Стеблевой поток

В гидрологии — стеблевой сток это поток перехваченной воды вниз по стволу или стеблю растения . Стеблевой поток, наряду со сквозным стоком , отвечает за перенос осадков и питательных веществ из полога в почву . В тропических лесах , где такой поток может быть значительным, эрозионные овраги у основания ствола могут образовываться . Однако в более умеренном климате уровень стока низок и имеет небольшую эрозионную силу. ^{[ нужна ссылка ]}

Измерение

Существует множество способов измерения объема стволового потока в полевых условиях. Наиболее распространенным прямым измерением, используемым в настоящее время, является приклеивание разрезанной пополам трубки из ПВХ или другого пластика по окружности ствола дерева, соединенной и направленной в градуированный цилиндр для ручного сбора осадков или в опрокидывающийся ведро для автоматического сбора осадков. Иногда трубку оборачивают вокруг ствола несколько раз, чтобы обеспечить более полный сбор. ^{[ 1 ]}

Определяющие факторы

Осадки

Основными метеорологическими характеристиками выпадения осадков , влияющими на стеблевой сток, являются: ^{[ 2 ]}

Непрерывность осадков – чем более частыми и продолжительными являются перерывы во время событий, когда дожди не выпадают, тем выше вероятность того, что потенциальный объем стока будет потерян из-за эвапотранспирации ; это также зависит от температуры воздуха , относительной влажности и, что наиболее важно, скорости ветра.
Интенсивность осадков - объем общего стеблевого стока уменьшается, когда количество осадков за определенный период превышает пропускную способность путей потока.
Угол дождя – стеблевой сток обычно начинается раньше, когда осадки более горизонтальные; это скорее определяющий фактор в редколесье с меньшей степенью сомкнутости кроны

Разновидность

Порода дерева влияет на количество сроков и поток ствола. Ключевые морфологические характеристики, которые являются ключевыми факторами:

Размер коронки – потенциал стволового потока тем выше, чем больше размер коронки относительно диаметра на высоте груди . Однако чем больше DBH, тем больше осадков необходимо для начала стока.
Форма/ориентация листьев – листья вогнутые . и приподнятые горизонтально над черешком могут способствовать потоку стеблей
Угол ветвей – потенциал стеблевого потока увеличивается по мере уменьшения угла ветвей и побегов по отношению к стволу.
Препятствия на пути потока – аномалии на пути потока, такие как отслоившиеся куски коры или рубцы на нижней стороне ветки, могут отводить воду от стеблевого потока и становиться компонентом сквозного стока.
Кора – на стеблевой поток влияет степень поглощающей способности и гладкость коры вдоль ветвей и стеблей. Это измеряется с помощью индекса рельефа коры, или BRI, который представляет собой разницу между окружностью дерева и той, какой была бы окружность, если бы у дерева не было коры.

Характеристики стенда

Помимо воздействия отдельных пород деревьев, общая структура древостоя также влияет на количество стволового стока, который в конечном итоге произойдет. К этим факторам относятся: ^{[ 3 ]}

Видовой состав – общий стеблевой сток древостоя определяется вкладом особей и их видоспецифичными признаками.
Плотность древостоя – морфологические характеристики, такие как угол и толщина ветвей, во многом определяются плотностью конкурирующих деревьев в насаждении.
Структура полога – особи, расположенные в подлеске в насаждениях с несколькими вертикально стратифицированными этажами, будут иметь уменьшенный общий стеблевой поток из-за перехвата доминирующих и кодоминантных особей.

Другой

Сезонность – в лиственных или смешанных лесах скорость стволового стока немного выше в период покоя, когда листья отсутствуют и суммарное испарение снижается; этот эффект становится более выраженным по мере увеличения диаметра штока.
Суточная динамика - изменения веса ветвей влияют на объем стеблевого потока; ветки тяжелее утром (от росы ) и светлее днем ^{[ 4 ]}

Влияние на почву

Химия

Питательные вещества , накопившиеся на пологе в результате сухих отложений или фекалий животных , могут напрямую попадать в почву через стеблевой поток. Когда выпадают осадки, питательные вещества из кроны вымываются в воду из-за разницы в концентрации питательных веществ между деревом и осадками. И наоборот, питательные вещества поглощаются деревом, когда их концентрация в кроне ниже, чем в осадках; присутствие эпифитов или лишайников также способствует поглощению. Питательные вещества, попадающие в почву, также могут отражать особые условия окружающей среды вокруг них, например, растения, расположенные в промышленно развитых районах, имеют более высокий уровень серы и азота (из-за загрязнения воздуха ), тогда как растения, расположенные вблизи океанов, имеют более высокий уровень натрия (из-за загрязнения воздуха). морская вода ). ^{[ 4 ]}

