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坡地物質傳輸/西北旱區生態水利學術著作叢書 版權信息
- ISBN：9787030600271
- 條形碼：9787030600271 ; 978-7-03-060027-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
坡地物質傳輸/西北旱區生態水利學術著作叢書 內容簡介
土地質量和生態環境保護日益被重視，控制農業面源污染及保護土地資源成為生態農業發展的主要研究內容。本書系統介紹農田植物截留，植物水分消耗特征，植物生長與土壤理化性質的關系，降雨、上方來、土壤及地形對坡地物質傳輸影響，碎石覆蓋、秸稈覆蓋和植被種植條件下坡地物質傳輸特征，土壤結構改良與坡地物質傳輸的關系，植被過濾帶控制水土養分流失效果，以及降雨和上方來水條件下坡面水土養分流失數學模型和經驗公式等方面的研究成果。全書共8章，包括植物生長與田間水循環、植被生長與土壤理化性質、供水特征與坡地物質傳輸、土壤和地形特征與坡地物質傳輸、土壤結構改良與坡地物質傳輸、地面覆蓋與坡地物質傳輸、植被過濾帶與坡地物質傳輸、坡地物質傳輸數學模型等內容。 本書可供從事生態環境、農業水利工程、水文與水資源、土壤物理等工作的科研、管理和教學人員參考。
坡地物質傳輸/西北旱區生態水利學術著作叢書 目錄
目錄
總序一
總序二
總序三
前言
第1章 植物生長與田間水循環 1
1.1 植物葉面和莖稈截留特征 1
1.1.1 測定方法 1
1.1.2 浸泡法與人工降雨法測定*大截留量 2
1.1.3 *大截留量與植物特征參數的相關性 6
1.1.4 植物葉片與莖*大截留量 8
1.2 黃土塬區小麥和玉米地的水循環特征 8
1.2.1 研究方法 8
1.2.2 自然降雨條件下玉米冠層截留特征及影響因素 11
1.2.3 黃土塬區小麥和玉米地蒸散特征及主控因素 16
1.3 黃土塬區蘋果園的水循環特征 21
1.3.1 研究方法 21
1.3.2 蘋果園降雨再分配特征 24
1.3.3 不同降雨年型的蘋果園蒸散特征 29
1.3.4 降雨和土壤入滲與蒸散的關系 32
1.4 水蝕風蝕交錯區干燥化土壤植被恢復 33
1.4.1 試驗方法 33
1.4.2 不同植被恢復方式下土壤水分變化特征 35
1.4.3 多年限土地平均含水量變化特征 35
1.4.4 多年限土地剖面含水量變化特征 37
1.4.5 紫花苜蓿地降雨入滲和產流產沙特征 38
參考文獻 46
第2章 植被生長與土壤理化性質 47
2.1 植物生長特征 48
2.1.1 植物株高的增長特征 49
2.1.2 植物蓋度的增長特征 50
2.1.3 植物地上生物量的增長特征 51
2.1.4 地下生物量的增長特征 52
2.1.5 植物生長的數學模型 53
2.1.6 植物的耗水特性和水分利用效率 57
2.2 植物生長過程中土壤理化性質的變化特征 58
2.2.1 土壤物理性質的變化特征 58
2.2.2 土壤養分含量的變化特征 66
2.3 土壤理化性質與植物生長的關系 76
2.3.1 土壤養分與植物生長的關系 76
2.3.2 土壤物理性質與地下生物量的關系 95
參考文獻 100
第3章 供水特征與坡地物質傳輸 101
3.1 雨滴動能對坡地水土養分徑流流失特征的影響 101
3.2 降雨強度對坡地物質傳輸的影響 104
3.2.1 坡地產流產沙特征 104
3.2.2 降雨強度對徑流氮磷流失特征的影響 105
3.2.3 降雨強度對土壤水分和養分含量垂直分布影響 108
3.3 降雨雨型對坡地物質傳輸的影響 110
3.3.1 降雨雨型對坡地產流、產沙和養分流失特征的影響 110
