森林水文试验的加密观测区选择大野口流域和排露沟小流域（如图）。
（1）大野口流域，是一个独立水系，大野口水库以上汇水面积为70 km²，主要树种为青海云杉。
（2）排露沟流域，海拔2600～3800 m，面积2.73 km²，年平均气温0.7℃，年平均降水量435.5 mm，观测基础较好， 祁连山水源涵养林研究院在该流域内布设了森林水文观测系统及大量水文和植被观测样地。

甘肃省水源涵养林研究院2003年曾在排露沟流域设置了15个20m×20m的森林固定观测样地，2007年7月21日至8月16日， 寒旱所和水涵院开展了这些森林样的调查工作，调查了16个森林样地（15个固定样方和1个幼林样方）。 另外还调查了10个灌木样方和8个草地样方，这些样方与水涵院2003年7-8月在该流域开展的样方调查的位置基本一致，可以形成对照。

2008年6月1日至15日，中国林业科学研究院资源信息研究所、中国科学院遥感应用研究所、 北京师范大学和甘肃省水源涵养林研究院等单位在大野口流域开展了森林结构参数和生物物理参数的加密观测试验。 这些试验包括固定样地观测、临时样地观测、超级样地观测和样带观测四部分内容。

固定样地观测集中在排露沟流域，对具有多年观测历史资料积累的15块森林固定样地进行了冠层结构参数（叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）和郁闭度等）的观测，利用的仪器包括LAI2000、TRAC和HemiView以及北京师范大学自制的冠层结构观测设备。

临时样地观测是为了提高森林观测样地在空间分布上的均匀性，在大野口流域选择了43块25m×25m的临时样地，测量了样地每株树的胸径、冠幅和枝下高，按径阶抽取优势木测量了树高，并测量了样地林分的株数密度、郁闭度、LAI和立地因子。

超级样地观测是指在大野口关滩森林观测塔周围设置了一个100m×100m的超级样地，利用各种仪器设备对该样地进行了详细的观测。具体观测内容包括：（1）利用全站仪对样地内的每株树木的平面空间分布位置进行了精确定位；(2)对样地内每株树进行了树高、胸径、枝下高和冠幅的测量；（3）利用LAI2000、TRAC和HemiView测量了林分的LAI；(3)利用地基LiDAR对林分结构进行了三维扫描；(4)分别幼龄林、中龄林、成熟林三级，各抽取10株树，采集不同部位的枝叶样品进行了湿重和干重测量；(5)测量了样地的地表粗糙度和土壤湿度；(6)利用ASD光谱仪测量了典型林木的树冠光谱和BRDF。

样带观测是指在大野口关滩森林站设置了一个通过超级样地，与航带平行，跨越不同结构林分和地形的样带，宽20m，长1km。在样带上每隔50米设1块20m×20m的森林样地，分别样地观测林木的树高、胸径、枝下高和冠幅，并测量林分的LAI。

在排露沟阴坡固定样方和关滩阳坡超级样方里分别设置了一个青海云杉林水文参数观测场，根据不同的郁闭度布设雨量桶、截留槽、苔藓截留桶、树干径流收集器和自制蒸散桶等设备，以获取不同的郁闭度的森林水文特征数据。

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