室內(nèi)模擬降雨對(duì)蒙古櫟和紅松凋落物床層飽和含水率的影響

張運(yùn)林，孫 萍，滿子源

（1.貴州師范學(xué)院 生物科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550018；2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

林火預(yù)測預(yù)報(bào)是通過測定和計(jì)算一些自然（雷擊火）和人為（燒荒、煙頭、燒紙）等因素，結(jié)合氣象條件及林內(nèi)可燃物干燥程度等指標(biāo)來判斷森林可燃物被引燃的概率和發(fā)生森林火災(zāi)后的一系列火行為指標(biāo)[3]，不僅是林火管理的重要手段，也是森林防火工作從傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ较颥F(xiàn)代化集約管理的重要技術(shù)防范。其中森林可燃物是林火的載體，是林火預(yù)測預(yù)報(bào)研究的核心，做好林火預(yù)測預(yù)報(bào)的首要任務(wù)就是做好可燃物含水率預(yù)測[4-8]。

可燃物含水率表示其內(nèi)部水分含量的多少，直接決定了其燃燒的可能性和發(fā)生火災(zāi)后的一系列火行為[1,9-10]。當(dāng)可燃物含水率較高時(shí)，特別是地表細(xì)小死可燃物含水率超過35%時(shí)，幾乎不可能被引燃，森林火災(zāi)等級(jí)低，很難發(fā)生森林火災(zāi)[11]。當(dāng)?shù)乇砑?xì)小死可燃物含水率較低時(shí)，不僅提高了森林火災(zāi)發(fā)生概率，而且能夠顯著增加林火蔓延速率，增大撲救難度。

地表細(xì)小死可燃物包括森林內(nèi)凋落至地表沒有分解的葉片、球果和花片等，其中喬木凋落物占絕大多數(shù)。凋落物床層含水率的動(dòng)態(tài)變化主要受自身理化性質(zhì)及可以反映天氣干燥程度的環(huán)境因子作用[12]，掌握其變化情況，就能及時(shí)掌握林火發(fā)生的可能性及規(guī)律，是進(jìn)行林火預(yù)測預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。例如當(dāng)葉片床層含水率預(yù)測值低于實(shí)測值3%～4%時(shí)，就會(huì)給美國國家火險(xiǎn)等級(jí)系統(tǒng)（National fire danger rating system, NFDRS）中點(diǎn)燃組件（Ignition component, IC）造成100%的誤差[7]，因此構(gòu)建準(zhǔn)確率高的含水率預(yù)測模型，能夠顯著提高火險(xiǎn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。不同類型的葉片與外界水汽交換不同，蠟質(zhì)和木質(zhì)素成分含量不同的葉片，其含水率變化速率和最大含水率值都不同[13]，對(duì)于特定森林凋落物，都需要構(gòu)建適合的含水率動(dòng)態(tài)變化預(yù)測模型。

凋落物床層含水率變化主要受氣象因子（空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、降雨）和地形條件的影響[14-19]。降雨作為重要的一個(gè)氣象因子，起到十分重要的作用。降雨能夠增加凋落物床層含水率，對(duì)其動(dòng)態(tài)變化有極顯著影響。降雨量≤1 mm時(shí)，對(duì)床層含水率變化造成的影響微乎其微，幾乎不會(huì)左右森林火災(zāi)發(fā)生與否；降雨量為1～5 mm時(shí)，會(huì)在一定程度上降低林火發(fā)生概率；當(dāng)降雨量超過5 mm時(shí)，床層含水率顯著增加，幾乎不可能被引燃，發(fā)生火災(zāi)概率極低[20]。但是，由于降雨的不確定性增加了研究難度，因此關(guān)于單獨(dú)降雨對(duì)含水率動(dòng)態(tài)變化的影響研究還較少，大部分都是結(jié)合其他氣象要素進(jìn)行分析。Wagner[21]通過實(shí)驗(yàn)研究得到葉片床層含水率能夠達(dá)到最大飽和含水率的400%，將其放置在陰涼處大約2 h，其含水率減少了63%；Pech[22]分析了在不同降雨持續(xù)時(shí)間下，不同初始含水率的地衣床層達(dá)到飽和的時(shí)間及床層含水率變化情況；Martinell[23]分別為不同降雨區(qū)間提供了各自床層含水率變化公式；馬壯[24]分析了凋落物床層含水率在不同降雨量、床層結(jié)構(gòu)和初始含水率時(shí)床層含水率變化情況。上述研究大部分都是定性分析，并沒有得到單獨(dú)降雨對(duì)凋落物床層含水率變化的情況，特別是降雨后床層飽和含水率模型的構(gòu)建。床層結(jié)構(gòu)對(duì)其含水率變化影響也十分顯著，因此選擇特定凋落物類型和不同結(jié)構(gòu)的床層，在不同降雨量和床層初始含水率梯度下，系統(tǒng)分析降雨對(duì)凋落物床層含水率變化的影響，并建立相應(yīng)的預(yù)測模型，對(duì)于理解降雨后床層含水率變化機(jī)理，得到含水率預(yù)測過程中關(guān)鍵參數(shù)預(yù)測模型，對(duì)含水率預(yù)測和提高預(yù)測精度有重要意義。

