基于模型模擬的森林穿透雨收集裝置的優化設計及分布

李 淳

(1.遼寧省森林經營研究所，遼寧 丹東 118002；2.遼寧遼東半島森林生態系統國家定位觀測研究站，遼寧 丹東 118002)

森林具有降雨再分配功能，對森林的水循環起到重要的影響，森林與水分的相互作用關系是當今森林生態學研究領域的核心問題之一[1]。林冠截留和穿透雨是研究降雨再分配的重要環節，已有很多相關的研究[2-7]。關于樹冠截留的研究，從模型角度可分為經驗模型、半經驗半理論模型和理論模型[8]。在半經驗半理論模型和理論模型中，很多學者從各影響因素角度和過程對樹冠截留進行了分析和模擬[9-12]，可將這些影響因素統稱為樹冠對降雨的攔截能力。在實際觀測過程中，樹冠截留量無法直接觀測獲得，因此如何獲取準確的穿透雨數據成為研究森林降雨再分配功能的關鍵。結合實際工作經驗，設計理想模型，對理想穿透雨模型進行研究，可提高穿透雨數據的精度，為森林水文過程深入研究提供理論依據。

1 理論模型

1.1 模型基礎假設

林內降雨再分配可分為3個階段，第一階段，枝葉未達到飽和，大氣降雨只能穿過林冠層縫隙到達地面，樹冠下各處穿透雨量小于森林降雨量；第二階段，枝葉逐漸達到飽和，飽和的枝葉不再具備攔截能力，將大氣降雨匯聚后形成二次降雨，林冠下部分區域穿透雨量逐漸增大；第三階段，林冠層達到飽和，樹冠各處的攔截能力不再變化，林冠層對大氣降雨起到分流和匯聚的作用，受匯聚作用影響，部分區域穿透雨量大于森林降雨量[3，7，13-14]。……