森林不同组分对降水的生态效应研究进展

编号 lyqk004752

中文标题 森林不同组分对降水的生态效应研究进展

作者 李勇  葛晓敏  唐罗忠  王瑞华 

作者单位 南京现代林业协同创新中心,南京 210037;南京林业大学林学院,南京 210037;南京现代林业协同创新中心,南京 210037;南京林业大学林学院,南京 210037;南京现代林业协同创新中心,南京 210037;南京林业大学林学院,南京 210037;南京现代林业协同创新中心,南京 210037;南京林榇笱Я盅г? 南京 210037

期刊名称 世界林业研究 

年份 2015 

卷号 28

期号 2

栏目编号 1

栏目名称 专题论述 

中文摘要 森林是一个复杂的生态系统,森林水文学是近年来研究的热点.大气降水作为森林生态系统养分来源之一,是目前研究森林生态系统养分循环不可或缺的因子.典型的森林生态系统一般通过乔木层、灌草层、凋落物层和土壤层等组分对降水进行分配.文中系统阐述了国内外研究者关于森林生态系统各组分对降水生态效应的研究进展,同时对森林降水中营养物质的输入和输出研究作了简述,指出目前相关研究中存在的问题和今后努力的方向,旨在为今后的研究提供参考.

关键词 森林组分  降水  生态效应  养分循环 

基金项目 国家自然科学基金(31170566);教育部高等学校博士学科点专项科研基金(201332041100011);江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)

英文标题 Ecological Effects of Different Components of Forest Ecosystems on Rainfall

作者英文名 Li Yong,Ge Xiaomin,Tang Luozhong and Wang Ruihua

单位英文名 Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China,Nanjing 210037,China;College of Forestry,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China;Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China,Nanjing 210037,China;College of Forestry,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China;Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China,Nanjing 210037,China;College of Forestry,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China;Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China,Nanjing 210037,China;College of Forestry,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China

英文摘要 Forest is a complicated ecosystem and forest hydrology has been the hot issue in recent years. Rainfall is one of the important nutrient input sources of forest ecosystems, and an integral factor in the research on nutrient cycling in forest ecosystem. Typical forest ecosystems distribute rainfall generally through different components including arbor layer, shrub layer, litter layer and soil layer. The paper reviewed the research progress at home and abroad in the ecological effects of different components in forest ecosystems on rainfall, and also summarized the research on the roles of rainwater as nutrient input and output sources to a forest ecosystem in nutrient cycling. The existing problems in current research and future research orientation were discussed with the expectation to provide a reference for the further research.