蒙古櫟Quercus mongolica和紅松Pinus koraiensis是我國黑龍江省溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)中主要樹種，一旦發(fā)生森林火災(zāi)會(huì)造成很大損失[25-27]。選擇蒙古櫟和紅松凋落物為研究對(duì)象，設(shè)置與野外結(jié)構(gòu)相似的不同密實(shí)度和初始含水率床層，研究在不同降雨量時(shí)凋落物床層含水率變化情況，分析降雨量、床層初始含水率和密實(shí)度對(duì)床層飽和含水率的影響，選擇合適預(yù)測因子，建立2種凋落物床層雨后飽和含水率預(yù)測模型，對(duì)于凋落物含水率預(yù)測研究和火險(xiǎn)預(yù)警有重要意義。

1 材料與方法

研究區(qū)位于黑龍江省哈爾濱市帽兒山實(shí)驗(yàn)林場（127°34′～127°40′E，45°24′～45°33′N）。南北長約30 km，東西為26 km，總占地面積約為26 000 hm2。森林覆蓋率為85%，森林蓄積量達(dá)到205萬hm2。研究區(qū)屬于長白山植物區(qū)系，主要是由地帶性頂級(jí)植被闊葉紅松被人為干擾后遭到破壞形成的比較典型的東北天然次生林。喬木主要為蒙古櫟、山楊Poplus dividiana、紅松、白樺Betula platyphylla等。

2017年春季防火期，在帽兒山實(shí)驗(yàn)林場蒙古櫟和紅松林中采集前一年的凋落物。蒙古櫟和紅松林分信息如表1所示。采集的凋落物結(jié)構(gòu)要保持完整。

表1 林分信息Table 1 Information of the forest stand

1.1 凋落物床層的準(zhǔn)備

室內(nèi)模擬降雨對(duì)蒙古櫟和紅松凋落物床層含水率動(dòng)態(tài)變化的影響必須提前制備好床層，保證床層結(jié)構(gòu)與野外結(jié)構(gòu)相似。床層準(zhǔn)備主要包括床層密實(shí)度和初始含水率。

1.1.1 床層密實(shí)度

為保證降雨模擬實(shí)驗(yàn)中蒙古櫟和紅松凋落物床層與野外自然條件保持一致，需要調(diào)查蒙古櫟和紅松凋落物床層的高度和密實(shí)度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)蒙古櫟床層密實(shí)度的最小、平均和最大值分別為0.009 2、0.013 8和0.018 4；紅松床層密實(shí)度的最小、平均和最大值分別為0.015 8、0.023 6和0.031 5。因此床層密實(shí)度設(shè)置3個(gè)梯度。

凋落物床層密實(shí)度表示床層內(nèi)單獨(dú)凋落物之間的緊密程度，是凋落物床層體積密度與其顆粒密度的比值。具體計(jì)算公式如式（1）所示，其中體積密度是凋落物床層質(zhì)量與體積的比值，凋落物顆粒密度為固定值，蒙古櫟和紅松凋落物顆粒密度分別為544.5和316.5 kg·m-3[28-29]，由于降雨會(huì)使鐵制品產(chǎn)生鐵銹，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)影響床層質(zhì)量，因此本實(shí)驗(yàn)選擇長寬高分別為16、16和2 cm的塑料網(wǎng)框裝凋落物，床層體積為0.51×10-3m3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)中設(shè)定的密實(shí)度梯度、床層體積及蒙古櫟、紅松凋落物的體積密度，得到對(duì)應(yīng)密實(shí)度的體積和凋落物質(zhì)量（表2）。

