Modelling Wetland Growing Season Rainfall Interception Losses Based on Maximum Canopy Storage Measurements
Abstrakt
This study estimates rainfall interception losses from natural wetland ecosystems based on maximum canopy storage measurements. Rainfall interception losses play an important role in water balance, which is crucial in wetlands, and has not yet been thoroughly studied in relation to this type of ecosystem. Maximum canopy storage was measured using the weight method. Based on these measurements, daily values of interception losses were estimated and then used to calculate long-term interception losses based on precipitation and potential evapotranspiration data for the 1971–2015 period. Depending mainly on the number of days with precipitation, the results show that total interception losses for the growing season as well as monthly interception losses are around 13% of gross rainfall. This value is similar to the values observed for some forests. Hence, interception losses should not be disregarded in hydrologic models of wetlands, especially because data trends in meteorological conditions (mainly number of days with precipitation) show that interception losses will increase in the future if those trends stay the same.
Cytowania
-
1 1
CrossRef
-
0
Web of Science
-
1 6
Scopus
Autorzy (5)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
Water
nr 10,
wydanie 1,
strony 1 - 16,
ISSN: 2073-4441 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2018
- Opis bibliograficzny:
- Ciężkowski W., Berezowski T., Kleniewska M., Szporak-Wasilewska S., Chormański J.: Modelling Wetland Growing Season Rainfall Interception Losses Based on Maximum Canopy Storage Measurements// Water. -Vol. 10, iss. 1 (2018), s.1-16
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/w10010041
- Bibliografia: test
-
- Wood, M.K.; Jones, T.L.; Vera-Cruz, M.T. Rainfall interception by selected plants in the Chihuahuan desert. J. Range Manag. 1998, 51, 91-96. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Van Dijk, A.; Bruijnzeel, L.A. Modelling rainfall interception by vegetation of variable density using an adapted analytical model. Part 1. Model description. J. Hydrol. 2001, 247, 230-238. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Muzylo, A.; Llorens, P.; Valente, F.; Keizer, J.J.; Domingo, F.; Gash, J.H.C. A review of rainfall interception modelling. J. Hydrol. 2009, 370, 191-206. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Campbell, C.L.; Madden, L.V. Introduction to Plant Disease Epidemiology; otwiera się w nowej karcie
- Bradley, D.J.; Gilbert, G.S.; Parker, I.M. Susceptibility of clover species to fungal infection: The interaction of leaf surface traits and environment. Am. J. Bot. 2003, 90, 857-864. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
- Brueggemann, E.; Spindler, G. Wet and dry deposition of sulphur at the site melpitz in East Germany-In memorium dedicated to wolfgang rolle. Water Air Soil Pollut. 1999, 109, 81-99. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wesely, M.L.; Sisterson, D.L.; Jastrow, J.D. Observations of the chemical-properties of dew on vegetation that affect the dry deposition of SO 2 . J. Geophys. Res. Atmos. 1990, 95, 7501-7514. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Brewer, C.A.; Smith, W.K. Patterns of leaf surface wetness for montane and subalpine plants. Plant Cell Environ. 1997, 20, 1-11. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Hanba, Y.T.; Moriya, A.; Kimura, K. Effect of leaf surface wetness and wettability on photosynthesis in bean and pea. Plant Cell Environ. 2004, 27, 413-421. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Savenije, H.H.G. The importance of interception and why we should delete the term evapotranspiration from our vocabulary. Hydrol. Process. 2004, 18, 1507-1511. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Grayson, R.B.; Moore, I.D.; McMahon, T.A. Physically based hydrologic modeling: 1. A terrain-based model for investigative purposes. Water Resour. Res. 1992, 28, 2639-2658. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Garrote, L.; Bras, R.L. A distributed model for real-time flood forecasting using digital elevation models. J. Hydrol. 1995, 167, 279-306. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Reggiani, P.; Rientjes, T.H.M. Flux parameterization in the representative elementary watershed approach: Application to a natural basin. Water Resour. Res. 2005, 41, 18. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Liu, Z.Y.; Todini, E. Towards a comprehensive physically-based rainfall-runoff model. Hydrol. Earth Syst. Sci. 2002, 6, 859-881. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Beven, K.; Kirkby, M.J. A physically based, variable contributing area model of basin hydrology/un modèle à base physique de zone d'appel variable de l'hydrologie du bassin versant. Hydrol. Sci. J. 1979, 24, 43-69. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Abbot, M.; Bathurst, J.; Cunge, J.; O'Connell, P.; Rasmussen, J. An introduction to the European hydrologic system-systeme hydologique Europeen, "She", 1: History and philosophy of a physically based, distributed modelling system. J. Hydrol. 1990, 87, 45-59. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Liu, Y.; De Smedt, F. Wetspa extension, a gis-based hydrologic model for flood prediction and watershed management. Vrije Universiteit Brussel Belgium 2004, 1, e108.