3.3.2 降雨強度發生時間對產流、產沙及養分流失特征的影響 112
3.3.3 不同降雨雨型下單寬流量與產沙率及養分流失率的關系 119
3.3.4 降雨雨型對坡地水流動力學特性的影響 122
3.3.5 不同降雨雨型下水蝕動力參數變化特征分析 126
3.4 間歇性降雨對坡地徑流-土壤侵蝕-養分流失的影響 129
3.4.1 間歇性降雨時坡地徑流、侵蝕及養分流失的特征 129
3.4.2 降雨次數對坡地徑流、土壤侵蝕及養分流失總量的影響 135
3.5 上方來水流量與坡地物質傳輸 136
3.5.1 產流、產沙和養分流失的特征 136
3.5.2 上方來水的水流動力學特征 139
3.5.3 水流動力學參數與徑流泥沙和養分流失的關系 143
3.6 上方來水條件下的坡地物質傳輸 146
3.6.1 植被蓋度對坡地物質傳輸的影響 146
3.6.2 碎石覆蓋對坡地物質傳輸的影響 151
3.7 自然降雨下的坡地物質傳輸 156
3.7.1 降雨量與徑流深的關系 156
3.7.2 降雨量與侵蝕量的關系 158
3.7.3 降雨強度與徑流深和侵蝕量的關系 159
3.7.4 徑流泥沙和養分流失的變化特征 159
3.7.5 徑流中硝態氮與銨態氮的濃度和流失量 161
3.7.6 泥沙中氮磷含量和流失量 163
參考文獻 164
第4章 土壤和地形特征與坡地物質傳輸 165
4.1 土壤質地與坡地物質傳輸 165
4.2 土壤初始含水量與坡地物質傳輸 169
4.2.1 土壤初始含水量對平均入滲率及平均徑流深的影響 169
4.2.2 土壤初始含水量對總產沙量的影響 170
4.2.3 土壤初始含水量對徑流氮磷濃度的影響 171
4.2.4 土壤初始含水量對土壤氮磷垂直分布的影響 173
4.2.5 土壤初始含水量對氮磷徑流流失率的影響 174
4.3 坡長與坡地物質傳輸 176
4.3.1 小尺度坡長對坡地物質傳輸的影響 176
4.3.2 中尺度坡長對坡地物質傳輸的影響 178
4.4 坡度與水土養分流失 188
4.4.1 坡度對粉壤土坡地水土養分流失的影響 188
4.4.2 坡度對砂壤土坡地水土養分流失的影響 195
4.5 坡形與坡地物質傳輸 197
4.5.1 坡形對坡地產流的影響 198
4.5.2 坡形對坡地產沙的影響 199
4.5.3 坡形對坡地養分流失的影響 200
4.5.4 坡形、施加PAM與坡地物質傳輸 203
參考文獻 209
第5章 土壤結構改良與坡地物質傳輸 211
5.1 施加PAM與坡地物質傳輸 211
5.1.1 坡度對PAM調控坡地物質傳輸的影響 212
5.1.2 PAM施量對坡地物質傳輸的影響 219
5.1.3 PAM施用位置對坡地水土養分流失的影響 235
5.2 施加羧甲基纖維素鈉對坡地土壤侵蝕及養分流失的影響 240
5.2.1 CMC-Na對土壤團粒結構的影響 240
5.2.2 CMC-Na施量對產流過程的影響 241
5.2.3 CMC-Na施量對產沙過程的影響 242
5.2.4 CMC-Na對坡地養分流失過程的影響 244
5.3 條施納米碳與坡地物質傳輸 246
5.3.1 條施納米碳對產流過程的影響 247
5.3.2 條施納米碳對產沙過程的影響 250
5.3.3 條施納米碳對徑流養分流失過程的影響 253
5.3.4 降雨強度對納米碳施用地水土養分流失的影響 262
參考文獻 271
第6章 地面覆蓋與坡地物質傳輸 272
6.1 落葉層厚度對坡地徑流養分流失的影響 272
6.1.1 落葉層厚度對產流特征的影響 272
6.1.2 落葉層貯水量估算 273
6.1.3 落葉層厚度對徑流養分濃度的影響 274