式中：β為凋落物床層密實(shí)度，無量綱；ρb為凋落物床層體積密度；ρp為凋落物顆粒密度。

1.1.2 初始含水率

降雨對(duì)床層含水率動(dòng)態(tài)變化的影響受床層初始含水率的作用，因此實(shí)驗(yàn)中需要設(shè)置不同的床層初始含水率進(jìn)行定量分析?？紤]到室內(nèi)模擬降雨條件下，若選擇絕干凋落物進(jìn)行試驗(yàn)，床層含水率會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速增加，影響試驗(yàn)結(jié)果。因此本研究中凋落物床層初始含水率梯度為5%、15%、25%、35%和50%。

表2 不同密實(shí)度梯度凋落物對(duì)應(yīng)的質(zhì)量Table 2 Qualities corresponding to the different compactness values of the litter bed

每個(gè)初始含水率梯度的凋落物床層需要提前制備。將凋落物床層放入烘箱中，在105 ℃下烘干至其質(zhì)量不在變化為止，記為干質(zhì)量Wd，并將烘干后的凋落物全部平鋪在地面。根據(jù)含水率計(jì)算公式（2）得到所需床層初始含水率時(shí)的濕質(zhì)量，并記為Wh，則Wh-Wd為需要增加的水分，將需要的水分均勻快速地噴灑在凋落物上，并將其放入封口袋中放置24 h，使凋落物將水分完全吸收。每次模擬床層降雨實(shí)驗(yàn)前，將制備好的凋落物床層單獨(dú)取一個(gè)凋落物，利用快速水分測定儀檢驗(yàn)是否為要求的含水率。

式中：M為凋落物床層含水率；Wh為凋落物床層濕質(zhì)量；Wd為凋落物床層干質(zhì)量。

1.2 降 雨

本研究設(shè)置4個(gè)降雨梯度，分別為2、4、10和16 mm，表示不同降雨強(qiáng)度。

1.2.1 模擬凋落物床層

對(duì)于降雨模擬實(shí)驗(yàn)，選擇無頂蓋長寬高分別為16、16和2 cm的塑料筐為裝不同密實(shí)度的凋落物床層（圖1）。

圖1 凋落物床層框示意Fig.1 Diagram of the fuel bed

下層凋落物含水率對(duì)上層凋落物含水率的影響十分顯著，在野外實(shí)際情況中，林分內(nèi)地表可燃物從上至下依次為凋落物、半腐殖質(zhì)、腐殖質(zhì)和土壤。為更接近自然條件，選擇長寬高分別為42、28和18 cm的種植藍(lán)模擬地表層，依次從上到下放置與野外狀態(tài)高度相同的土壤、腐殖質(zhì)和半腐殖質(zhì)，并將圖1凋落物床層置于其中，在其附近放置相同含水率的凋落物（圖2）。

1.2.2 降雨模擬試驗(yàn)

選擇美國農(nóng)業(yè)部和美國土壤侵蝕所共同研制的降雨模擬器在室內(nèi)模擬降雨，其原理是通過使用振蕩式原理人工模擬自然條件下的降雨情況。研究人員能夠通過專門的降雨強(qiáng)度模塊，控制不同要求的降雨，人工模擬不同降雨強(qiáng)度。

在相同凋落物床層初始含水率、密實(shí)度和降雨量配比下進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，其中床層初始含水率設(shè)置5個(gè)梯度，床層密實(shí)度設(shè)置3個(gè)梯度，降雨量設(shè)置4個(gè)梯度，共進(jìn)行180次試驗(yàn)。相同配比時(shí)，將3個(gè)種植藍(lán)置于降雨模擬器下進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)（圖3），每隔10 min稱量一次塑料筐及松針質(zhì)量。在稱量時(shí)需要將塑料筐上的水分擦干，記錄試驗(yàn)整個(gè)過程中的溫濕度。

圖2 模擬凋落物床層Fig.2 Simulated field fuel bed

圖3 試驗(yàn)示意Fig.3 Diagram of the experimental apparatus

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 實(shí)驗(yàn)基本統(tǒng)計(jì)

利用軟件統(tǒng)計(jì)每次降雨模擬實(shí)驗(yàn)中的空氣溫度和相對(duì)濕度。以床層密實(shí)度、初始含水率和降雨量作為分類條件，稱量次數(shù)為橫坐標(biāo)，3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的凋落物含水率的平均值為縱坐標(biāo)，使用繪圖軟件繪制2種凋落物床層含水率隨時(shí)間變化的吸水情況。

