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森林与雾露水关系研究进展

来源:中国环境资源网  作者:中国自然资源学会  更新时间:2005-11-21 10:42:08   

摘要:论文从雾露水的形成机制、森林对雾露水的截留量、雾露水对森林分布的影响及雾露水的生态效应方面,阐述了国外在该领域的研究动态和取得的成果,以期推动我国在该领域的研究工作。国外的大量研究表明,雾露水对于植物的生长、分布具有重要的生态意义,是森林生态系统水分平衡、养分循环不可忽视的输入项,其生态效应是多方面的。因而,进一步深入研究雾露水与森林的关系是必要的。

关键词:森林;雾露水;生态效应

中图分类号:S715.2(74)

文献标识码:A

文章编号:1000-3037(2001)06-0571-05

1 前言

  在世界一些多雾的地区,当可记录的降水量成为植被生存的限制因子时,植物却能正常生长,其中雾露水(“神秘降水”,即“Occult precipitation”)扮演着极其重要的角色[1]。与地面相接的雾层(饱含大量水微滴)在水平表面虽然没有沉降或被截留,但当风吹动雾到植物体表面时,较小的雾滴就会被枝叶截获并逐渐合并成大水滴而滴落地面,这种现象被称为“水平降水”(“Horizontal precipitation”,“Fog drip”或“Cloud drip”)[2]。露水 (Dew water)的形成则是水汽在植物体表面或地面凝结所致,当露水浓重时,露滴也可由枝叶表面滴落到地面而成为一种水分输入。

  研究表明,雾露水作为森林生态系统的额外水分输入,其生态效应是多方面的(如:对森林生态系统水分平衡、养分循环、环境因子调节等的影响)[3~5]。因此,深入研究雾露水与森林的关系,对进一步揭示森林维持物种多样性的机理及其可持续发展、森林生态系统水量平衡和养分循环规律等,具有重要意义。虽然国外已对森林与雾露水的关系作了大量研究,但国内的相应研究尚处于起步阶段,其中仅有极少数人对热带雨林作了初步研究[6~8]。本文根据有关资料,对森林与雾露水关系研究、存在的问题作一简述,以期推动我国在这方面的研究工作。

2 森林与雾关系研究

2.1 森林分布与雾

  早期研究植物与雾水关系(植物分布等)的大量文献主要是针对加利福尼亚北部海岸的红杉林(Sequoia sempervirens)。Cannon[9] 发现并认为,因受雾水的影响,红杉林被严格限制在雾带内。Cooper[10] 则采取折衷态度,认为尽管频繁的夏季雾对红杉林的生长、分布是重要的,但它只是一个附加因素。Byers[11] 发现,在海岸谷地及河滩上生长着最好的红杉林,而红杉矮灌丛只分布在雾层很少到达的海湾坡地上。因此,Byers 认为雾带对红杉林的影响不仅是形成雾滴增加水分,还在于雾层通过减少日照而消弱蒸发散及降低日间温度。

  Went[12] 发现,加利福尼亚 Torrey 松树(Pinus torreyana)被严格限制在 Santa Rosa雾岛的迎海面上部山坡上,因为这里频繁出现地面雾,而在山坡下部及更高处则没有这种松树分布;在地中海海岸,沿着边缘海岸仅有 10m 宽的地带分布有橡树(Quercus ilex),而此地带内则是海岸雾的多发带。其它有关雾与森林分布关系的文献也很多,如生长稠密的美国西川云杉和红杉(Picea rubens,sarg.)分布区与沿岸重雾带差不多相重合[13];在墨西哥东部 Sierra Madre山的东坡 1 300~2 400m处多雾地带,生长着浓密茂盛的以橡树为优势种的森林[14];在非洲西南沿岸的边缘沙漠带分布有浓密的灌丛,而在其它无雾的低地或高地则很少有植物生长[15]。热带森林也常常是与频繁的雾相联系,尽管还没有人解释这是为什么,正如 Grubb 认为的那样:低地山地雨林(Lower Montane Rain Forest,LMRF)与多雾相关,高地山地雨林(Upper Montane Rain Forest,UMRF)则与更为频繁、持久的雾相联系,而这两种森林类型均被称为热带山地多雾林(Tropical Montane Cloud Forest,TMCF)[16]。因此,Brown 和 Stadtmuller[16] 认为,多雾是决定山地森林特征的最重要的因子。

2.2 森林截留雾水

  最早发表林冠截留雾水现象的文献出自 Glas 的《History of the Canary Islands》一书[17],书中描述到:每天早上,来自海面的雾被盛行风吹到岛上,大量雾滴被一种称为“神树”的植物截留下来,沿树干滴落的雾水不仅为此植物的生长提供了足够的水分、弥补了干旱季降水的不足,而且也为牲畜提供了饮水。但 Glas 并没有对截留的雾水给予量的估计。随后,White[17] 也注意到,在大雾的夜间,从橡树叶滴落的雾水量达到了惊人的地步,尽管其它地面仍满是灰尘,橡树下辙迹洼沟仍注有大量水。并且 White 认为,某些形态的树叶可截留更多的雾水,愈趋近山顶其量愈多[18]

  毫无疑问,森林林冠将雾水截留以后,会滴落到地面。当空旷处的雨量计无雨水收集时,森林里这部分滴落水是十分可观的[19]。如:Oberlander[20

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