黑龙江西部半干旱区经济灌木冠层降雨再分配特征

崔琳; 王力刚; 张玉柱; 方玉凤; 赵影; 季晓慧; 司思

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.029

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

黑龙江西部半干旱区经济灌木冠层降雨再分配特征

试验研究

- 黑龙江西部半干旱区经济灌木冠层降雨再分配特征
- Characteristics of rainfall redistribution of economic shrub canopies in west semiarid area of Heilongjiang Province
- 水土保持通报 2025年45卷第3期页码：25-35
- 作者机构：
  
  1.黑龙江省林业科学院齐齐哈尔分院嫩江平原防护林国家长期科研基地黑龙江松嫩平原农田;防护林生态系统定位观测研究站，黑龙江齐齐哈尔 161005
  2.黑龙江扎龙湿地生态系统定位观测研究站，黑龙江齐齐哈尔 161005
  3.中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与保育重点实验室，辽宁沈阳 110016
- 作者简介：
  
  崔琳（1988—），女（满族），吉林省桦甸市人，硕士，高级工程师，主要从事防护林建设方面的研究。Email：cuilinjilin@126.com。
  王力刚（1968—），男（汉族），黑龙江省海伦市人，学士，研究员级高级工程师，主要从事防护林建设方面的研究。Email：wlg0415@126.com。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目“东北黑土区旱地高标准农田建设关键技术集成与示范”(2024YFD1500200);黑龙江省省属科研院所基本业务费项目(CZKYF2023q003);黑龙江省省属科研院所业务费项目(CZKYF2025-1-C053)
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.029
  中图分类号： S715;S727.2
- CSTR：32312.14.stbctb. 2025.03.029.
- 收稿：2024-12-13，
  
  修回：2025-02-25，
  
  纸质出版：2025-06-10
- 稿件说明：
移动端阅览
崔琳, 王力刚, 张玉柱，等.黑龙江西部半干旱区经济灌木冠层降雨再分配特征[J].水土保持通报,2025,45(3):25-35.

Cui Lin, Wang Ligang, Zhang Yuzhu, et al. Characteristics of rainfall redistribution of economic shrub canopies in west semiarid area of Heilongjiang Province [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(3):25-35.
崔琳, 王力刚, 张玉柱，等.黑龙江西部半干旱区经济灌木冠层降雨再分配特征[J].水土保持通报,2025,45(3):25-35. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.029. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.03.029..

Cui Lin, Wang Ligang, Zhang Yuzhu, et al. Characteristics of rainfall redistribution of economic shrub canopies in west semiarid area of Heilongjiang Province [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(3):25-35. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.029. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.03.029..

摘要

目的

探究黑龙江西部半干旱区不同灌木冠层降雨再分配特征，为筛选利于半干旱地区水源涵养的经济灌木树种提供理论依据。

方法

以平榛（

Corylus heterophylla

）、枸杞（

Lycium chinense

）、沙棘（

Hippophae rhamnoide

s）、樱桃（

Prunus tomentosa

）、刺五加（

Eleutherococcus senticosus

）、刺玫果（

Rosa

davurica

）6种经济灌木为研究对象，通过2023年6—9月15次降雨的监测，对比分析6种灌木林冠层降雨再分配差异及影响因素。

结果

6种灌木林冠层降雨分配差异显著（

0.05），超过70%的降雨以穿透雨形式降落。灌木冠层的穿透雨率（均值）、树干茎流率（均值）和冠层截留率（均值）分别为71.47%~91.16%（82.14%），2.31%~7.46%（4.40%），6.56%~23.41%（13.65%）；冠层截留率表现为：毛樱桃林

沙棘林

平榛林

刺玫果林

刺五加林

枸杞林。降雨量是影响灌木冠层降雨再分配过程的关键气象要素，6种灌木的穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量均和林外降雨呈显著线性正相关（

0.01），穿透雨率、茎流率、截留率与林外降雨之间呈对数函数关系。气象因素、林分特征与冠层截留能力的相关性分析表明，截留率和气温呈正相关（

0.05）、与风速呈负相关（

0.01）；除分枝数和穿透雨率不显著相关外，其余林分特征与树干茎流率、冠层截留率均呈显著正相关，与穿透雨率均呈显著负相关关系。

结论

不同灌木冠层降雨分配存在差异性，毛樱桃林、平榛林、沙棘林冠层的降雨截留率和茎流率较高，在减少雨水击溅侵蚀，涵养水源方面具有优势；枸杞林、刺五加林、刺玫果林冠层的穿透雨率高，在增加林冠下有效利用水分方面具有优势。气象因素与林分特征在灌木林冠层降雨再分配过程中均发挥重要作用。

Abstract

Objective

The rainfall redistribution characteristics of different shrub canopies in the western semiarid area of Heilongjiang Province were analyzed to provide a theoretical basis for selection of economically valuable shrub species that are conducive to water conservation in semi-arid regions.

