation of leaf area index and volume of montane evergreen broad-leaved forest based on the SPOT-5 image of mountainous area in southwest Sichuan [D]. Ya’an: Sichuan Agricultural University, 2012.
    [12] JOST G, WEILER M, GLUNS D R, et al. The influence of forest and topography on snow accumulation and melt at the watershed-scale[J]. Journal of Hydrology, 2007, 347: 101-115.
    [13] HE H L, YU G R, LIU X A, et al. Study on spatialization technology of terrestrial eco-information in China (II): solar radiation [J]. Journal of Natural Resources, 2004, 19(5): 679-686.
    [14] 任海, 彭少麟, 张祝平, 等. 鼎湖山季风常绿阔叶林林冠结构与冠层辐射研究[J]. 生态学报, 1996, 16(2): 174-179.
    [15] 杨长青. 基于SPOT-5的川西南山地常绿阔叶林叶面积指数及蓄积量估测研究[D].雅安:四川农业大学,2012.
    [16] GE J P. Forest ecology modeling and simulation [M]. Harbin: Northeast Forestry University Press, 1996.
    [17] RUNNING S W, NEMANI R R, HUNGERFORD R D. Extrapolation of meteorological data in mountain terrain, and its use for simulating forest evapotranspiration and photosynthesis[J]. Canadian Journal of Forest Research, 1987, 17: 472-483.
    [18] RUI X F. Principles of hydrology [M]. Beijing: China Water Power Press, 2004.
    [19] GLASSY J M, RUNNING S W. Validating diurnal climatology logic of the MTCLIM model across a climatic gradient in Oregon [J]. Ecol Appl, 1994, 4(2): 248-279.
    [20] PEI H, FANG S F, LIU Z H, et al. Design and application of distributed snowmelt-runoff model [J]. Resources Science, 2008, 30(3): 454-459.
    [21] ZHAO Q D, LIU Z H, QIN R M, et al. Research advance of snowmelt model [J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2007, 44(6): 734-739.
    [22] THORNTON P E, HUBERT H. Simultaneous estimation of daily solar radiation and humidity from observed temperature and precipitation: an application over complex terrain in Austria [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2000, 104: 255-271.
    [23] JIA Y W, WANG H, YAN D H. Distributed model of hydrological cycle system in Heihe River basin(I): model development and verification [J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2006, 37(5): 534-542.
    [24] 何洪林, 于贵瑞, 刘新安, 等. 中国陆地生态信息空间化技术研究(II):太阳辐射要素[J]. 自然资源学报, 2004, 19(5): 679-686.
    [25] 葛剑平. 森林生态学建模与仿真[M]. 哈尔滨: 东北林业大学出版社, 1996.
    [26] LI J, LI X. Estimating solar radiation on slope suing DEM [J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2007, 28(8): 905-911.
    [27] 芮孝芳. 水文学原理[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2004.
    [28] YANG D W, LEI H M, CONG Z T. Overview of the research status in interaction between hydrological processes and vegetation in catchment [J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2010, 41(10): 1142-1149.
    [29] 裴欢, 房世峰, 刘志辉, 等. 分布式融雪径流模型的设计及应用[J]. 资源科学, 2008, 30(3): 454-459.
    [30] 赵求东, 刘志辉, 秦荣茂, 等. 融雪模型研究进展[J]. 新疆农业科学, 2007, 44(6): 734-739.
    [31] LEGATES D R, MCCABE G J. Evaluating the use of “goodness-of-fit” measures in hydrologic and hydroclimatic model validation[J]. Water Resources Research, 1999, 35: 233-241.
    [32] 贾仰文, 王浩, 严登华. 黑河流域水循环系统的分布式模拟(I): 模型开发与验证[J]. 水利学报, 2006, 37(5): 534-542.
    [33] 李净, 李新. 基于 DEM 的坡地太阳总辐射估算[J]. 太阳能学报, 2007, 28(8): 905-911.
    [34] MARKS D, WINSTRAL A, VAN VACTOR S, et al. Topographic and canopy controls on snow deposition, snow-cover energy balance and snowmelt[C]∥IAHS. Proceedings of a symposium in remote sensing and hydrology. New Mexico: IAHS Publication, 2001.
    [35] 杨大文, 雷慧闽, 丛振涛. 流域水文过程与植被相互作用研究现状评述[J]. 水利学报, 2010, 41(10): 1142-1149.
  • [1] 毕早莹, 李艳忠, 林依雪, 卜添荟, 黄蓉.  基于Budyko理论定量分析窟野河流域植被变化对径流的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 42(8): 61-71. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190330