英文关键词 forest component;rainfall;ecological effect;nutrient cycling

起始页码 19

截止页码 24

投稿时间 2015/1/27

分类号 S715

DOI 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2015.02.004

参考文献 [1] 田大伦, 项文化, 康文星. 马尾松人工林微量元素生物循环的研究[J]. 林业科学, 2003, 39(4): 1-8.
[2] 夏尚光, 梁淑英. 森林生态系统养分循环的研究进展[J]. 安徽林业科技, 2009(3): 1-6.
[3] 田大伦, 项文化. 杉木人工林生态系统水文学过程的养分特性[J]. 生态学报, 2003, 23(7): 1369-1376.
[4] 巩合德, 王开运, 杨万勤. 川西亚高山3种森林群落穿透雨和茎流养分特征研究[J]. 林业科学, 2005, 41(5): 14-20.
[5] Kimmins J P. Forest ecology[M]. New York: Macmillan Publishing Company, 1987.
[6] 张虎, 马力, 温娅丽. 祁连山青海云杉林降水及其再分配[J]. 甘肃林业科技, 2000, 5(4): 27-30.
[7] Silva I C, Rodríguez H G. Interception loss, throughfall and stemflow chemistry in pine and oak forests in northeastern Mexico[J]. Tree Physiology, 2001, 21(12/13): 1009-1013.
[8] Chuyong G B, Newbery D M, Songwe N C. Rainfall input, throughfall and stemflow of nutrients in a central African rain forest dominated by ectomycorrhizal trees[J]. Biogeochemistry, 2004, 67(1): 73-91.
[9] 中野秀章. 森林水文学[M].李云森,译.北京: 中国林业出版社, 1983.
[10] 刘士余, 左长清. 植被对径流影响的研究综述[J]. 国土与自然资源研究, 2005(1): 42-44.
[11] 鲍文, 包维楷, 丁德蓉, 等. 森林植被对降水水化学的影响[J]. 生态环境, 2004, 13(1): 112-115.
[12] Whitehead P G, Robinson M. Experimental basin studies:an international and historical perspective of forest impacts[J]. Journal of Hydrology, 1993, 145(3/4): 217-230.
[13] Teklehaimanot Z, Jarvis P G, Ledger D C. Rainfall interception and boundary layer conductance in relation to tree spacing[J]. Journal of Hydrology, 1991, 123(3/4): 261-278.
[14] Viville D, Biron P, Granier A, et al. Interception on a mountainous declining spruce stand in the Strengbach catchment (Vosges, France)[J]. Journal of Hydrology, 1993, 144(1/2/3/4): 273-282.
[15] 温远光, 刘世荣. 我国主要森林生态系统类型降水截留规律的数量分析[J]. 林业科学, 1995, 31(4): 289-298.
[16] 周彬, 韩海荣, 康峰峰, 等. 太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征[J]. 生态学报, 2013, 33(5): 1645-1653.
[17] Asdak C, Jarvis P G, Gardingen P V, et al. Rainfall interception loss in unlogged and logged forest areas of central Kalimantan, Indonesia[J]. Journal of Hydrology, 1998, 206(3/4): 237-244.
[18] Hashino M, Yao H, Yoshida H. Studies and evaluations on interception processes during rainfall based on a tank model[J]. Journal of Hydrology, 2002, 255(1/2/3/4): 1-11.
[19] 方江平, 项文化, 刘韶辉. 西藏原始林芝云杉林雨季林冠降水分配特征[J]. 生态学报, 2010, 30(14): 3679-3687.
[20] 赵鸿雁, 吴钦孝, 刘向东. 油松人工林林冠层的水文作用[J]. 中国水土保持, 1993(2): 40-43.
[21] 方书敏, 赵传燕, 荐圣淇, 等. 陇中黄土高原油松人工林林冠截留特征及模拟[J]. 应用生态学报, 2013,24(6): 1509-1516.
[22] 刘家冈, 万国良, 张学培, 等. 林冠对降雨截留的半理论模型[J]. 林业科学, 2000, 36(2): 2-5.
[23] Liu J G. A theoretical model of the process of rainfall interception in forest canopy[J]. Ecological Modelling, 1988, 42(2): 111-123.
[24] 张光灿, 刘霞, 赵玫. 树冠截留降雨模型研究进展及其述评[J].南京林业大学学报, 2000, 24(1): 64-68.
[25] 黄采艺. 枫香人工林生态系统水文过程及主要营养元素动态特征[D]. 长沙:中南林业科技大学, 2013.