6.1.4 落葉層厚度對徑流養分流失總量的影響 276
6.1.5 落葉層厚度對土壤剖面養分分布的影響 276
6.2 秸稈覆蓋量對坡地物質傳輸的影響 278
6.2.1 秸稈覆蓋量對坡地水土養分流失過程的影響 278
6.2.2 秸稈覆蓋量對坡地水流動力學特征的影響 281
6.3 植物對坡地物質傳輸的影響 284
6.3.1 植物對坡地水文過程的影響 285
6.3.2 植物對產沙過程的影響 291
6.3.3 植物對土壤養分流失的影響 306
6.4 碎石覆蓋對坡地物質傳輸的影響 321
6.4.1 碎石覆蓋對地表徑流過程的影響 321
6.4.2 碎石覆蓋對土壤侵蝕的影響 326
6.4.3 碎石覆蓋對坡地水土養分流失的影響 338
參考文獻 341
第7章 植被過濾帶與坡地物質傳輸 342
7.1 概述 343
7.2 植被過濾帶長度對坡地物質傳輸的影響 344
7.2.1 過濾帶植物生長狀況 344
7.2.2 植被過濾帶長度對徑流削減效果的影響 344
7.2.3 植被過濾帶長度對徑流中吸附態氮、磷流失量的影響 345
7.2.4 植被過濾帶長度對溶解態氮、磷削減效果的影響 347
7.2.5 植被過濾帶長度對總氮、總磷削減效果的影響 348
7.2.6 相關性分析 349
7.3 植物類型對植被過濾帶徑流養分削減效果的影響 349
7.3.1 不同類型植物的生長狀況 350
7.3.2 不同類型植被過濾帶對徑流削減效果的影響 350
7.3.3 不同類型植被過濾帶對徑流中吸附態氮、磷流失總量的影響 351
7.3.4 不同類型植被過濾帶對溶解態氮、磷削減效果的影響 352
7.3.5 不同類型植被過濾帶對總氮、總磷削減效果的影響 353
7.3.6 相關性分析 354
7.4 植物種植密度對徑流養分削減效果的影響 355
7.4.1 不同種植密度的植物生長狀況 355
7.4.2 種植密度對徑流削減效果的影響 356
7.4.3 種植密度對徑流中吸附態氮、磷流失量的影響 356
7.4.4 種植密度對溶解態氮、磷削減效果的影響 357
7.4.5 種植密度對徑流總氮、總磷削減效果的影響 358
7.4.6 相關性分析 359
7.5 植被過濾帶作用下徑流養分傳輸數學模型 360
7.5.1 模型建立 360
7.5.2 參數確定 363
7.5.3 模型參數推求與模型評估 363
參考文獻 365
第8章 坡地物質傳輸數學模型 367
8.1 坡地產匯流數學模型 367
8.1.1 降雨條件下坡地產匯流數學模型 367
8.1.2 上方來水條件下坡地產匯流數學模型 374
8.2 水流沖刷下的土壤侵蝕模型 403
8.2.1 坡地土壤侵蝕模型的建立 403
8.2.2 土壤侵蝕模型參數確定與準確性評估 406
8.2.3 下墊面條件對模型參數的影響 409
8.3 土壤養分向地表徑流傳遞的數學模型 415
8.3.1 降雨條件下土壤養分向地表徑流傳遞的混合深度模型 415
8.3.2 基于降雨分散能力的土壤養分向徑流傳遞模型 428
8.3.3 水流沖刷下土壤養分向地表徑流傳遞的有效混合深度模型 441
8.3.4 水流沖刷下土壤養分向地表徑流傳遞的等效混合深度模型 446
8.3.5 基于水流分散能力的土壤養分向徑流傳遞模型 451
8.4 考慮降雨雨型影響的坡地水土養分傳輸數學模型 457
8.4.1 數學模型 457
8.4.2 模型參數確定 460
8.4.3 模型評估 461
8.5 次降雨土壤硝態氮隨地表徑流流失的經驗公式 465
8.5.1 坡地土壤硝態氮徑流流失公式的建立 465
8.5.2 經驗公式參數的確定 468
8.5.3 經驗公式構建與評價 472
參考文獻 474
