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基于Horton模型的涟江流域马尾松林冠截留模拟
摘要
涟江流域是中国南部重要的水源地之一，而冠截留作为一种生态工程手段，可以有效地控制流域内林下水文循环过程，发挥着重要作用。本文以涟江流域马尾松林为研究对象，利用Horton模型对其冠截留效应进行了模拟分析。通过对模拟结果的分析，发现冠截留率与降雨强度、林分结构及土壤类型等因素密切相关，马尾松林的冠截留率能够高达40%以上，对流域水文环境有显著的改善效果。本研究为涟江流域及其他类似地区的冠截留工程设计和管理提供了理论依据和实践参考。
关键词：涟江流域；马尾松林；冠截留；Horton模型；水文循环
Abstract
TheLianjiangRiverBasinisoneoftheimportantwatersourcesinsouthernChina.Crowninterception,asanecologicalengineeringmeasure,caneffectivelycontrolthehydrologicalcycleprocessunderforestcanopy,andplaysanimportantrole.Inthispaper,thecrowninterceptioneffectofMassonpineforestinLianjiangRiverBasinwassimulatedandanalyzedusingHortonmodel.Throughtheanalysisofthesimulationresults,itwasfoundthatthecrowninterceptionratewascloselyrelatedtorainfallintensity,foreststructureandsoiltype.ThecrowninterceptionrateofMassonpineforestcouldreachmorethan40%,whichhadsignificantimprovementeffectonthehydrologicalenvironmentofthebasin.ThisstudyprovidestheoreticalbasisandpracticalreferenceforthedesignandmanagementofcrowninterceptionprojectsinLianjiangRiverBasinandothersimilarareas.
Keywords:LianjiangRiverBasin;Massonpineforest;crowninterception;Hortonmodel;hydrologicalcycle
1.研究背景
涟江流域是中国南部重要的水源地之一，流域内主要分布着马尾松林。马尾松林是涟江流域特有的植被类型，是当前南方水源保护和水土保持的重点保护林种之一。然而，随着城市化进程的加快和人口数量的增加，涟江流域水环境逐渐恶化，农村居民生活用水难题日益凸显。因此，通过生态工程手段改善涟江流域水环境，保护流域水资源成为当前亟待解决的问题。
冠截留技术是一种常用的生态工程手段，可以有效地控制林下水文循环过程，减少地表径流量、控制土壤侵蚀，并增加土壤水分利用率。因此，冠截留技术在生态工程中得到了广泛的应用，成为林业保护和生态建设的有效途径之一。然而，冠截留率受到各种因素的影响，不同类型的植被对其效应亦有区别。因此，对不同类型植被的冠截留效应进行研究，有助于指导生态工程的设计和建设，改善流域水环境。
2.研究目的与思路
本研究以涟江流域马尾松林为研究对象，利用Horton模型对其冠截留效应进行模拟分析，研究其冠截留率与降雨强度、林分结构及土壤类型等因素的关系，探究马尾松林冠截留效应对流域水文循环的影响，为涟江流域及其他类似地区的冠截留工程设计和管理提供理论依据和实践参考。
研究思路如下：
1.收集涟江流域马尾松林的实测资料，包括林分构成、土壤类型、降雨强度等数据；
2.利用Horton模型对涟江流域马尾松林的冠截留效应进行模拟分析；
3.探究马尾松林冠截留率与降雨强度、林分结构及土壤类型等因素的关系；
4.分析马尾松林的冠截留效应对流域水文循环的影响。
3.研究方法
3.1Horton模型
Horton模型是一种常用的地表径流产生模型，其基本思想是将降雨流向地面下渗和地表径流两个方面分开考虑，以地下径流和土壤蓄水量的减少为基础，预测地表径流的产生。以一般土地为例，Horton模型具有如下形式：
$$Q=ki^{a}$$
其中$Q$表示单位时间流量，$k$为总产流系数，$i$为单位时间的降水强度，$a$为汇流比例。
3.2数据处理
本研究采用现场实测数据和数字化方法分析，具体步骤如下：
1.利用红外相机等仪