[26] Domingo F, Sanchez G, Moro M J, et al. Measurement and modelling of rainfall interception by three semi-arid canopies[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 1998, 91(3/4): 275-292.
[27] Mo X, Liu S, Lin Z, et al. Simulating temporal and spatial variation of evapotranspiration over the Lushi basin[J]. Journal of Hydrology, 2004, 285(1/2/3/4): 125-142.
[28] Llorens P, Gallart F. A simplified method for forest water storage capacity measurement[J]. Journal of Hydrology, 2000, 240(1/2): 131-144.
[29] 范世香, 裴铁番, 蒋德明, 等. 两种不同林分截留能力的比较研究[J]. 应用生态学报, 2000, 11(5): 671-674.
[30] 刘世海, 余新晓, 胡春宏, 等. 密云水库北京集水区人工水源保护林降水化学性质研究[J]. 水土保持学报, 2002, 16(1): 100-103.
[31] 田大伦, 杨晚华, 方海波. 第二代杉木幼林中降雨对养分的淋溶作用[J]. 湖北民族学院学报:自然科学版, 1999, 17(1): 1-5.
[32] 马雪华, 杨茂瑞, 胡星弼. 亚热带杉木、马尾松人工林水文功能的研究[J]. 林业科学, 1993, 29(3): 199-206.
[33] 党宏忠, 董铁狮, 赵雨森. 红松林冠对降水的截留特征[J]. 东北林业大学学报, 2007, 35(10): 4-6.
[34] 蔡体久, 朱道光, 盛后财. 原始红松林和次生白桦林降雨截留分配效应研究[J]. 中国水土保持科学, 2006, 4(6): 61-65.
[35] 巩合德, 王开运, 杨万勤, 等. 川西亚高山原始云杉林内降雨分配研究[J]. 林业科学, 2005, 41(1): 198-201.
[36] 陈祥伟, 王庆成, 刘强. 红松人工林水文效应的初步研究[J]. 东北林业大学学报, 1994, 22(1): 24-30.
[37] 周国逸. 生态系统水热原理及其应用[M]. 北京: 气象出版社, 1997.
[38] 范世香, 裴铁凡, 韩绍文. 树干径流单因子模拟实验分析[J]. 生态学杂志, 1990, 9(5): 32-35.
[39] Aboal J R, Morales D, Hernandez M, et al. The measurement and modelling of the variation of stem flow in a laurel forest in Tenerife, Canary Islands[J]. Journal of Hydrology, 1999, 221(3/4): 161-175.
[40] 赵方莹, 蒋延玲. 矿山废弃地灌草植被不同层次的水土保持效应[J]. 水土保持通报, 2010, 30(4): 56-59.
[41] 韦红波, 李锐, 杨勤科. 我国植被水土保持功能研究进展[J]. 植物生态学报, 2002, 26(4): 489-496.
[42] 鲍文, 包维楷, 何丙辉, 等. 森林生态系统对降水的分配与拦截效应[J].山地学报, 2004, 22(4): 483-491.
[43] 吕仕洪, 向悟生, 李先琨, 等. 漓江上游植被类型的水文特征与功能评价[J]. 水土保持通报, 2002, 22(5): 24-28.
[44] 刘世荣, 温远光, 王兵, 等. 中国森林生态系统水文生态功能规律[M]. 北京: 中国林业出版社, 1996.
[45] 赵鸿雁, 吴钦孝, 刘国彬. 黄土高原人工油松林水文生态效应[J]. 生态学报, 2003, 23(2): 376-379.
[46] 周晓峰, 李庆夏. 帽儿山、凉水森林水分循环的研究[G] //林业部科技司. 中国森林生态系统定位研究. 哈尔滨: 东北林业大学出版社, 1994:213-221.
[47] 吴钦孝, 赵鸿雁, 刘向东. 持续提高黄土高原植被水土保持功能的配套技术:(I)森林保持水土的条件[J]. 农村生态环境, 2002, 18(2): 50-52.
[48] Tietema A, Warmerdam B, Lenting E, et al. Abiotic factors regulating nitrogen transformation in the organic layer of acid forest soils: moisture and pH[J].Plant and Soil, 1992, 147(1): 69-78.
[49] Asdak C, Jarvis P G, Gardingen P V. Evaporation of intercepted precipitation based on an energy balance in unlogged and logged forest areas of central Kalamantan, Indonesia[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 1998, 92(3): 173-180.
[50] Beschta R L. Forest hydrology in the Pacific Northwest: additional research needs[J]. Journal of the American Water Resources Association, 1998, 34(4): 729-741.
[51] Onda Y, Yamamoto T. The mechanism for the infiltration lowering on soils with litter coverage[J]. Journal of the Japanese Forestry Society, 1998, 80(4): 302-310.
[52] 赵鸿雁, 吴钦孝, 从怀军. 黄土高原人工油松林枯枝落叶截留动态研究[J]. 自然资源学报, 2001, 16(4): 381-385.