總序一
總序二
總序三
前言
第1章 植物生長與田間水循環 1
1.1 植物葉面和莖稈截留特征 1
1.1.1 測定方法 1
1.1.2 浸泡法與人工降雨法測定*大截留量 2
1.1.3 *大截留量與植物特征參數的相關性 6
1.1.4 植物葉片與莖*大截留量 8
1.2 黃土塬區小麥和玉米地的水循環特征 8
1.2.1 研究方法 8
1.2.2 自然降雨條件下玉米冠層截留特征及影響因素 11
1.2.3 黃土塬區小麥和玉米地蒸散特征及主控因素 16
1.3 黃土塬區蘋果園的水循環特征 21
1.3.1 研究方法 21
1.3.2 蘋果園降雨再分配特征 24
1.3.3 不同降雨年型的蘋果園蒸散特征 29
1.3.4 降雨和土壤入滲與蒸散的關系 32
1.4 水蝕風蝕交錯區干燥化土壤植被恢復 33
1.4.1 試驗方法 33
1.4.2 不同植被恢復方式下土壤水分變化特征 35
1.4.3 多年限土地平均含水量變化特征 35
1.4.4 多年限土地剖面含水量變化特征 37
1.4.5 紫花苜蓿地降雨入滲和產流產沙特征 38
參考文獻 46
第2章 植被生長與土壤理化性質 47
2.1 植物生長特征 48
2.1.1 植物株高的增長特征 49
2.1.2 植物蓋度的增長特征 50
2.1.3 植物地上生物量的增長特征 51
2.1.4 地下生物量的增長特征 52
2.1.5 植物生長的數學模型 53
2.1.6 植物的耗水特性和水分利用效率 57
2.2 植物生長過程中土壤理化性質的變化特征 58
2.2.1 土壤物理性質的變化特征 58
2.2.2 土壤養分含量的變化特征 66
2.3 土壤理化性質與植物生長的關系 76
2.3.1 土壤養分與植物生長的關系 76
2.3.2 土壤物理性質與地下生物量的關系 95
參考文獻 100
第3章 供水特征與坡地物質傳輸 101
3.1 雨滴動能對坡地水土養分徑流流失特征的影響 101
3.2 降雨強度對坡地物質傳輸的影響 104
3.2.1 坡地產流產沙特征 104
3.2.2 降雨強度對徑流氮磷流失特征的影響 105
3.2.3 降雨強度對土壤水分和養分含量垂直分布影響 108
3.3 降雨雨型對坡地物質傳輸的影響 110
3.3.1 降雨雨型對坡地產流、產沙和養分流失特征的影響 110
3.3.2 降雨強度發生時間對產流、產沙及養分流失特征的影響 112
3.3.3 不同降雨雨型下單寬流量與產沙率及養分流失率的關系 119
3.3.4 降雨雨型對坡地水流動力學特性的影響 122
3.3.5 不同降雨雨型下水蝕動力參數變化特征分析 126
3.4 間歇性降雨對坡地徑流-土壤侵蝕-養分流失的影響 129
3.4.1 間歇性降雨時坡地徑流、侵蝕及養分流失的特征 129
3.4.2 降雨次數對坡地徑流、土壤侵蝕及養分流失總量的影響 135
3.5 上方來水流量與坡地物質傳輸 136
3.5.1 產流、產沙和養分流失的特征 136
3.5.2 上方來水的水流動力學特征 139
3.5.3 水流動力學參數與徑流泥沙和養分流失的關系 143
3.6 上方來水條件下的坡地物質傳輸 146
3.6.1 植被蓋度對坡地物質傳輸的影響 146
3.6.2 碎石覆蓋對坡地物質傳輸的影響 151
3.7 自然降雨下的坡地物質傳輸 156
3.7.1 降雨量與徑流深的關系 156
3.7.2 降雨量與侵蝕量的關系 158
3.7.3 降雨強度與徑流深和侵蝕量的關系 159
3.7.4 徑流泥沙和養分流失的變化特征 159
3.7.5 徑流中硝態氮與銨態氮的濃度和流失量 161
3.7.6 泥沙中氮磷含量和流失量 163
參考文獻 164
第4章 土壤和地形特征與坡地物質傳輸 165