Methods

Six economic shrubs with development potential in western Heilongjiang Province， namely

Corylus heterophylla

，

Lycium chinense

，

Hippophae rhamnoides

，

Prunus tomentosa

，

Eleutherococcus senticosus

， and

Rosa davurica

， were used as research objects. Fifteen rainfall events from June to September 2023 were monitored to compare and analyze the rainfall redistribution characteristics of the six shrubs and their influencing factors.

Results

Significant differences （

0.05） were observed in rainfall redistribution among the six shrub canopies， with over 70% of the rainfall falling as throughfall. The average throughfall， stemflow， and canopy interception rates were 71.47%—91.16% （82.14%）， 2.31%—7.46% （4.40%）， and 6.56%—23.41% （13.65%）， respectively.

P. tomentosa

had the highest canopy interception rate， followed by

H. rhamnoides

，

C. heterophylla

，

R. davurica

，

E. senticosus

， and

L. chinense

. Rainfall amount was the key meteorological factor influencing the rainfall redistribution process. The throughfall， stemflow， and canopy interception of the six shrubs showed a significant positive linear correlation with external rainfall （

0.01）， whereas the throughfall， stemflow， and interception rates exhibited a logarithmic relationship w

ith the external rainfall. Correlation analysis among meteorological factors， stand characteristics， and canopy interception capacity indicated that the interception rate was positively correlated with temperature （

0.05） and negatively correlated with wind speed （

0.01）. Except for the non-significant correlation between branch number and throughfall rate， other stand characteristics showed significant positive correlations with stemflow and canopy interception rates and significant negative correlations with throughfall rate.

Conclusion

There were differences in rainfall redistribution among the different shrubs.

P. tomentosa

，

C. heterophylla

， and

H. rhamnoides

had relatively high interception and stem flow rates， which are advantageous for reducing rainwater splash erosion and conserving water.

L. chinense

，

E. senticosus

， and

R. davurica

had high throughfall rates， which are advantageous for increasing the effective utilization of water under the canopy. Overall， meteorological factors and stand characteristics play important roles in shrub canopy interception processes.

关键词

Keywords

references

吕刚，王磊，张卓，等 . 辽西低山丘陵区不同年龄荆条冠层截留降雨模拟实验研究［J］. 生态学报， 2019 ， 39 （ 17 ）： 6372 - 6380 .

Lü Gang ， Wang Lei ， Zhang Zhuo ， et al . Simulated and experimental study on rainfall interception of different aged Vitex negundo var. heterophylla canopies in the low mountains and hills of western Liaoning ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2019 ， 39 （ 17 ）： 6372 - 6380 .

徐先英，严平，郭树江，等 . 干旱荒漠区绿洲边缘典型固沙灌木的降水截留特征［J］. 中国沙漠， 2013 ， 33 （ 1 ）： 141 - 145 .

Xu Xianying ， Yan Ping ， Guo Shujiang ， et al . The interception loss of rainfall by three sand-fixing shrubs at the fringe of Minqin oasis ［J］. Journal of Desert Research ， 2013 ， 33 （ 1 ）： 141 - 145 .

王甜甜，朱林，赵学琳，等 . 三种典型固沙灌木的降雨再分配特征［J］. 干旱区资源与环境， 2021 ， 35 （ 8 ）： 100 - 107 .

Wang Tiantian ， Zhu Lin ， Zhao Xuelin ， et al . Rainfall redistribution characteristics of three typical sand-fixing shrubs ［J］. Journal of Arid Land Resources and Environment ， 2021 ， 35 （ 8 ）： 100 - 107 .

黄家辉，刘苑秋，许青，等 . 不同降雨强度下庐山日本柳杉林冠层穿透雨延滞效应［J］. 中国水土保持科学（中英文）， 2023 ， 21 （ 1 ）： 29 - 36 .

Huang Jiahui ， Liu Yuanqiu ， Xu Qing ， et al . Time lag effects of throughfall on the canopy of Cryptomeria Japonica in Lushan Mountain，China under different rainfall intensity ［J］. Science of Soil and Water Conservation ， 2023 ， 21 （ 1 ）： 29 - 36 .

陈文，王桔红，朱慧，等 . 沙埋对河西走廊4种旱生植物种子萌发和幼苗生长的影响［J］. 中国沙漠， 2015 ， 35 （ 6 ）： 1532 - 1537 .

Chen Wen ， Wang Juhong ， Zhu Hui ， et al . Effect of sand burial on seed germination and seedling growth of four xeromorphic species in the Hexi Corridor ［J］. Journal of Desert Research ， 2015 ， 35 （ 6 ）： 1532 - 1537 .