1.3.2 方差分析

利用Statistica10.0軟件中方差分析法（ANOVA test）分析初始含水率、密實(shí)度和降雨量對(duì)2種凋落物床層飽和含水率的影響。

1.3.3 影響因子分析

根據(jù)方差分析得到對(duì)凋落物床層飽和含水率的影響因子。若所有因子都有顯著影響，選擇其中兩個(gè)因素為分類條件，分析剩余因子對(duì)飽和含水率的影響。例如，分析降雨量對(duì)飽和含水率的影響，以床層初始含水率和密實(shí)度梯度為分類條件，以降雨量梯度為橫坐標(biāo)、飽和含水率為縱坐標(biāo)繪制帶標(biāo)準(zhǔn)差的柱狀圖，進(jìn)而分析降雨對(duì)飽和含水率的影響。其他剩余兩種因素的分析同降雨量。

若只有一個(gè)因素對(duì)床層飽和含水率沒有顯著影響，則以該因素為分類條件分析其對(duì)飽和含水率的影響就沒有意義。因此計(jì)算剩余兩個(gè)影響因素配比下，無影響因素梯度時(shí)飽和含水率的平均值作為剩余兩個(gè)影響因素配比下的飽和含水率。以其中一個(gè)影響因素為分類條件，以另一個(gè)影響因素梯度為橫坐標(biāo)、飽和含水率為縱坐標(biāo)繪制帶標(biāo)準(zhǔn)差的柱狀圖，進(jìn)而分析其對(duì)飽和含水率的影響，另一個(gè)影響因素方法相同。

若只有一個(gè)影響因素有顯著影響，則計(jì)算該影響因素梯度下所有飽和含水率的平均值作為該影響因素梯度時(shí)的飽和含水率。以該影響因素梯度為橫坐標(biāo)、飽和含水率為縱坐標(biāo)繪制帶標(biāo)準(zhǔn)差的柱狀圖，分析其對(duì)飽和含水率的影響。

1.3.4 飽和含水率預(yù)測模型

根據(jù)方差分析，不論是蒙古櫟還是紅松凋落物床層都是床層密實(shí)度和降雨量對(duì)飽和含水率有顯著影響。計(jì)算床層密實(shí)度和降雨量配比下3個(gè)床層初始含水率梯度時(shí)的飽和含水率的平均值作為密實(shí)度和降雨量配比下的飽和含水率。以床層密實(shí)度為分類條件，根據(jù)飽和含水率隨降雨量的變化情況，選擇合適方程形式（Ms=a×R+b、Ms=a×exp(bR)、Ms=a+exp(bR)，其中：Ms為飽和含水率；R為降雨量；a和b為模型參數(shù)）建立飽和含水率預(yù)測模型，選擇平均絕對(duì)誤差（MAE）最小的為最優(yōu)模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)基本情況分析

表3給出了室內(nèi)模擬降雨試驗(yàn)過程中溫濕度的基本情況。由表3可以看出，試驗(yàn)溫度差和相對(duì)濕度的均值分別為2.21 ℃和6.5%，75%分位數(shù)值超過平均值的次數(shù)不多。因此可以認(rèn)為每次試驗(yàn)中床層吸水系數(shù)值穩(wěn)定。

表3 試驗(yàn)基本情況統(tǒng)計(jì)Table 3 Basic information of experimental environment

2.2 凋落物床層含水率動(dòng)態(tài)變化

兩種凋落物床層在降雨條件下，其床層含水率隨著時(shí)間推移呈對(duì)數(shù)形式增加，到達(dá)飽和含水率后停止上升，床層飽和含水率隨降雨量的增加而增大；隨著床層密實(shí)度的增加，凋落物床層含水率達(dá)到飽和的時(shí)間也增加（圖4）。對(duì)于蒙古櫟闊葉床層，床層密實(shí)度為0.092 0、0.013 8和0.018 4時(shí)，床層達(dá)到飽和含水率時(shí)需要的最長時(shí)間分別為0.89、1.00和1.72 h；不同降雨量時(shí)床層吸水速率不同，隨著降雨量的增加，床層吸水速率也增大；隨著蒙古櫟闊葉床層密實(shí)度的增加，降雨量為16 mm時(shí)，床層達(dá)到飽和含水率和其他降雨量時(shí)分界線增大。對(duì)于紅松針葉床層，床層密實(shí)度分別為0.015 8、0.023 6、0.031 5時(shí)，其達(dá)到飽和含水率需要最長時(shí)間分別為1.06、1.28和2.06 h；降雨量為2、4和10 mm時(shí)，床層達(dá)到飽和含水率的差別不大，且隨著床層密實(shí)度的增加，這種差別越來越小。蒙古櫟闊葉床層比紅松針葉床層更容易達(dá)到飽和，且其床層飽和含水率要高于紅松針葉床層的飽和含水率。