4.1 土壤質地與坡地物質傳輸 165
4.2 土壤初始含水量與坡地物質傳輸 169
4.2.1 土壤初始含水量對平均入滲率及平均徑流深的影響 169
4.2.2 土壤初始含水量對總產沙量的影響 170
4.2.3 土壤初始含水量對徑流氮磷濃度的影響 171
4.2.4 土壤初始含水量對土壤氮磷垂直分布的影響 173
4.2.5 土壤初始含水量對氮磷徑流流失率的影響 174
4.3 坡長與坡地物質傳輸 176
4.3.1 小尺度坡長對坡地物質傳輸的影響 176
4.3.2 中尺度坡長對坡地物質傳輸的影響 178
4.4 坡度與水土養分流失 188
4.4.1 坡度對粉壤土坡地水土養分流失的影響 188
4.4.2 坡度對砂壤土坡地水土養分流失的影響 195
4.5 坡形與坡地物質傳輸 197
4.5.1 坡形對坡地產流的影響 198
4.5.2 坡形對坡地產沙的影響 199
4.5.3 坡形對坡地養分流失的影響 200
4.5.4 坡形、施加PAM與坡地物質傳輸 203
參考文獻 209
第5章 土壤結構改良與坡地物質傳輸 211
5.1 施加PAM與坡地物質傳輸 211
5.1.1 坡度對PAM調控坡地物質傳輸的影響 212
5.1.2 PAM施量對坡地物質傳輸的影響 219
5.1.3 PAM施用位置對坡地水土養分流失的影響 235
5.2 施加羧甲基纖維素鈉對坡地土壤侵蝕及養分流失的影響 240
5.2.1 CMC-Na對土壤團粒結構的影響 240
5.2.2 CMC-Na施量對產流過程的影響 241
5.2.3 CMC-Na施量對產沙過程的影響 242
5.2.4 CMC-Na對坡地養分流失過程的影響 244
5.3 條施納米碳與坡地物質傳輸 246
5.3.1 條施納米碳對產流過程的影響 247
5.3.2 條施納米碳對產沙過程的影響 250
5.3.3 條施納米碳對徑流養分流失過程的影響 253
5.3.4 降雨強度對納米碳施用地水土養分流失的影響 262
參考文獻 271
第6章 地面覆蓋與坡地物質傳輸 272
6.1 落葉層厚度對坡地徑流養分流失的影響 272
6.1.1 落葉層厚度對產流特征的影響 272
6.1.2 落葉層貯水量估算 273
6.1.3 落葉層厚度對徑流養分濃度的影響 274
6.1.4 落葉層厚度對徑流養分流失總量的影響 276
6.1.5 落葉層厚度對土壤剖面養分分布的影響 276
6.2 秸稈覆蓋量對坡地物質傳輸的影響 278
6.2.1 秸稈覆蓋量對坡地水土養分流失過程的影響 278
6.2.2 秸稈覆蓋量對坡地水流動力學特征的影響 281
6.3 植物對坡地物質傳輸的影響 284
6.3.1 植物對坡地水文過程的影響 285
6.3.2 植物對產沙過程的影響 291
6.3.3 植物對土壤養分流失的影響 306
6.4 碎石覆蓋對坡地物質傳輸的影響 321
6.4.1 碎石覆蓋對地表徑流過程的影響 321
6.4.2 碎石覆蓋對土壤侵蝕的影響 326
6.4.3 碎石覆蓋對坡地水土養分流失的影響 338
參考文獻 341
第7章 植被過濾帶與坡地物質傳輸 342
7.1 概述 343
7.2 植被過濾帶長度對坡地物質傳輸的影響 344
7.2.1 過濾帶植物生長狀況 344
7.2.2 植被過濾帶長度對徑流削減效果的影響 344
7.2.3 植被過濾帶長度對徑流中吸附態氮、磷流失量的影響 345
7.2.4 植被過濾帶長度對溶解態氮、磷削減效果的影響 347
7.2.5 植被過濾帶長度對總氮、總磷削減效果的影響 348
7.2.6 相關性分析 349
7.3 植物類型對植被過濾帶徑流養分削減效果的影響 349
7.3.1 不同類型植物的生長狀況 350