石梅莉 . 干旱半干旱荒漠区灌木植物多样性研究［D］. 北京：中央民族大学， 2019 .

Shi Meili . Shrub diversity in arid and semi-arid desert areas ［D］. Beijing ： Central University for Nationalities ， 2019 .

Yue Kai ， De Frenne P ， Fornara D A ， et al . Global patterns and drivers of rainfall partitioning by trees and shrubs ［J］. Global Change Biology ， 2021 ，27（ 14 ） 3350 - 3357 .

Sadeghi S M M ， Van Stan J T ， Pypker T G ， et al . Importance of transitional leaf states in canopy rainfall partitioning dynamics ［J］. European Journal of Forest Research ， 2018 ， 137 （ 1 ）： 121 - 130 .

An Jinxia ， Gao Guangyao ， Yuan Chuan ， et al . Inter- and intra-event rainfall partitioning dynamics of two typical xerophytic shrubs in the Loess Plateau of China ［J］. Hydrology and Earth System Sciences ， 2022 ， 26 （ 14 ）： 3885 - 3900 .

陈靖天 . 东北黑土区侵蚀沟治理灌木种类筛选及栽植技术研究［D］. 吉林长春：东北师范大学， 2021 .

Chen Jingtian . Study on selection planting techniques of shrub speries for erosion gully management in black soil area of northeast China ［D］. Changchun， Jilin ： Northeast Normal University ， 2021 .

李海防，俞洁蕾，邵西宁，等 . 半湿润地区城市绿地灌木的截留集水功能及其影响因素［J］. 应用生态学报， 2022 ， 33 （ 5 ）： 1363 - 1369 .

Li Haifang ， Yu Jielei ， Shao Xining ， et al . Canopy interception and water harvesting function of shrubs in urban green spaces of semi-humid region and their influencing factors ［J］. Chinese Journal of Applied Ecology ， 2022 ， 33 （ 5 ）： 1363 - 1369 .

荐圣淇 . 黄土高原典型灌木树干茎流特征及其生态水文效应［D］. 甘肃兰州：兰州大学， 2013 .

Jian Shengqi . Characteristics of stem flow of typical shrubs in Loess Plateau and its eco-hydrological effect ［D］. Lanzhou， Gansu ： Lanzhou University ， 2013 .

孙天妙，阳辉，曹建生 . 太行山区不同植被降雨再分配特征［J］. 中国生态农业学报（中英文）， 2023 ， 31 （ 9 ）： 1471 - 1481 .

Sun Tianmiao ， Yang Hui ， Cao Jiansheng . Rainfall redistribution of different vegetations in Taihang Mountain， China ［J］. Chinese Journal of Eco-Agriculture ， 2023 ， 31 （ 9 ）： 1471 - 1481 .

M. Hassanien M ，黄金柏，王斌，等 . 黑龙江西部半干旱区干旱特性评估［J］. 水文， 2021 ， 41 （ 4 ）： 95 - 101，108 .

Mahmoud M H， Huang Jinbai， Wang Bin， Assessment of drought characteristies for the semiarid western Heilongjiang Province ［J］. Journal of China Hydrology ， 2021 ， 41 （ 4 ）： 95 - 101，108 .

Hassanien H A M M . 1961—2015年黑龙江省西部半干旱区气候变化评估［D］. 江苏扬州：扬州大学， 2022 .

Hassanien H A M M . Temporal climate change assessment in semiarid western Heilongjiang during 1961—2015 ［D］. Yangzhou， Jiangsu ： Yangzhou University ， 2022 .

庞维华，孙雅婕，刘建军 . 不同类型园林植物群落冠层的截留能力研究［J］. 水土保持通报， 2022 ， 42 （ 4 ）： 49 - 55 .

Pang Weihua ， Sun Yajie ， Liu Jianjun . Canopy interception ability of different types of garden plant communities ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 42 （ 4 ）： 49 - 55 .

田娜，古君龙，杨新国，等 . 荒漠草原中间锦鸡儿冠层截留特征［J］. 生态学报， 2019 ， 39 （ 14 ）： 5279 - 5287 .

Tian Na ， Gu Junlong ， Yang Xinguo ， et al . Characteristics of canopy interception by Caragana intermedia in desert grasslands ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2019 ， 39 （ 14 ）： 5279 - 5287 .

王甜甜 . 毛乌素沙地三种典型灌木的冠层降雨再分配特征及其影响因素［D］. 宁夏银川：宁夏大学， 2021 .

Wang Tiantian . Traits and influencing factors of rainfall redistribution ofthree typical shrubs canopy in the Mu Us sandy land ［D］. Yinchuan， Ningxia ： Ningxia University ， 2021 .