[53] 张志达, 李世东, 陈应发. 林业生态工程建设与水资源开发利用[J]. 防护林科技, 2000(l): 31-35, 65.
[54] 何东宁, 王占林, 张洪勋. 青海乐都地区森林涵养水源效能研究[J]. 植物生态学与地植物学学报, 1991, 15(l): 71-78.
[55] Hovind E L. Precipitation distribution around a windy mountain peak[J]. Journal of Geophysical Research, 1965, 70(14): 3271-3278.
[56] 潘维俦. 亚热带杉木人工林生态系统中的水文学过程和养分动态[C] //全国森林水文学术讨论会文集.北京: 测绘出版社, 1989.
[57] Christopher S P. Stemflow nutrient inputs to soil in a successional hardwood forest[J]. Plant and Soil, 1992, 140(2): 249-254.
[58] 蒋有绪. 中国森林生态系统结构与功能规律研究[M]. 北京: 中国林业出版社, 1996.
[59] 黄建辉, 韩兴国. 森林生态系统的生物地球化学循环: 理论和方法[J]. 植物学通报, 1995, 12(生态学专辑): 195-223.
[60] Nye P H. Organic matter and nutrient cycles under moist tropical forest[J]. Plant and Soil, 1960, 13(4): 333-346.
[61] 曲仲湘. 植物生态学[M]. 北京: 高等教育出版社, 1983.
[62] 周光益,陈步峰,曾庆波,等.海南岛热带山地雨林短期水量平衡及主要养分的地球化学循环研究[J].生态学报,1996,16(1): 28-32.
[63] 陈步峰, 周光益, 曾庆波, 等. 热带山地雨林生态系统水文化学循环规律的研究[J]. 林业科学研究, 1997, 10(2): 111-117.
[64] 辛学兵, 王景生, 翟明普. 西藏色季拉山冷杉林生态系统养分的淋溶输出研究[J]. 林业科学研究, 2004, 17(1): 6-11.
[65] Wetselaar R, Farquhar G D. Nitrogen losses from tops of plants[J]. Advances in Agronomy, 1980, 33: 263-302.
[66] 马雪华. 森林与水质[C] //全国森林水文学术讨论会文集. 北京: 测绘出版社, 1989.
[67] Bormann F H, Likens G E, Fisher D W, et al. Nutrient loss accelerated by clear-cutting of a forest ecosystem[J]. Science, 1968, 159(3817): 882-884.
[68] Feller M C. Nutrient movement through western hemlock-western red cedar ecosystems in southwestern British Columbia[J]. Ecology, 1977, 58: 1269-1283.
[69] Vitousek P M, Matson P A. Disturbance, nitrogen availability, and nitrogen losses in an intensively managed loblolly pine plantation[J]. Ecology, 1985, 66: 1360-1376.
[70] Dahlgren R A, Driscoll C T. The effects of whole-tree clear-cutting on soil processes at the Hubbard Brook Experimental Forest, New Hampshire, USA[J]. Plant and Soil, 1994, 158(2): 239-262.
[71] Robinson M, Cognard-Plancq A L, Cosandey C, et al. Studies of the impact of forests on peak flows and baseflows: a European perspective[J]. Forest Ecology and Management, 2003, 186(1/2/3): 85-97.
[72] 生原喜久雄, 相場芳憲. スギ·ヒノキ壮齢林小流域における養分の循環とその収支[J].日本林学会誌, 1982, 64(1): 8-14.
[73] Haibara K, Aiba Y. Effects of tending practices on nutrient dynamics in a young stand of sugi (Cryptomeria japonica) and hinoki (Chamaecyparis obtusa)[J]. Forest Ecology and Management, 1990, 30(1/2/3/4): 233-246.
[74] 大類清和, 生原喜久雄, 相場芳憲. 降雨イベントでの渓流水の溶存物質の流出特性と流出成分の分離[J]. 日本林学会誌, 1992, 74(3): 203-212.
[75] 大類清和, 生原喜久雄, 相場芳憲. 森林小集水域における渓流水質に及ぼす諸要因の影響[J]. 日本林学会誌, 1994,76(5): 383-392.
[76] 小柳信宏, 戸田浩人, 久保井喬, 等. 北関東地方の高齢化したスギ·ヒノキ人工林小流域における炭素と窒素の動態特性[J]. 日本林学会誌, 2004, 86(2): 134-143.
[77] 田大伦, 项文化, 康文星. 湖南第2代杉木幼林的水文学过程及养分动态研究[J]. 林业科学, 2001, 37(3): 67-71.
[78] 张龚, 曾光明, 蒋益民, 等. 湖南韶山大气降水及森林降水离子分布特征[J]. 环境科学研究, 2003, 16(3): 14-17.
[79] 卢俊培. 海南岛尖峰岭热带林生态系统的水化学特征[J].林业科学研究, 1991, 4(3): 231-237.

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