7.3.2 不同類型植被過濾帶對徑流削減效果的影響 350
7.3.3 不同類型植被過濾帶對徑流中吸附態氮、磷流失總量的影響 351
7.3.4 不同類型植被過濾帶對溶解態氮、磷削減效果的影響 352
7.3.5 不同類型植被過濾帶對總氮、總磷削減效果的影響 353
7.3.6 相關性分析 354
7.4 植物種植密度對徑流養分削減效果的影響 355
7.4.1 不同種植密度的植物生長狀況 355
7.4.2 種植密度對徑流削減效果的影響 356
7.4.3 種植密度對徑流中吸附態氮、磷流失量的影響 356
7.4.4 種植密度對溶解態氮、磷削減效果的影響 357
7.4.5 種植密度對徑流總氮、總磷削減效果的影響 358
7.4.6 相關性分析 359
7.5 植被過濾帶作用下徑流養分傳輸數學模型 360
7.5.1 模型建立 360
7.5.2 參數確定 363
7.5.3 模型參數推求與模型評估 363
參考文獻 365
第8章 坡地物質傳輸數學模型 367
8.1 坡地產匯流數學模型 367
8.1.1 降雨條件下坡地產匯流數學模型 367
8.1.2 上方來水條件下坡地產匯流數學模型 374
8.2 水流沖刷下的土壤侵蝕模型 403
8.2.1 坡地土壤侵蝕模型的建立 403
8.2.2 土壤侵蝕模型參數確定與準確性評估 406
8.2.3 下墊面條件對模型參數的影響 409
8.3 土壤養分向地表徑流傳遞的數學模型 415
8.3.1 降雨條件下土壤養分向地表徑流傳遞的混合深度模型 415
8.3.2 基于降雨分散能力的土壤養分向徑流傳遞模型 428
8.3.3 水流沖刷下土壤養分向地表徑流傳遞的有效混合深度模型 441
8.3.4 水流沖刷下土壤養分向地表徑流傳遞的等效混合深度模型 446
8.3.5 基于水流分散能力的土壤養分向徑流傳遞模型 451
8.4 考慮降雨雨型影響的坡地水土養分傳輸數學模型 457
8.4.1 數學模型 457
8.4.2 模型參數確定 460
8.4.3 模型評估 461
8.5 次降雨土壤硝態氮隨地表徑流流失的經驗公式 465
8.5.1 坡地土壤硝態氮徑流流失公式的建立 465
8.5.2 經驗公式參數的確定 468
8.5.3 經驗公式構建與評價 472
參考文獻 474
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坡地物質傳輸/西北旱區生態水利學術著作叢書 節選
第1章 植物生長與田間水循環 植物生長與水分消耗是田間水循環的重要組成部分，研究植物生長與水分消耗過程不僅有利于分析坡地水土養分流失特征，而且是確定植被水分承載能力的基礎。為了分析田間水循環特征，在陜西省神木市和長武縣等地開展不同類型植物截留、植物生長與水分消耗特征的研究工作。 1.1 植物葉面和莖稈截留特征 為了對比分析不同植物葉片截留差異性，根據黃土區氣候條件和植物分布類型，選擇2種木本植物和3種草本植物作為供試樣本，其中木本植物有酸棗和刺槐，草本植物包括大豆、玉米和紫花苜蓿。這幾種植物均是黃土區廣泛分布的物種，且葉面絨毛及質地特征具有代表性，其形狀和長勢各有特點。大豆和玉米也是該地區的典型作物，供試植物生活習性及葉片特征見表1.1。 表1.1 供試植物生活習性及葉片特征 1.1.1 測定方法 為了測定不同植株及其莖葉的*大截留量，選擇不同生育期的植物樣本，用剪刀貼地表剪下。對于喬木及灌木，在植株上、中、下三個位置取點，分別用剪刀剪取發育完全的不同枝條，迅速移回實驗室測定，每個物種設3組重復試驗。為確保降雨前樣本完全干燥，降雨前的日照干燥期至少為8d。通過平臺掃描儀獲取葉片標準圖形，并使用MATLAB進行圖像處理，計算葉面積。