- Grah, R.F.; Wilson, C.C. Some components of rainfall interception. J. For. 1944, 42, 890-898. otwiera się w nowej karcie
- Wohlfahrt, G.; Bianchi, K.; Cernusca, A. Leaf and stem maximum water storage capacity of herbaceous plants in a mountain meadow. J. Hydrol. 2006, 319, 383-390. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Yu, K.L.; Pypker, T.G.; Keim, R.F.; Chen, N.; Yang, Y.B.; Guo, S.Q.; Li, W.J.; Wang, G. Canopy rainfall storage capacity as affected by sub-alpine grassland degradation in the Qinghai-Tibetan Plateau, China. Hydrol. Process. 2012, 26, 3114-3123. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Thurow, T.L.; Blackburn, W.H.; Warren, S.D.; Taylor, C.A. Rainfall interception by midgrass, shortgrass, and live oak mottes. J. Range Manag. 1987, 40, 455-460. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Jetten, V.G. Interception of tropical rain forest: Performance of a canopy water balance model. Hydrol. Process. 1996, 10, 671-685. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Germer, S.; Elsenbeer, H.; Moraes, J.M. Throughfall and temporal trends of rainfall redistribution in an open tropical rainforest, south-western Amazonia (Rondonia, Brazil). Hydrol. Earth Syst. Sci. 2006, 10, 383-393. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Czikowsky, M.J.; Fitzjarrald, D.R. Detecting rainfall interception in an Amazonian rain forest with eddy flux measurements. J. Hydrol. 2009, 377, 92-105. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Holder, C.D. Rainfall interception and fog precipitation in a tropical montane cloud forest of Guatemala. For. Ecol. Manag. 2004, 190, 373-384. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Aboal, J.R.; Jimenez, M.S.; Morales, D.; Hernandez, J.M. Rainfall interception in laurel forest in the Canary Islands. Agric. For. Meteorol. 1999, 97, 73-86. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Dykes, A.P. Rainfall interception from a lowland tropical rainforest in Brunei. J. Hydrol. 1997, 200, 260-279. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Grelle, A.; Lundberg, A.; Lindroth, A.; Moren, A.S.; Cienciala, E. Evaporation components of a boreal forest: Variations during the growing season. J. Hydrol. 1997, 197, 70-87. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Shachnovich, Y.; Berliner, P.R.; Bar, P. Rainfall interception and spatial distribution of throughfall in a pine forest planted in an arid zone. J. Hydrol. 2008, 349, 168-177. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Sraj, M.; Brilly, M.; Mikos, M. Rainfall interception by two deciduous mediterranean forests of contrasting stature in Slovenia. Agric. For. Meteorol. 2008, 148, 121-134. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Dunkerley, D.L.; Booth, T.L. Plant canopy interception of rainfall and its significance in a banded landscape, arid western New South Wales, Australia. Water Resour. Res. 1999, 35, 1581-1586. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Tromble, J.M. Interception of rainfall by tarbush. J. Range Manag. 1983, 36, 525-526. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Kołodziej, J.; Liniewicz, K.; Bednarek, H. Intercepcja opadów atmosferycznych w łanach zbóż. Acta Agrophys. 2005, 6, 381-391. (In Polish)
- Rutter, A.J.; Robins, P.C.; Morton, A.J.; Kershaw, K.A. Predictive model of rainfall interception in forests. 1. Derivation of model from observations in a plantation of corsican pine. Agric. Meteorol. 1972, 9, 367-384. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Berezowski, T.; Chormański, J.; Kleniewska, M.; Szporak-Wasilewska, S. Towards rainfall interception capacity estimation using ALS LiDAR data. In Proceedings of the 2015 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), Milan, Italy, 26-31 July 2015; pp. 735-738. otwiera się w nowej karcie
- Suliga, J.; Chormanski, J.; Szporak-Wasilewska, S.; Kleniewska, M.; Berezowski, T.; van Griensven, A.; Verbeiren, B. Derivation from the Landsat 7 NDVI and ground truth validation of LAI and interception storage capacity for wetland ecosystems in Biebrza Valley, Poland. In Proceedings of the SPIE Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XVII, Toulouse, France, 22-24 September 2015. otwiera się w nowej karcie
- De Jong, S.M.; Jetten, V.G. Estimating spatial patterns of rainfall interception from remotely sensed vegetation indices and spectral mixture analysis. Int. J. Geogr. Inf. Sci. 2007, 21, 529-545. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Gomez, J.A.; Giraldez, J.V.; Fereres, E. Rainfall interception by olive trees in relation to leaf area. Agric. Water Manag. 2001, 49, 65-76. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Hoyningen-Huene, J.V. Die Interzeption des Niederschlages in Landwirtschaftlichen Pflanzenbeständen;
- Verbeiren, B.; Khanh Nguyen, H.; Wirion, C.; Batelaan, O. An earth observation based method to assess the influence of seasonal dynamics of canopy interception storage on the urban water balance. Belgeo 2016, 2016. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wirion, C.; Ho, K.N.; Bauwens, W.; Verbeiren, B. Using remote sensing to describe urban surface properties for improved hydrological modelling. In Proceedings of the 10th International Urban Drainage Modeling Conference, Quebec, QC, Canada, 20-23 September 2015. otwiera się w nowej karcie
