浅谈森林生态系统的水源涵养功能

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  [摘 要]本文从森林生态系统概念、表现形式入手,简要论述了森林生态系统的水源涵养功能,为我国的森林水源涵养功能评价研究提供参考。
  [关键词]森林生态系统;水源涵养功能
  中图分类号:F23 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)28-0340-01
  随着水资源需求量的不断增加以及水环境的急剧恶化,水资源紧缺已成为世人所共同关注的全球性问题。由于森林生态系统是清洁水源的发祥地,因而其涵养水源的功能尤其受到人们的重视。自20世纪初森林与水的关系研究开始以来,森林的水源涵养功能一直是生态学与水文学研究的重点内容,而且发表了大量研究成果。为了客观认识与正确评价森林生态系统的水源涵养功能,本文探讨了森林水源涵养功能的概念,并分析了其主要表现形式,旨在为我国的森林水源涵养功能评价研究提供参考。
  1 森林水源涵养功能的概念
  森林的水源涵养功能是一个动态发展中的概念,其内涵随着人们对森林与水关系认识的不断深入而变化。19世纪末 20世纪初,森林水文学的研究主要集中在以流域 (或集水区 )为单元研究森林对河川径流的影响上),到了20世纪60、70年代,森林的生态水文过程研究开始受到重视,林冠截留、枯枝落叶层截持、土壤水分入渗与贮存以及林地蒸发散等水文过程逐渐为人们所认识。因此,在研究的早期,水源涵养功能主要是指森林对河水流量 (增或减)的影响;后来,森林的拦蓄降水功能逐渐受到重视,而目前的森林水源涵养功能研究包括多项内容,比如森林对降水的影响、森林蒸发散、森林对径流的影响和森林对水质的影响等。当前的水源涵养功能概念更加综合化,它不仅关注森林生态系统内的水文过程,同时也关注于多个水文过程所产生的综合效应。因此,可以用水源涵养功能的狭义概念和广义概念进行区分,即狭义的水源涵养功能是指“森林拦蓄降水或调节河川径流量的功能”,而广义的水源涵养功能是指“森林生态系统内多个水文过程及其水文效应的综合表现”。
  2 森林水源涵养功能的主要表现形式
  水源涵养功能主要表现形式为:截留降水、涵蓄土壤水分、补充地下水、抑制蒸发、凋节河川流量、缓和地表径流、改善水质和调节水温变化等。
  2.1 蓄水功能
  由于森林生态系统的特殊性质,森林土壤像海绵体一样,吸收林内降水并很好地加以蓄存,在陆地生态系
  统中具有最大的水源涵养能力,被誉为“绿色水库”。森林通过截留、吸收和下渗对降水进行时空再分配,减少无效水,增加有效水。研究表明,森林土壤根系空间达lm深时,l hm2森林可贮存水 200~2000m3,比无林地能多蓄水300m3。
  2.2 调节径流
  森林对河川径流的形成起着重要的影响作用,它能降低地表融雪水和雨水的径流量,并使其渗入地下,变为地下径流,从而可降低洪峰高度,提高平水期的水位,防止水库被土壤水蚀产物淤塞。
  2.3 削洪抗旱功能
  森林在洪水季节通过降水截留,森林的蒸腾、蒸发,森林土壤的水分渗透,延长融雪时间,减少地表径流等起到蓄水防涝的作用。在干旱季节则可以供水抗旱。
  2.4 净化水质的作用
  森林对水质有良好的净化作用。我国热带森林尖峰岭实验站长期观测结果表明,热带原始森林流域集水径流水质检出均值为最优质的源水,其次为天然更新山地杉木幼林流域、天然更新山地雨林流域,森林对水质净化能力非常强。
  水源涵养功能通常可以通过以下指标的测定而获得:
  (1)林冠截留量。通過林内穿透雨测定装置测定并计算林冠截留量。
  (2)树干径流量:,通过树干径流测定装置测定并计算树干径流量。
  (3)林下植物层持水量。采用浸泡法测定林下植物层最大持水量。
  (4)枯枝落叶层持水量。采用浸泡法测定枯枝落 叶层最大持水量。
  (5)土壤持水量。采用土壤水分测定仪(TDR)测定土壤持水量。
  森林对水质的净化则可根据径流小区的泥沙数据进行推算,森林的水源调节效能的经济评价主要取决于两个因素:①集水地区径流的增长状况(与无林地相比);②水源的经济价值。
  3 结论
  森林是自然界中重要的可再生资源,它能调节气候、 涵养水源、 净化空气等,有效地改善生态环境。随着当前水资源缺乏以及各种污染引起的水质下降,解决水资源问题已成为人类面临的重要任务,森林与水之间的关系也成为当今社会关注的热点。
  总之,森林的水源涵养功能涉及植被、气候、地质地貌、社会经济等多个因素之间的相互作用和影响,是一个极其复杂的综合概念。由于目前对某些水文过程的机理还缺乏足够的认识,对森林的某些功能 (如影响降水 )还有争议。不过随着森林生态水文研究的不断深入以及不同学科之间的合作,人们一定能够更加清楚地认识森林水源涵养功能,并采用更加准确合理的方法和技术手段,进行水源涵养功能的研究和评价。
  作者简介
  杨志(1981-),男,大学,工程师,主要从事营林生产工作。
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