植物葉面和莖稈截留能力測定通常采用浸泡法[1-3]，浸泡法具有操作簡單、方便的優點，是一種理想狀態下測定葉片可吸附水量的方法。為了探討浸泡法和人工降雨法測定植物葉片截留能力的差異，利用這兩種方法分別測定不同植株及其莖和葉的*大截留量。 1）浸泡法 在實驗室無風條件下，選擇完整、健康且不同葉面積的葉片和不同生育期的莖，分別測定莖、葉的鮮重，將莖和葉用鑷子夾住，分別浸泡在蒸餾水中30min，取出控水1min，待其不滴水時重新稱重，吸附水量為浸泡后質量與浸泡前質量的差值。 2）人工降雨法 在實驗室無風條件下，選擇完整、健康且具有不同葉面積的葉片、不同生育期的莖和單株植物，分別測定單株植物、莖和葉的鮮重，利用針頭式降雨器進行人工降雨試驗，設計降雨強度（簡稱“雨強”）為100mm/h，降雨歷時（降雨時間）為4min。一方面，較大降雨強度可使冠層快速達到*大截留量；另一方面，較短的降雨歷時可減少降雨期間的蒸發[4，5]。將樣本插入預先打好孔的高密度防水泡沫板上，保證降雨產生的莖稈流及時從出口排出。泡沫板上表面孔口與植株接觸處用凡士林密封，防止水流損失。試樣制作完畢后，將泡沫板上下表面及四周淋水，保證泡沫板降雨前后狀態一致，稱量試驗樣品初重[6，7]。葉片*大截留量為降雨前后樣品質量的差值，植物特征測定指標包括株高、植株鮮重與干重、莖粗、莖高、莖鮮重與干重、葉面積、葉鮮重與干重、葉長、葉寬及葉周長。 3）計算方法 *大截留量為試驗前后樣本質量的差值，為了分析不同植物莖和葉截留能力的差異，分別對比分析不同葉片單位葉面積截留量及莖和葉片的截留率，具體計算公式為 （1.1） （1.2） （1.3） （1.4） 式中，IP為植株*大截留量(g)；Im為單位葉面積*大截留量(g/m2)；M0為樣本鮮重(g)；M1為樣本浸水或降雨后重(g)；S為葉面積(m2)；Ir-leaf為葉片*大截留率(%)；Ir-stem為莖*大截留率(%)；Ileaf為葉片*大截留量(g)；Istem為莖*大截留量(g)。 1.1.2 浸泡法與人工降雨法測定*大截留量 1.1.2.1 浸泡法與人工降雨法測定葉片*大截留量 葉面積是表征植物生理形態的主要指標，兩種方法測定不同植物的單位葉面積*大截留量如表1.2所示。人工降雨法和浸泡法測定的葉片*大截留量差異均顯著（顯著水平p0.90），這與卓麗等[10]采用浸泡法測定草坪型結縷草冠層截留的試驗結果一致。對于喬木型的酸棗和刺槐，單株植物*大截留量與植株鮮重相關性不明顯。分析植株干重與植物*大截留量的關系，以及葉片的葉干重、葉面積和葉片*大截留量的關系（圖1.2）。植株的*大截留量與植株干重均呈很好的線性正相關關系，結果如圖1.2（a）所示。對比不同植物的*大截留量可以看出，大豆、酸棗、玉米、紫花苜蓿和刺槐植株的*大截留量依次降低，與表1.2中不同植物葉片*大截留量的大小排序結果相同，但與表1.3中不同植物的莖*大截留量的大小排序結果不同，說明單株植物截留降雨時葉片截留起到主要作用。對于植物葉片而言，葉片的葉長、葉寬、葉周長、葉鮮重與葉片*大截留量相關性不顯著，而葉面積和葉干重與葉片*大截留量呈很好的線性正相關關系，如圖1.2（b）和（c）所示。 根據曲線變化趨勢，采用線性函數對植株及葉片*大截留量與植物特征參數進行擬合，擬合結果為 （1.8） （1.9） （1.10） 式中，IP為植株*大截留量(g)；Ileaf為葉片*大截留量(g)；MP為植株干重(g)；Mleaf為葉片干重(g)；S為葉面積(m2)；β、η、均為擬合系數，分別代表單位植株干重*大截留量、單位葉片干重*大截留量及單位葉面積*大截留量的擬合系數。
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