圖4 凋落物床層的吸水過程Fig.4 Absorbing process of litter beds

2.3 飽和含水率

2.3.1 方差分析

蒙古櫟和紅松凋落物床層飽和含水率均受降雨量和床層密實(shí)度的影響顯著，床層初始含水率對(duì)飽和含水率沒有顯著影響（表4）。

2.3.2 床層密實(shí)度對(duì)飽和含水率的影響

由于初始含水率對(duì)飽和含水率沒有顯著影響，因此以其為分類條件分析其對(duì)飽和含水率的影響就沒有意義。每個(gè)密實(shí)度和降雨量配比下有5個(gè)初始含水率梯度，計(jì)算其平均值作為該配比下的飽和含水率。因此共有12個(gè)配比。

以降雨量為分類條件分析蒙古櫟和紅松凋落物床層密實(shí)度對(duì)飽和含水率的影響。對(duì)于蒙古櫟凋落物，當(dāng)降雨量為2 mm和4 mm時(shí)，飽和含水率隨密實(shí)度增加顯著下降；當(dāng)降雨量為10 mm時(shí)，飽和含水率雖然有下降趨勢，但差異不顯著；當(dāng)降雨量為16 mm時(shí)，飽和含水率隨密實(shí)度的增加呈先下降后增加的趨勢。對(duì)于紅松凋落物，不論降雨量如何改變，床層密實(shí)度從0.015 8增加至0.023 6時(shí)，飽和含水率都沒有顯著改變，只有當(dāng)密實(shí)度增加至0.031 5時(shí)，飽和含水率出現(xiàn)顯著改變（圖5）。

表4 方差分析Table 4 Variance analysis

圖5 飽和含水率隨密實(shí)度動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamics of saturated moisture content with litter bed compactness

2.3.3 降雨量對(duì)飽和含水率的影響

以密實(shí)度為分類條件，分析降雨量對(duì)飽和含水率的影響。從圖6可以看出，對(duì)于蒙古櫟凋落物床層，當(dāng)密實(shí)度為0.009 2時(shí)，相鄰降雨量梯度時(shí)的飽和含水率沒有顯著增加，其余密實(shí)度梯度下飽和含水率都是隨著降雨量增加顯著增加。對(duì)于紅松凋落物，當(dāng)密實(shí)度為0.015 8和0.023 6時(shí)，飽和含水率隨降雨量增加顯著增加；當(dāng)密實(shí)度為0.315時(shí)，低降雨量對(duì)其飽和含水率的影響不顯著。

2.3.4 飽和含水率預(yù)測模型

以床層密實(shí)度為分類條件，飽和含水率隨降雨量呈指數(shù)變化。最優(yōu)模型為Ms=a×exp(bR)，模型參數(shù)和誤差如表5所示。所有密實(shí)度條件下，飽和含水率預(yù)測模型的平均絕對(duì)誤差均在可接受范圍內(nèi)。

3 結(jié)論與討論

在本研究條件下，蒙古櫟和紅松凋落物飽和含水率均值分別為372%和332%。通過對(duì)2種凋落物類型飽和含水率進(jìn)行t檢驗(yàn)，得到P＜0.01，表明本研究中蒙古櫟飽和含水率顯著高于紅松飽和含水率。這并不能說明單獨(dú)蒙古櫟葉片的飽和含水率高于紅松，凋落物含水率主要是由葉片自由水和結(jié)合水組成[30]，可能與床層密實(shí)度設(shè)置梯度有關(guān)系。Pech等人[22]研究認(rèn)為松針床層飽和含水率最大值為250%，本研究遠(yuǎn)高于該值，這可能是凋落物床層密實(shí)度區(qū)間不同導(dǎo)致。

