天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)Chen et Fu)是构成天山山地森林生态系统的主体。选取天山森林生态系统定位研究站不同郁闭度天山云杉林作为研究对象,研究了不同郁闭度条件下天山云杉林冠截留量及穿透雨量的月变化特征、林冠截留量及穿透雨量与总降雨量间的数量关系,通过研究得出结论:林冠截留率与郁闭度表现出显著正相关关系,而穿透雨比率与郁闭度表现出显著负相关关系;穿透雨量、穿透雨比率及林冠截留量的月变化与总降雨量基本一致,林冠截留率则相反;郁闭度为0.8和0.6、0.4和0.2之间的穿透雨量无显著性差异,0.8和0.6与0.4和0.2之间差异明显,林冠截留量相邻郁闭度间均无显著性差异,而不相邻郁闭度之间均差异显著;建立了穿透雨量及林冠截留量与总降雨量间的数学关系,用以定量评价该地区天山云杉林水文生态效益。
通过对天山中部不同林龄天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)Chen et Fu)地表土壤和林外草地土壤进行实验室人工降雨模拟渗透试验,初步探讨了天山云杉林地土壤的入渗性能。结果表明:1)累积渗透量、入渗速率与入渗时间均呈幂指数相关关系。稳渗速率最高为近熟林1.9108mm/min,最低为林外0.31847mm/min。在充分的降雨条件下,不同林龄的入渗性能大小顺序为:近熟林>成熟林>中龄林>林外;幼龄林介于中龄林和近熟林之间。2)土壤入渗性能影响的首要因子是降雨强度,二者呈极显著正相关关系;累积入渗量与土壤初始含水量呈显著正相关;稳渗速率的主导因子,依次是土壤容重>非毛管孔隙度>总孔隙度>初始含水量>枯落物层厚度;初渗速率与枯落物层厚度、土壤容重、总孔隙度分别呈极显著正、负、正相关关系。3)建立了天山中部天然云杉林地表土壤入渗性能特征与各项主导因子之间的多元线性回归模型。4)研究表明,使用霍顿入渗模型,对天山云杉林地土壤的入渗性能能进行很好的模拟,相关性系数R2达到0.881以上。