牛小桃 . 水蚀风蚀交错区典型植被叶面积指数动态变化及其对冠层截留量的影响［D］. 北京：中国科学院大学（中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心）， 2019 .

Niu Xiaotao . The dynamics of leaf area index of typical vegetation and its effect on canopy interception in water-wind erosion crisscross region ［D］. Beijing ： Research Center for Eco-Environmental Sciences， Chinese Academy of Sciences ， 2019 .

Hu Xu ， Fu Zhaoqi ， Sun Ge ， et al . Importance of forest stand structures for gross rainfall partitioning on China’s Loess Plateau ［J］. Journal of Hydrology ， 2024 ， 631 ： 130671 .

刘斐耀，尤全刚，薛娴，等 . 民勤荒漠绿洲过渡带多枝柽柳冠层降水再分配特征及其影响因素［J］. 干旱区资源与环境， 2024 ， 38 （ 11 ）： 168 - 178 .

Liu Feiyao ， You Quangang ， Xue Xian ， et al . Characteristics of rainfall redistribution in Tamarix ramosissima shrub in Minqin desert-oasis ecotone and the influencing factors ［J］. Journal of Arid Land Resources and Environment ， 2024 ， 38 （ 11 ）： 168 - 178 .

Chen Xiaoying ， Chen Lin ， Yang Xinguo ， et al . Rainfall partitioning characteristics by two sand-binding shrubs and their impact on shallow soil moisture replenishment in the northwestern desert steppe of China ［J］. Ecohydrology ， 2024 ， 17 （ 5 ）： e2652 .

赵文玥，吉喜斌，金博文，等 . 西北干旱区泡泡刺灌丛的降雨再分配特征及影响因素分析［J］. 生态学报， 2022 ， 42 （ 2 ）： 804 - 817 .

Zhao Wenyue ， Ji Xibin ， Jin Bowen ， et al . Rainfall partitioning patterns of the desert shrub Nitraria sphaerocarpa and its influencing factors in drylands of northwest China ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2022 ， 42 （ 2 ）： 804 - 817 .

马孟良，李强，王疆尧，等 . 中国旱区森林生态系统的林冠截留综述［J］. 西北林学院学报， 2024 ， 39 （ 5 ）： 1 - 13 .

Ma Mengliang ， Li Qiang ， Wang Jiangyao ， et al . A review of canopy interception of forest ecosystems in drylands of China ［J］. Journal of Northwest Forestry University ， 2024 ， 39 （ 5 ）： 1 - 13 .

韩青池，裴志永，孙小添，等 . 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［J］. 生态学报， 2024 ， 44 （ 19 ）： 8661 - 8674 .

Han Qingchi ， Pei Zhiyong ， Sun Xiaotian ， et al . Investigation of rainfall redistribution characteristics in artificial Salix psammophila shrub plantations in the Kubuqi Desert and the impact of different management durations ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2024 ， 44 （ 19 ）： 8661 - 8674 .

马剑，刘贤德，金铭，等 . 祁连山西水林区灌木林降雨截留特征［J］. 水土保持研究， 2017 ， 24 （ 3 ）： 363 - 368 .

Ma Jian ， Liu Xiande ， Jin Ming ， et al . Characteristics of rainfall interception by shrubs in Xishui forest district of Qilianshan Mountains ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2017 ， 24 （ 3 ）： 363 - 368 .

张雪 . 祁连山东段典型灌丛降雨再分配特征研究［D］. 甘肃兰州：甘肃农业大学， 2021 .

Zhang Xue . Study on rainfall redistribution characteristics of typical shrubs in the eastern section of Oilian Mountains ［D］. Lanzhou， Gansu ： Gansu Agricultural University ， 2021 .

李海防，俞洁蕾，邵西宁，等 . 半湿润地区6种常用灌木对降雨截留的影响［J］. 中国水土保持科学（中英文）， 2022 ， 20 （ 6 ）： 83 - 93 .

Li Haifang ， Yu Jielei ， Shao Xining ， et al . Effects of six shrub species in semi-humid region on the rainfall interceptions ［J］. Science of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 20 （ 6 ）： 83 - 93 .

Xiao Qingfu ， McPherson E G ， Ustin S L ， et al . Winter rainfall interception by two mature open-grown trees in Davis，California ［J］. Hydrological Processes ， 2000 ， 14 （ 4 ）： 763 - 784 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

长三角地区毛竹林冠截留的影响因素

甘蔗冠层对降雨再分配的影响

大豆冠层对降雨再分配的影响

北京密云油松人工林对降水及其营养元素含量的影响

北亚热带次生毛竹林冠生态水文效应及其影响因素分析