密實(shí)度對(duì)2種凋落物飽和含水率均有極顯著影響，這主要是由于密實(shí)度影響凋落物床層對(duì)雨水的截留和凋落物之間的水汽交換[31-32]。隨著密實(shí)度的增加，凋落物床層的截留作用增加，雖然阻礙下層凋落物接收水分，但卻增加了凋落物之間的水汽交換，因此密實(shí)度對(duì)飽和含水率的影響有雙重性。蒙古櫟和紅松在不同降雨量時(shí)，床層密實(shí)度對(duì)飽和含水率的影響不同，表明密實(shí)度對(duì)飽和含水率的影響還受降雨量的影響，這可能是由于相同密實(shí)度時(shí)，隨著降雨量的增加，凋落物床層截留作用會(huì)下降。對(duì)于蒙古櫟凋落物，當(dāng)降雨量較低時(shí)，隨著密實(shí)度的增加，截留作用明顯高于水汽交換，因此隨著密實(shí)度增加而飽和含水率下降，當(dāng)降雨量為16 mm時(shí)，隨著密實(shí)度的增加，出現(xiàn)雙重性交匯，因此飽和含水率會(huì)先下降后增加。紅松凋落物結(jié)果與蒙古櫟不同，主要是由于密實(shí)度區(qū)間設(shè)置不同所致。

圖6 飽和含水率隨降雨量動(dòng)態(tài)變化Fig.6 Dynamic of saturated moisture content with rainfall

表5 預(yù)測模型參數(shù)Table 5 Parameters of the prediction model

當(dāng)紅松密實(shí)度為0.031 5時(shí)，飽和含水率隨降雨量增加沒有顯著改變，而其他密實(shí)度時(shí)，飽和含水率隨降雨顯著增加，這種情況也印證了之前的猜想。當(dāng)密實(shí)度固定時(shí)，凋落物之間的水汽交換不變，隨著降雨量的增加，截留作用下降，飽和含水率增加。當(dāng)床層密實(shí)度特別大（0.031 5）時(shí)，低降雨量無法降低截留作用，因此降雨量從2 mm增加至10 mm時(shí)飽和含水率變化不顯著，當(dāng)降雨量增加至16 mm時(shí)，截留作用下降，飽和含水率顯著增加。

本研究建立了降雨條件下蒙古櫟和紅松不同凋落物床層結(jié)構(gòu)飽和含水率的預(yù)測模型， 平均絕對(duì)誤差（MAE）均在可接受范圍內(nèi)。根據(jù)降雨量和床層密實(shí)度，即可得到飽和含水率，對(duì)于雨后含水率預(yù)測和火險(xiǎn)預(yù)警研究具有重要意義。

蒙古櫟和紅松凋落物床層含水率隨降雨的增大呈指數(shù)增加，蒙古櫟床層更容易達(dá)到飽和，且飽和含水率要顯著高于紅松。床層密實(shí)度和降雨量對(duì)飽和含水率有顯著影響，床層初始含水率對(duì)其沒有影響。當(dāng)密實(shí)度過高或過低時(shí)，隨著降雨量的改變，床層密實(shí)度也沒有顯著變化；當(dāng)密實(shí)度適中時(shí)，床層飽和含水率隨降雨量改變發(fā)生顯著變化。凋落物床層密實(shí)度不同時(shí)，兩個(gè)凋落物床層飽和含水率預(yù)測模型形式相同，表明針葉和闊葉床層含水率變化對(duì)降雨的響應(yīng)可能是相同的。

本研究室內(nèi)模擬降雨條件下2種凋落物床層含水率變化情況，但由于室內(nèi)研究的局限性，室內(nèi)構(gòu)建的凋落物床層與野外實(shí)際床層有一定差別，可能會(huì)導(dǎo)致一定誤差。此外，凋落物下層土壤含水量、結(jié)構(gòu)等對(duì)凋落物含水量有顯著影響，特別是通透性差的土壤結(jié)構(gòu)，持續(xù)降雨時(shí)，下層凋落物可能會(huì)被完全浸泡，而浸泡和降雨對(duì)凋落物床層含水率變化的影響是不同的[33-40]，因此凋落物下層土壤結(jié)構(gòu)對(duì)其含水率的影響也十分重要。在今后的研究中，不僅應(yīng)該增加下層凋落物不同土壤結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該考慮降雨對(duì)凋落物含水率影響的微觀機(jī)理，對(duì)于理解降雨對(duì)飽和含水率的變化有很大幫助。