正确评价森林水文效应

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 10:47:59

摘要：只有正确客观地认识森林水文效应，才能在实践中实现其指导意义。论文从森林与水的关系入手，提出要确立系统观。以我国各生态定位研究站及其他同类研究项目的多年研究结果为基础，系统客观地分析和阐述了森林生态系统与水分循环的关系以及森林在各方面的综合调节功能。提出在西部开发中林草植被建设要考虑到水资源的科学分配；要在保证生态安全的前提下，所有产业“适度发展”。

关键词：森林生态系统；水分循环；综合调节功能；适度发展

中图分类号：S715.7

文献标识码：A

文章编号：1000-3037(2001)05-0420-07

　　在森林与水的关系中的一些主要问题上一直存在着较大争议。在我国，尽管从 1981、1982 年那场全国性的关于“森林的作用”的大讨论以来，在这方面的研究已有了长足的进步，但由于森林生态系统结构的复杂、功能的多样；而且我国幅员广阔，要获得不同区域不同类型之间必要的可比性存在相当大的难度；加之在组织研究项目时还缺乏相关学科间的紧密协作，特别是在研究途径和方法上的统筹协调。因此，这些分歧仍然存在。随着西部开发和生态环境建设战略的实施，近两年来，水资源紧缺的矛盾使这些分歧再次突出显现。为此，及时组织全国性的、多学科参与的讨论是非常必要的。而且，更有必要在充分利用已有的定位研究所积累的大量数据的基础上抓紧组建多个相关学科紧密协作的、包含生态系统各个组织层次的大型综合研究。本文对这些分歧提出一些看法和建议。

1 确立系统观是根本

　　在任何条件下都应肯定：森林是一种结构复杂、功能多样的生态系统，它符合系统论的基本原理，即：系统功能决定于系统结构；合理的、优化的结构，可以产生良好的效应（正效应）；不合理的结构则会降低功能，甚至产生负效应。

　　森林生态系统中生物与环境（气候、土壤和地质地貌条件等）的组合因地域而不同，因而不同地域不同森林类型所表现出来的生态功能也有差异，有时甚至相反。因此，某一地域的研究结论不宜贸然外推。

　　在森林与水的相互关系中也充分反映了上述基本规律。在森林水分循环的各个环节中，既有共性的一方面，又因地域和森林类型的多种多样而表现出差异，甚至结论相反。

2 森林在水分循环中的作用

2.1 林冠能够截留大量降水

　　降水进入森林即行再分配。第一步即林冠截留，截留率（截留量占同期降雨量的百分比值）主要受降雨量与林冠郁闭度的影响。在郁闭度越高、降雨量越少的情况下，截留率越大，甚至可达 100%。在降雨强度很大，或降雨持续时间很长、林冠已饱和的情况下，则截留率趋于 0。

2.2 树干径流（干流、茎流）量不大

　　森林的干流量通常很小，占降水量的比值通常在 5% 以下，很少超过 10%，在我国东部的主要针阔叶树种中，栎类的干流量较大。例如：黑龙江省的蒙古栎干流率可高达 15.45%，这是它能适应干旱、瘠薄立地条件的重要原因。

2.3 林冠层使雨滴动能增强

　　雨滴动能决定降雨对地表土壤的冲蚀力。根据秦岭地区华山松林、亚热带杉木林及热带北缘桉树林的降雨过程的研究，当林冠高超过 7m，降雨量超过 5mm 的情况下，林冠层就不能有效地降低降雨动能，当降雨量再增大（林内开始出现因枝叶汇集作用而产生的大雨滴），林内降雨动能亦随之增大，并超过同期林外雨的降雨动能。这就是在暖温带刺槐林、热带桉树林等结构不良林分（缺灌草层，特别是缺凋落物层）内均出现地表侵蚀的原因。这也说明，为保证森林的水土保持作用，必须保护林下的灌、草层，尤其是凋落物层，使雨滴不能直接冲击土壤，从而免除水蚀危害。

2.4 森林的蒸发散能力很强

　　蒸发散包括两个过程：蒸发是指林地土壤和植物枝、干、叶表面的水分蒸发，这是个物理过程；蒸腾是指森林中所有植物通过叶片气孔和皮孔散发出水分的生理过程。蒸发散是森林生态系统的水分循环中最主要的输出项，又由于在蒸发散过程中要消耗大量热能，因此，它又是森林生态系统热量平衡中最主要的过程，这也是森林能调节局域温度和湿度的机理所在。

　　森林生态系统结构复杂，对其蒸发、蒸腾过程极难直接测定。通常采用水量平衡法、能量平衡法和水热结合法间接测算。通过对我国温带、暖温带、亚热带、热带各主要森林类型的测算，它们的蒸发散/降水比值多在 40%～80% 之间，最低的是冷杉林 (30%～40%)。

　　森林的蒸散量与叶面积密切相关，因此，通常森林群落的蒸散量/降水量比值高于灌丛和草地。如山西吉县试验区的测算结果为：油松林 67.3%、刺槐林 64.5%、虎榛子林 53.1%、沙棘林 52.8%、草地 42.8%、荒地 34.4%。森林采伐后，庞大林冠消失，蒸散量亦随之下降。如小兴安岭原始红松林蒸散量/降水比值为 84.1%，相邻采伐迹地（灌丛草地及杨桦幼林）为 71.4%，下降了 12.7%。

　　在高温地区，结构简单的森林群落其蒸散量远低于裸地。如热带北缘广东小良地区的裸地上，无植被覆盖，其热量输入是邻近的阔叶混交林和桉树林的 1.6 倍，其蒸散/降水比值高达 75.1%，复层的混交林为 69.6%，而单层结构的桉树林则只有 46.6%，这与高温抑制了植物的蒸腾而使土壤蒸发增强有关，也因为林冠的遮蔽，使林内气温降低，从而减少了蒸散量。内蒙古乌兰敖都沙区的试验也出现类似结果（表 1)。

表 1 乌兰敖都沙区不同植被条件的蒸发散比较
Table.Comparison of evapotranspirations under different vegetation conditions in Ulan Aodu Sandy Land

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