    [2] 曾思益, 陈杰, 蒋昌波, 何飞, 隆院男, 屈科, 邓斌, 伍志元.  基于根茎叶定量概化模型的植被区沿程波高衰减机制实验 . 北京林业大学学报, 2020, 42(): 1-9. doi: 10.12171/j.1000-1522.20180110
    [3] 吴建召, 崔羽, 贺静雯, 刘颖, 李键, 林勇明, 王道杰, 吴承祯.  震区生态治理初期植物、土壤的养分含量及叶片化学计量特征 . 北京林业大学学报, 2019, 41(2): 41-52. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180329
    [4] 林尤伟, 蔡体久, 段亮亮.  大兴安岭北部兴安落叶松林雪水文特征 . 北京林业大学学报, 2018, 40(6): 72-80. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170389
    [5] 刘志理, 毕连柱, 宋国华, 王全波, 刘琪, 金光泽.  典型阔叶红松林叶面积指数的空间异质性 . 北京林业大学学报, 2018, 40(11): 1-11. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170468
    [6] 袁振, 魏松坡, 贾黎明, 张亚雄, 刘龙龙, 刘正立.  河北平山片麻岩山区微地形植物群落异质性 . 北京林业大学学报, 2017, 39(2): 49-57. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160277
    [7] 张婷, 侍昊, 徐雁南, 薛建辉, 褚军, 耿庆宏.  退耕还林对喀斯特地区土地利用景观格局影响的定量化评价 . 北京林业大学学报, 2015, 37(3): 34-43. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140312
    [8] 刘进辉, 王雪芹, 马, 洋, 谭凤翥.  沙漠绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆—丘间地系统土壤粒度分异规律 . 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 89-99. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150067
    [9] 张丹丹, 王冬梅, 任远, 周思思.  滨岸植被带对漂浮物拦截效果及其影响因素 . 北京林业大学学报, 2015, 37(4): 98-103. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140277
    [10] 龚俊杰, 杨华, 邓华锋.  北京明长城两侧森林景观异质性和复杂性变化 . 北京林业大学学报, 2015, 37(5): 81-87. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140185
    [11] 及金楠, 吴智阳.  黄土高原土质边坡林木根系表观黏聚力空间异质性研究 . 北京林业大学学报, 2014, 36(4): 30-35. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.04.009
    [12] 宁宇, 张志翔, 崔丽娟, 孙孝维.  莫莫格湿地植被结构研究及其对碱性湿地演替的启示 . 北京林业大学学报, 2014, 36(6): 1-8. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.06.007
    [13] 郝鹏, 李景文, 丛日春, 张楠, 井家林, 黄晶晶.  苦豆子根系对土壤异质性和竞争者的响应 . 北京林业大学学报, 2012, 34(5): 94-99.
    [14] 仲崇庆, 王进欣, 邢伟, 张维康.  不同植被和水文条件下苏北盐沼土壤TN、TP和OM剖面特征 . 北京林业大学学报, 2010, 32(3): 186-190.
    [15] 臧淑英, 那晓东, 冯仲科, .  基于植被指数的大庆地区草地退化因子遥感定量反演模型的研制 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 98-104.
    [16] 张金屯, 孟东平, 席跃翔.  自组织神经影射网络排序及其在植物群落分析中的应用 . 北京林业大学学报, 2008, 30(1): 1-5.
    [17] 杨启红, 陈丽华, 张富, 张超波.  土壤水分变异对降雨和植被的响应 . 北京林业大学学报, 2008, 30(supp.2): 88-94.
    [18] 徐向舟, 武广涛, 王旭, 王尚德, 李瑞, 白新祥, 余雁, 雷加富, 徐基良, 惠刚盈, 宋颖琦, 耿玉清, 刘秀萍, 何亚平, 王顺忠, 周成理, 姚洪军, 任琴, 齐实, 马尔妮, 王清奎, 康向阳, 费本华, 杨莉, 杨谦, 胡可, 张克斌, 周国逸, 云琦, 费世民, 史军义, 石玉杰, 赵广杰, 刘大庆, 俞国胜, 汪思龙, 徐海, 白翠霞, 王飞, 陈丽华, 崔国发, 秦跟基, 李代丽, 徐秉玖, 孙阁, 胡艳波, 李忠, 张恒明, 张波, 陈晓鸣, 张红武, 宋维峰, 王百田, 赵铁蕊, 胡永建, 孙阁, 戴思兰, 蒋俊明, 冯宗炜, 董占地, 杨晓晖, 王戈, 张德强, 朱金兆, 易传辉, 高荣孚, 陈秀明, 王亮生, 王树森, 代力民, 瞿礼嘉, 陈华君, 张慧, 乔锋, 余英, 武波, 朱明东, 金幼菊, 闫俊华, 王庆礼, 肖玉保, 陈峻崎, 石雷, 赵辉, 李镇宇, 陈晓阳, 唐森强, 杨海龙, 杨俊杰, 杨莉, SteveMcNulty.  晋西黄土区土壤水分空间异质性的地统计学分析 . 北京林业大学学报, 2006, 28(5): 59-66.
    [19] 卜崇峰, 赵廷宁, 程万里, 李艳华, 旷远文, 李贤军, 明军, 宋瑞清, 王鸿斌, 吴娟, 罗辑, 杨丽韫, 王发国, 张志, 刘海军, 毕华兴, 徐秋芳, 张占宽, 王安志, 陈永亮, 郝朝运, 陈天全, 程根伟, 刘国彬, 刘一星, 曹子龙, 刘建梅, 谭秀英, 张启翔, 张真, 叶华谷, 郭卫东, 温达志, 冀瑞卿, 习宝田, 姜培坤, 张璧光, 马忠明, 骆有庆, 朱金兆, 马洁, 李文华, 程放, 裴铁, 沈泉, 周国逸, 郑翠玲, 孔祥波, 敏朗, 刘鹏, 李笑吟, 邢福武, 李伟, 朱清科, 康向阳, 兰彦平, 温俊宝, 李文军, 陈玉福, 孙保平, 张志明, 刘世忠, 张宇清, 则元京, 金昌杰, 沈佐锐, 李延军, 马其侠, 何祖慰, 丁国栋, 张德强, 冯继华, 金幼菊, 陈红锋, 姚爱静, 陶万强, 曹刚, 魏铁.  平行高立式沙障对严重沙化草地植被及土壤种子库的影响 . 北京林业大学学报, 2005, 27(2): 34-37.
    [20] 莫秋云, 胡建忠, 石娟, 武三安, 郭惠红, 刁一伟, 陈玮, 张建军, 韩烈保, 杜晓, 刘晓丽, 张厚江, 李成茂, 赵博光, 贾黎明, 张丽丽, 马履一, 徐文铎, 梁波, 姜笑梅, 李文彬, 李镇宇, 清水晃, 王昌俊, 邢长山, 宋菲, 申世杰, 骆有庆, 张峻萍, 王安志, 苏德荣, 金昌杰, 崔英颖, 李景锐, 赵林果, 曾凡勇, 沉昕, 壁谷直记, 王小平, 石碧, 李海林, 殷亚方, 蒋艳灵, 陈卫平2, 徐梅, 延廣竜彦, 苗毅, 关德新, 胡青, 韩瑞东, 韦艳葵, 高述民, 裴铁璠, 严晓素, 王瀛坤, 徐君, 赵永利, 蒋平, 周军, 李凤兰, 蒋平.  退耕还林重点工程县立地分类定量化研究 . 北京林业大学学报, 2005, 27(6): 9-13.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-08-27
  • 修回日期:  2015-10-21
  • 刊出日期:  2016-02-29

