长白山阔叶红松林积雪升华速率观测与模拟研究.docx

长白山阔叶红松林积雪升华速率观测与模拟研究
摘要
长白山是中国北方典型的高山、冰川、森林生态系统，阔叶红松林是其主要森林类型之一，同时也是该地区生态系统水文水资源的重要组成部分。研究了长白山的阔叶红松林积雪升华速率，通过现场观测和数值模拟，比较了不同气象条件下的积雪升华速率，以期为长白山地区的生态环境保护和科学管理提供科学依据。
关键词：长白山；阔叶红松林；积雪升华速率；观测；模拟
Abstract
ChangbaiMountainisatypicalhigh-altitude,glacierandforestecosysteminnorthernChina.Broad-leavedKoreanPineForestisoneofitsmaintypesofforests,andisalsoanimportantcomponentofwaterresourcesinthelocalecosystem.ThisstudyfocusedonthesublimationrateofsnowintheBroad-leavedKoreanPineForestofChangbaiMountain.Throughfieldobservationsandnumericalsimulations,thesublimationrateofsnowunderdifferentmeteorologicalconditionswascompared,inordertoprovidescientificbasisfortheecologicalenvironmentprotectionandscientificmanagementofChangbaiMountainregion.
Keywords:ChangbaiMountain;Broad-leavedKoreanPineForest;Sublimationrateofsnow;Observation;Simulation
引言
阔叶红松林是长白山地区最重要的森林类型之一，也是该地区生态系统水文水资源的重要组成部分。积雪覆盖是长白山阔叶红松林生态系统的重要特征之一，其对于该区域的生态系统和环境具有重要意义。然而，在长白山地区，积雪覆盖时间长，雪线高，雪量大，积雪融化时间短，导致积雪升华速率十分重要。本文通过野外观测和数值模拟，研究了不同气象条件下长白山阔叶红松林积雪升华速率，并对其生态环境保护和科学管理提供了一定的科学依据。
一、长白山阔叶红松林积雪升华速率的野外观测
1.观测方法
本文采用了长白山阔叶红松林附近的定点观测和移动观测两种方法，对积雪升华速率进行了野外观测。
定点观测：在长白山阔叶红松林附近选取了一个相对平坦的地面作为观测点。首先，使用雪深曲尺测量积雪深度，并使用手持式湿度计和温度计测量相对湿度和空气温度。然后，使用敞口式数字天平测量积雪的重量，并将数字天平与微型电子天平进行比对，以保证数据的准确性。
移动观测：在不同的地点选取20个测试点，每个测试点以25米为间隔，设置4个观测点进行测试。测试时，使用长尾杆将湿度计和温度计固定于地面高度1.5米处。同时使用敞口式数字天平对积雪进行称重，将称重数据记录在笔记本电脑中，并和观测点的地理坐标对应。
2.观测结果
通过定点观测和移动观测，本文得到了不同气象条件下长白山阔叶红松林积雪升华速率的观测数据。观测发现，积雪升华速率与相对湿度和空气温度密切相关。当相对湿度较大时，升华速率较慢；当空气温度较低时，升华速率较快。
二、长白山阔叶红松林积雪升华速率的数值模拟
1.模型建立
本文采用了大气-陆面-植被-水文耦合数值模型(CLM4)来模拟长白山阔叶红松林积雪升华速率。CLM4模型包括了光合和呼吸作用、径向输水、光合作用、植物生长和动态土壤水文等多个过程，可以准确地模拟长白山阔叶红松林生态系统的地面过程和水文过程，提高了对积雪升华速率的模拟精度。
2.模拟结果
通过使用CLM4模型，本文成功地模拟了长白山阔叶红松林不同气象条件下积雪升华速率的变化规律。模拟结果显示，相对湿度和空气温度是影响积雪升华速率的主要因素，积雪升华速率随相对湿度和空气温度的变化而变化。
三、模拟数据与观测数据的对比分析
通过对比分析模拟数据和观测数据，本文发现，模拟数据与观测数据之间存在一些差异，主要表现为：
1.相对湿度对升华速率的影响模拟结果比观测结果更为明显。
2.在相对湿度和空气温度同时较低时，模拟结果与观测结果之间差异较大。
3.模拟结果总体上略高于观测结果。
这些差异主要是由于气象条件的复杂性和性质差异引起的。
结论
本文通过野外观测和数值模拟，研究了长白山阔叶红松林积雪升华速率。观测结果表明，积雪升华速率受相对湿度和空气温度的影响。数值模拟结果表明，CLM4模型可以