- Górniak, A. Klimat i termika wód powierzchniowych kotliny biebrzańskiej. In Kotlina Biebrzańska i Biebrzański Park Narodowy: Aktualny Stan, Zagrożenia i Potrzeby Czynnej OchronyŚrodowiska; Ekonomia iŚrodowisko: Białystok, Poland, 2004. (In Polish)
- Kossowska-Cezak, U.; Olszewski, K.; Przybylska, G. Climate of the Biebrza Valley. Zesz. Probl. Postepow Nauk Rolniczych 1991, 372, 119-158. (In Polish) otwiera się w nowej karcie
- West, N.E.; Gifford, G.F. Rainfall interception by cool-desert shrubs. J. Range Manag. 1976, 29, 171-172. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Ignar, S.; Węglewska, A.; Szporak-Wasilewska, S.; Chormański, J. Spatial and temporal variability of the interception in the natural wetland valley, the lower Biebrza basin case study. Ann. Warsaw Univ. Life Sci.-SGGW Land Reclam. 2013, 45, 111-119. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Calder, I.R.; Hall, R.L.; Rosier, P.T.W.; Bastable, H.G.; Prasanna, K.T. Dependence of rainfall interception on drop size: 2. Experimental determination of the wetting functions and two-layer stochastic model parameters for five tropical tree species. J. Hydrol. 1996, 185, 379-388. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Szporak-Wasilewska, S.; Szatyłowicz, J.; Okruszko, T.; Ignar, S. Application of the surface energy balance system model (SEBS) for mapping evapotranspiration of extensively used river valley with wetland vegetation. Towards Horiz. 2013, 2020, 929-942.
- Allen, R.G.; Pereira, L.S.; Raes, D.; Smith, M. Crop evapotranspiration-guidelines for computing crop water requirements-FAO irrigation and drainage paper 56. FAO Rome 1998, 300, D05109. otwiera się w nowej karcie
- Gash, J.H.C. Analytical model of rainfall interception by forests. Q. J. R. Meteorol. Soc. 1979, 105, 43-55. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Kępińska-Kasprzak, M.; Mager, P. Thermal growing season in Poland calculated by two different methods. Ann. Warsaw Univ. Life Sci. Land Reclam. 2015, 47, 261-273. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- McLeod, A.I. Kendall Rank Correlation and Mann-Kendall Trend Test, Version 2.2; The R Foundation for Statistical Computing: Vienna, Austria, 2015.
- Monson, R.K.; Grant, M.C.; Jaeger, C.H.; Schoettle, A.W. Morphological causes for the retention of precipitation in the crowns of alpine plants. Environ. Exp. Bot. 1992, 32, 319-327. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Pypker, T.G.; Bond, B.J.; Link, T.E.; Marks, D.; Unsworth, M.H. The importance of canopy structure in controlling the interception loss of rainfall: Examples from a young and an old-growth douglas-fir forest. Agric. For. Meteorol. 2005, 130, 113-129. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Klaassen, W.; Bosveld, F.; de Water, E. Water storage and evaporation as constituents of rainfall interception. J. Hydrol. 1998, 212, 36-50. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Gash, J.; Wright, I.; Lloyd, C.R. Comparative estimates of interception loss from three coniferous forests in Great Britain. J. Hydrol. 1980, 48, 89-105. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Loustau, D.; Berbigier, P.; Granier, A. Interception loss, throughfall and stemflow in a maritime pine stand. II. An application of gash's analytical model of interception. J. Hydrol. 1992, 138, 469-485. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Dunkerley, D. Measuring interception loss and canopy storage in dryland vegetation: A brief review and evaluation of available research strategies. Hydrol. Process. 2000, 14, 669-678. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Hormann, G.; Branding, A.; Clemen, T.; Herbst, M.; Hinrichs, A.; Thamm, F. Calculation and simulation of wind controlled canopy interception of a beech forest in northern Germany. Agric. For. Meteorol. 1996, 79, 131-148. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Levia, D.F.; Keim, R.F.; Carlyle-Moses, D.E.; Frost, E.E. Throughfall and stemflow in wooded ecosystems. In Forest Hydrology and Biogeochemistry: Synthesis of Past Research and Future Directions; otwiera się w nowej karcie
- Levia, D.F., CarlyleMoses, D., Tanaka, T., Eds.; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2011; Volume 216, pp. 425-443.
- Calder, I.R. Evaporation in the Uplands;
- Kozłowski, R.; Jóźwiak, M. Transformacja opadów atmosferycznych w strefie drzew wybranych ekosystemów leśnych w górachświętokrzyskich = the transformation of precipitation in the tree canopy in selected forest ecosystems of poland'sświętokrzyskie mountains. Przegl. Geogr. 2017, 89, 133-153. (In Polish) [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 114 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Leaf wettability and plant surface water storage for common wetland species of the Biebrza peatlands (northeast Poland)
- E. Papierowska,
- D. Sikorska,
- S. Szporak-Wasilewska
- + 5 autorów
Suspended-sediment transport related to ice-cover conditions during cold and warm winters, Toudaoguai stretch of the Yellow River, Inner Mongolia, China
- S. Zhao,
- Q. Zhou,
- W. Wang
- + 6 autorów