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基于Gash修正模型模拟侧柏及其混交林的林冠截留过程
编辑人员丨2023/8/6
为探究Gash修正模型对纯林及混交林林冠截留模拟的适用性和差异性,以北京市八达岭森林公园侧柏纯林和侧柏黄栌混交林为研究对象,以研究区2013年5-10月的实测资料为基础数据,运用Gash修正模型对其林冠截留过程进行模拟,并分析模型参数敏感性.结果 表明:(1)侧柏(Platycladus orientalis)纯林的穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量的实测值分别为395.2、22.3和129.5 mm,相对应的Gash修正模型模拟值分别为415.80、18.04和113.09 mm,相对误差分别为5.2％、19.0％和12.7％;侧柏黄栌(Cotinus coggygria)混交林的穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量的实测值分别为414.6、12.2和120.1 mm,相对应的Gash修正模型模拟值分别为454.26、10.27和82.40 mm,相对误差分别为9.6％、15.6％和31.4％;(2)选择Gash修正模型中的饱和林冠持水能力(S)、平均降雨强度(尺)、饱和林冠平均蒸发速率((E))、郁闭度(c)、树干持水能力(St)和树干茎流系数(Pt)共6项参数,进行敏感性分析.对于侧柏纯林,当各参数在-50％-20％范围内变化时,模拟林冠截留量对各项参数的变化敏感性排序为S＞c＞(E)＞(R)＞c＞St＞Pt,而当参数在-20％～50％范围内变化时,其排序为S＞(E)＞(R)＞c＞St＞Pt;对于侧柏黄栌混交林,模拟林冠截留量对各项参数的变化敏感性排序为S＞(E)＞(R)＞c＞St＞Pt.综上,Gash修正模型对于侧柏黄栌混交林的模拟精度较侧柏纯林小,但可满足应用需要;参数S是影响侧柏黄栌混交林和侧柏纯林中的Gash修正模型模拟精度的重要因素.
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编辑人员丨2023/8/6
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SWAT模型在天山林区林冠截留过程中的改进应用
编辑人员丨2023/8/5
林冠截留是森林生态水文的重要环节,SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型对其模拟过程还较为粗糙,为了在流域水文模拟中更精细的刻画林冠截留过程从而得到更佳的模拟结果,以SWAT模型为基础,使用半理论林冠截留模型(Gash模型)与SWAT模型进行耦合,以天山林区为研究区对SWAT模型林冠截留模块进行优化改进.通过对改进前后的模拟结果进行对比分析,结果表明:1)SWAT模型和SWAT-Gash模型的R2分别为0.59-0.83和0.65-0.86,NSE值分别为0.58-0.82和0.63-0.85,两种模型PBIAS为7.2％-17.1％,证明SWAT-Gash模型具有更好的适用性;2)相较于出山口径流数据,SWAT模型和SWAT-Gash模型的RMSD值分别为3.49-7.80 m3/s和3.22-4.68 m3/s,SWAT-Gash模型在校准期和验证期的皮尔逊相关系数分别为0.93和0.81,高于SWAT模型的0.91和0.77;3)基于分位数回归(QR)的不确定性分析表明,SWAT模型和SWAT-Gash模型验证期的P因子分别为0.93和0.96,R因子为1.26和1.19,95％不确定性置信区间平均宽度分别为13.50 m3/s和12.86 m3/s;4)SWAT模型与SWAT-Gash模型在验证期的月平均地表径流量分别为6.55 m3/s和8.50 m3/s,表明在该流域内原始SWAT模型会高估林冠截留量.以天山北坡中段林区为例对云杉森林的林冠截留进行精细化模拟,虽然对模型输入数据要求提高,林冠截留数据的收集增加了模型模拟的不确定性,但对本研究区基于物理过程的水文模拟精度提升明显,改进后模型与出山口实测径流数据一致性更强,可以为天山林区小流域水资源管理提供更可靠的依据.
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编辑人员丨2023/8/5
