额尔齐斯河源区森林对春季融雪过程的影响评估

摘要

春季积雪融水是额尔齐斯河河源区最重要的水资源.为探索森林对春季融雪过程的影响,于2014年融雪期在额尔齐斯河河源区的卡依尔特斯河流域,选择草地、林中空地和林下三种不同地貌条件,分别观测积雪消融过程.结果显示:积雪消融过程中,积雪深度和雪水当量的变化并不是同步的;积雪深度的减小是持续发生的,是新雪密实化作用的结果;而雪水当量仅在日均空气温度高于0℃时才出现快速的下降.森林具有显著调节空气温度的功能,三种类型观测点1.5 m处的日平均空气温度表现为草地>林下>林中空地,其中,消融期内草地的平均空气温度(-2.5℃)远高于林下(-5.4℃)和林中空地(-6.1℃);森林的存在显著减小了空气温度的日较差.草地、林中空地和林下积雪消融持续期分别为20 d、43 d和35 d,消融期平均积雪消融速率分别为2.1 mm·d-1、1.5 mm·d-1和1.2 mm·d-1,即:草地>林中空地>林下.另外,单棵树对积雪的消融速率有极其重要的影响:树冠外一定距离内积雪的消融速率约为树冠下积雪消融速率的2倍以上;但由于树冠超过70%的降雪截留效应,树冠正下方的积雪消融结束时间仍提前树冠外侧约10 d.积雪的消融由空气温度和辐射强度共同决定:当日平均空气温度0℃时,单独的空气温度可直接反映消融速率的变化.研究还发现,该流域内积雪的消融主要发生在每天的14:00-19:00,该时段内积雪消融量约占全天消融总量的50%以上,这对流域内积雪洪水预报和水资源利用及管理具有重要的指导意义.