地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
    基金项目:

    国家自然科学基金项目(31370460)。

    作者简介:

    王晓辉,博士生。主要研究方向:生态水文学。Email: xgwangxiaohui@163.com 地址:164300 黑龙江省黑河市爱辉区邮政路109号。责任作者: 国庆喜,教授,博士生导师。主要研究方向:森林生态学。Email: gqx@nefu.edu.cn 地址:150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学林学院。

    王晓辉,博士生。主要研究方向:生态水文学。Email: xgwangxiaohui@163.com 地址:164300 黑龙江省黑河市爱辉区邮政路109号。责任作者: 国庆喜,教授,博士生导师。主要研究方向:森林生态学。Email: gqx@nefu.edu.cn 地址:150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学林学院。

摘要: 春季融雪是北方寒冷地区春季径流的主要来源,对缓解春旱具有重要意义。森林能够延缓春季融雪径流已成为共识,但流域内地形与植被等因素的不同使得森林对融雪速率的影响具有时空异质性,定量估算地形因素与植被因素对融雪过程的影响有助于提高流域水文模型的精度。本文采用山地小气候模型(MTCLIM)的方法计算了地形对太阳辐射的分配以及雪蒸发的模拟,采用经地形与植被修正的气温日数法计算融雪量,从而定量探讨了地形与植被因素对融雪的综合影响效果。结果表明:流域内融雪的模拟计算能够较好地反映地形与植被对融雪的影响,计算值与观测值之间的相关系数为0.90。流域内植被对融雪过程的影响要远大于地形的影响,仅考虑地形的影响时,平均融雪速率为1.91 mm/d,与空旷平地融雪速率1.95 mm/d相近,而仅考虑植被影响情境下,融雪速率为1.26 mm/d,仅为空旷平地融雪速率的64.6%。但具体到坡面某点,模拟的准确性还有待提高。雪蒸发的模拟结果较差,说明仅考虑地形与植被的Priestly-Taylor方法无法正确模拟雪蒸发的时空分布。

English Abstract

王晓辉, 国庆喜, 蔡体久. 地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
引用本文: 王晓辉, 国庆喜, 蔡体久. 地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
WANG Xiao-hui, GUO Qing-xi, CAI Ti-jiu. Quantitative effect of topography and forest type on snow melting process in spring[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
Citation: WANG Xiao-hui, GUO Qing-xi, CAI Ti-jiu. Quantitative effect of topography and forest type on snow melting process in spring[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(2): 83-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150317
参考文献 (35)

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