Подкисление почвы можно наблюдать вокруг некоторых стволов, например, буковых деревьев, из-за сухих отложений. ^{[ 5 ]}

Осадки и морфологические факторы, влияющие на время и объем стволового потока, также влияют на химический состав; Как правило, вода в стебле становится более разбавленной во время шторма , а виды с грубой корой содержат больше питательных веществ, чем виды с гладкой корой.

Распределение воды

В лесных районах стеблевой поток считается точечным источником поступления воды в почву, поэтому вода более способна эффективно проникать через верхний слой почвы в более глубокие слои почвенного горизонта вдоль корней деревьев и последующего создания ими макропор (так называемый преимущественный поток ). . Рыхление почвы может привести к небольшим оползням .

См. также

Ссылки

^ Уильямс, Мэтью Б. (2004), Исследование вклада стволового стока в гидрологию лесного водосбора (PDF) , том. Диссертация, Саутгемптонский университет
^ Крокфорд, Р.Х.; Ричардсон, Д.П. (1990), «Распределение осадков в эвкалиптовом лесу и сосновой плантации на юго-востоке Австралии: II Стволовой сток и факторы, влияющие на стеблевой сток в сухом склерофилловом эвкалиптовом лесу и на плантации Pinus radiata », Hydroological Processes , 4 (2): 145 –155, Bibcode : 1990HyPr....4..145C , doi : 10.1002/hyp.3360040205
^ Андре, Фредерик; Жонар, Матье; Понетт, Квентин (2008). «Влияние видов и характеристик дождей на объем стеблевого стока в смешанном дубово-буковом насаждении умеренного пояса». Гидрологические процессы . 22 (22): 4455–4466. Бибкод : 2008HyPr...22.4455A . дои : 10.1002/hyp.7048 . ISSN 0885-6087 . S2CID 128756723 .
^ Jump up to: ^а ^б Джонсон, Марк С.; Леманн, Йоханнес (2006), «Двойная воронка деревьев: стеблевой поток и преимущественный поток, вызванный корнями» , Écoscience , 13 (3): 324–333, Bibcode : 2006Ecosc..13..324J , doi : 10.2980/i1195-6860-13-3-324.1 , S2CID 10931068
^ Отложение и выщелачивание почвы в насаждениях ели европейской и бука европейского: результаты исследования Хёгльвальда в сравнении с другими европейскими тематическим исследованиями.

[1] Уильямс, Мэтью Б. (2004), Исследование вклада стволового стока в гидрологию лесного водосбора (PDF) , том. Диссертация, Саутгемптонский университет

[2] Крокфорд, Р.Х.; Ричардсон, Д.П. (1990), «Распределение осадков в эвкалиптовом лесу и сосновой плантации на юго-востоке Австралии: II Стволовой сток и факторы, влияющие на стеблевой сток в сухом склерофилловом эвкалиптовом лесу и на плантации Pinus radiata », Hydroological Processes , 4 (2): 145 –155, Bibcode : 1990HyPr....4..145C , doi : 10.1002/hyp.3360040205

[AndréJonard2008-3] Андре, Фредерик; Жонар, Матье; Понетт, Квентин (2008). «Влияние видов и характеристик дождей на объем стеблевого стока в смешанном дубово-буковом насаждении умеренного пояса». Гидрологические процессы . 22 (22): 4455–4466. Бибкод : 2008HyPr...22.4455A . дои : 10.1002/hyp.7048 . ISSN 0885-6087 . S2CID 128756723 .

[ecoscience-4] Jump up to: ^а ^б Джонсон, Марк С.; Леманн, Йоханнес (2006), «Двойная воронка деревьев: стеблевой поток и преимущественный поток, вызванный корнями» , Écoscience , 13 (3): 324–333, Bibcode : 2006Ecosc..13..324J , doi : 10.2980/i1195-6860-13-3-324.1 , S2CID 10931068

[DOI_10.1023/A:1015846906956-5] Отложение и выщелачивание почвы в насаждениях ели европейской и бука европейского: результаты исследования Хёгльвальда в сравнении с другими европейскими тематическим исследованиями.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]