1. 研究目的与意义
土壤侵蚀是危及人类生存与发展最严重的环境问题之一，预测土壤侵蚀量对有针对性地开展防治十分必要。森林是具有一定的防止土壤侵蚀的功能，但并不是有了森林土壤侵蚀有不会发生。有研究表明通过退耕还林工程恢复了森林的地区，土壤侵蚀量并没有得到大范围的减少。这是由于林地的土壤侵蚀具有其特殊性，森林的冠层、地面的草本植物、枯落物及根系等都会对土壤侵蚀产生影响。降雨是土壤侵蚀产生的主要外营力，森林冠层对降雨起到再分配的作用。但是什么样的冠型或者什么样的树种搭配会起到最佳的减少降雨侵蚀力的作用，怎样的森林结构能够起到最大的防止土壤侵蚀的作用，诸如此类的研究主要集中在定性研究方面，定量研究较少。
本项目研究区位于中山植物园西侧，相对人为活动影响较小。乔木层以次生麻栎（quercus acutissima）为主，夹杂零星马尾松（pinus massoniana）,灌木层主要有中华石楠（photinia beauverdiana c.k.schneid.）、枫香(liquidambar formosana hance)、白檀（symplocos paniculata (thunb.)miq.）、狭叶山胡椒（lindera angustifolia cheng）、小叶石楠（photinia parvifolia(pritz.)schneid.）等；草本层主要有爬山虎（parthenocissus tricuspidata）、金银花（lonicera japonica）、络石（trachelospermum jasminoides(lindl.)lem.）、山莓（rubus corchorifolius l.f.）、鸡矢藤、求米草、芒等；林下枯落物厚为4~6cm。所以选取代表性树种麻栎、马尾松为研究对象。
本项目通过对研究区马尾松和麻栎林地林内外降雨量、郁闭度、叶面积指数和土壤侵蚀量的观测，分析不同森林结构对林内降雨侵蚀力的影响，为林地土壤侵蚀预测提供科学依据。
2. 国内外研究现状分析
森林冠层往往是复层结构，常有乔木层、灌木层和草层，以往研究较多的是冠层截留作用。对于林地土壤侵蚀，林冠截留的研究意义不大。一方面由于冠层截留的绝对量不大，以非侵蚀性降雨为主；另一方面，降雨在冠层汇成较大雨滴，雨滴粒径增加，可能增大单个雨滴对土壤的破坏作用。而林冠的截留作用更多的是体现在水文意义上。因此，对于林地土壤侵蚀，应该把通过林冠的穿透雨或林内雨作为侵蚀的主要因素来进行研究。穿透雨是导致林地土壤侵蚀的动力因素，降雨侵蚀力反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力，准确计算林内雨侵蚀力是定量预报土壤流失的重要环节。薛建辉等研究了3种亚高山森林群落林冠截留量及穿透雨量与降雨量的关系，并计算出各森林群落内穿透雨量占降雨量的百分比，建立了3种群落类型的穿透雨量、林冠截留量与大气降雨量之间的回归模型，用于定量评价该地区亚高山森林的生态水文效应；卫正新等研究了不同林地的林冠截留降雨特征，得出不同林分降水的分布不同，并得出在郁闭度大致相同的情况下，林冠截留主要受叶面积指数的影响，而茎流量主要与枝叶性质及树皮性质有关；吴发启等人对黄土高原南部缓坡耕地降雨量与土壤侵蚀量的回归分析结果表明，次降雨量与土壤侵蚀量成Ms＝apb，且b>1函数关系(Ms为侵蚀量，p为降雨量，a、b为常数)；当分不同侵蚀强度级进行分析时,降雨量与土壤侵蚀的关系是Ms＝apb，且0＜b＜1；万廷朝对黄丘五副区的研究结果表明,降雨量与土壤侵蚀的关系遵守Ms＝a bp，且b>0的线性变化规律；林昌虎在贵州砂页岩山地上研究降雨量与土壤侵蚀量的关系时发现，在地面覆盖度较低的情况下，降雨量与土壤侵蚀量也星线性关系；同时也指出，在植被覆盖度较高的情况下，降雨量与土壤侵蚀无显著关系。国外很多研究者也做了大量相关的研究，C.T.Tsiko等测量了萨凡纳草原生态系统中的地表植物以及林冠的截留量，并指出地表植物和林冠截留量与水文模型以及水资源管理有关；Takami Saito等指出林冠截留量随着降雨强度的增大而增大，且截留量比蒸发量大的结论；美国学者Wischmeier等证实了降雨侵蚀与能量密切相关，发现降雨总动能与最大30min雨强的乘积EI30与土壤流失量关系最好，之后提出降雨侵蚀指数的概念。
林冠的水土保持功能主要决定于它的结构（包括水平结构和立体结构）对降雨的影响。水平结构主要是指林分郁闭度或植被覆盖度，但是单一的植被覆盖度指标不能完全反映植被水土保持功能的差异。有研究表明，植被叶面积指数（LAI）与土壤侵蚀量有很好的相关性。也有研究提出了结构化植被因子指数，认为其是准确评价植被在土壤侵蚀中的作用的一种理想化指数，但是没有做出定量评价。还有很多研究者利用LAI反演土壤预测方程中的植被覆盖管理措施因子。更有研究者认为LAI可以表征枯落物层和地下生物量的多少。由于林内降雨空间分布不均匀，在进行林地土壤侵蚀预测时降雨侵蚀力的空间插值也是一个重要问题。但是，目前为止没有确定的结构化植被因子指数。
3. 研究的基本内容与计划
内容：本项目拟结合表征森林立体结构的lai和表征森林水平结构的郁闭度，研究它们对林内降雨量及降雨侵蚀力的影响，提出结构化植被因子指数，从而准确评价森林结构对林地降雨侵蚀力的影响，为林地土壤侵蚀预测提供依据。
计划：第1-5周数据搜集与整理
第6-10周论文撰写与修改
4. 研究创新点
选取表征森林立体结构的叶面积指数和表征森林平面布局的郁闭度作为研究目标，研究其对林内降雨侵蚀力的影响，提出影响林地土壤侵蚀的综合化植被指数的概念，为林地土壤侵蚀的定量研究提供科学依据。
