库布其沙漠人工沙柳灌丛降雨再分配特征及其抚育时间的影响

Investigation of rainfall redistribution characteristics in artificial Salix psammophila shrub plantations in the Kubuqi Desert and the impact of different management durations

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摘要植被的降水再分配过程在维护林分水文循环及开展区域林水调控等方面发挥着重要作用.然而,当前研究主要集中于探讨同质同龄林降雨特征对降水再分配的效应影响,对于林分内部不同抚育时间下降雨再分配差异分析相对缺乏,这对科学评估每4-6年即需平茬的灌木林分降水调配带来困难.对此,以库布齐沙漠鄂尔多斯造林总场内2a、3a和5a沙柳林为研究对象,同步监测计算不同抚育时间下沙柳降水分配特征,分析其内部降雨分配差异及影响因素,并根据区域林分分配、抚育时间与平茬期进行综合分析,对未来5年林分降水再分配进行预测.结果表明:(1)不同抚育时间下沙柳穿透雨表现为2a＞3a＞5a的变化趋势,树干茎流与冠层截留则表现为5a＞3a＞2a的变化趋势,降雨量与降雨历时是影响降雨再分配的关键因素.(2)穿透雨空间分布特征受到植被抚育时间与降雨特征双重影响,当雨量为小雨时,2a沙柳"雨极"、"中间极"与"旱极"分界均匀,3a沙柳穿透雨率空间分布较统一;当雨量为大雨时,2a沙柳穿透雨率空间分布较统一,3a和5a沙柳"雨极"与"中间极"分界相对更明显.(3)通过对当年林分降雨进行综合计算,发现当年降水再分配的综合评估值与3a沙柳最相近.通过区域林分分配、抚育时间与平茬期综合对未来5年林地降水再分配进行预测,建议于2025年在沙柳丛内混植小型林下植被,以确保在2026、2027年等预估穿透雨量较大年份同具防沙固土与植被生长双重效益.此外,研究发现每年降雨再分配格局主要贴近中林龄林分,故而不方便进行林龄差异处理时,优先选择中龄林分进行研究,以减少抚育时间差异干扰.结果以期对开展水源涵养研究的林分林龄选择提供理论指导,为世界其他地区开展林水资源调控与灌木防护林建设提供科学依据.