森林植被變化的水文生態(tài)效應研究

張 愈 尹 倬

（江西省永新縣林業(yè)局，江西永新 343400）

1 森林植被變化的水文生態(tài)效應

1.1 植被變化和降水的關(guān)系 現(xiàn)如今，關(guān)于森林植被變化和降水量的關(guān)系有2種說法：第一，植被變化和降水量成正比；第二，植被變化和降水量沒有關(guān)系。但是，植被能夠增加水平降水卻是一定的，盡管增加的能力有限。

1.2 植被變化和徑流的關(guān)系 植被變化對于徑流的影響主要體現(xiàn)在水分增發(fā)量、地表徑流流量、植物固定吸收量上等。首先，植被對輸入流域的水具有收集作用，可以重新分配降水。這種分配趨勢表現(xiàn)為不同地區(qū)有所差異，比如，南方降水量大的地區(qū)（溫帶針葉林帶），植被林林冠的截留率在25%～41%，林冠截流量在135.2～627.5 mm，變動系數(shù)為6.56%～54.98%。其次，植被變化還會對蒸發(fā)指標產(chǎn)生影響。當植被覆蓋率增加時，林地蒸發(fā)、林冠截流蒸發(fā)等現(xiàn)象就會加重；隨著降水量的增加，森林的絕對蒸發(fā)量就會有所增加，而相對蒸發(fā)量就會降低。比如，通過窩式雙箱滲透測量植被變化導致的蒸發(fā)量變化結(jié)果表明，森林蒸發(fā)量占總降雨量的40%～60%，而植被變化是導致森林蒸發(fā)量如此大的重要原因。

1.3 植被變化和徑流量變化的影響 植被變化和徑流量變化主要針對特大的流域而言，比如，我國南方珠江水系，在降水量大的流域，植物覆蓋率增加，會導致流域的水量減少；當植被覆蓋率降低時，流域產(chǎn)水量將會增加。關(guān)于植被變化與徑流量之間的關(guān)系，國內(nèi)外的一些研究人員認為，植被覆蓋減少會在一定程度上提升徑流量。但持反對意見的學者則認為植被覆蓋率和經(jīng)流量呈正比[1]。

2 森林植被變化的水文生態(tài)研究發(fā)展趨勢

2.1 強化森林植被景觀的水文效應研究 森林植被變化會對蒸發(fā)量產(chǎn)生影響，為進一步強化流域內(nèi)的森林水文效應，需要量化多種森林降水和植被變化的截流規(guī)律，通過建立植被變化和徑流量量、風速。光照射、溫度等因素的模型，來探究徑流量和植被變化的關(guān)系。通過構(gòu)建土壤濕潤模型，引入降水指數(shù)API，公式為：

式（1）中，n代表前期的降水天數(shù)，P代表降水量。

按照流域的土地使用方法，借助面積加權(quán)平均法，并根據(jù)植被變化對降雨量的影響公式，進行運算，計算方法為：

式（2）中，CN代表流域平均值，a代表土地利用面積（km2），A代表流域面積（km2）。

2.2 構(gòu)建森林植植被變化的水文效應敏感指標 植被作為降水的下墊面，其變化會對水文效應產(chǎn)生決定性的控制作用。通過研究森林景觀本身具有的結(jié)構(gòu)性和基礎，是有效開展森林水文效應研究的前提。由于不同森林的組成要素、空間分布不同，會直接影響到降水量、徑流的水量等因素。因此，只有掌握森林的結(jié)構(gòu)和格局，通過使用GPRS技術(shù)，整合森林植被區(qū)域的模擬和分析，可以找出植被變化的閥值，在維護整體流域發(fā)展的基礎上進行動態(tài)的模擬分析，探討植被變化和水文效應的結(jié)合，來為流域治理提供科學依據(jù)[2]。

2.3 將研究重點轉(zhuǎn)向植被變化對徑流泥沙和水質(zhì)的影響

2.3.1 植被變化對徑流泥沙的影響 對于植被變化對徑流泥沙產(chǎn)生的影響，國外地質(zhì)學家更加關(guān)注土腐蝕和生物地貌，強調(diào)的是植被變化對侵蝕、風化等效果的作用。我國受多變地形的影響，研究內(nèi)容更加廣泛，研究的樹種也是極具代表性的植物。其中，在研究方法上，觀測試驗具有重要的地位，標準徑流、自然坡面等地質(zhì)在觀測研究的過程中仍舊選擇實地觀測方法。隨著測量技術(shù)的發(fā)展，人工降雨模擬測量、數(shù)字模擬仿真等技術(shù)，能夠在人工植被防蝕測試中發(fā)揮重要的作用。

2.3.2 植被變化對水質(zhì)的影響 在保護森林水源、降低污染方面，國外的一些國家針對森林凈化徑流的作用進行了研究，證實了森林能夠排除徑流污染。我國的相關(guān)研究主要集中在森林生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)循環(huán)上，對于植被變化和徑流影響研究較少。但是，隨著研究技術(shù)的發(fā)展，我國的植被變化對水質(zhì)的影響研究開始增加。比如，在長江三峽花崗巖防護體系研究中，森林的坡面水質(zhì)指標要優(yōu)于弄農(nóng)田、荒地等土壤，進一步驗證了森林對水體的凈化作用，而我國環(huán)保部門對一些植物在生產(chǎn)污水凈化中的研究，也表明了植物對水體的凈化作用。

3 結(jié)論

植被的變化會對流域的水量產(chǎn)生影響。在此基礎上，隨著測量技術(shù)的發(fā)展，人工降雨模擬測量、數(shù)字模擬仿真等技術(shù)，能夠在人工植被防蝕測試中發(fā)揮重要的作用。因此，通過分析森林植被變化和降水、徑流關(guān)系，能夠進一步分析森林植被變化的水文生態(tài)效應。

[1]王潺.基于森林植被覆蓋變化的渾江流域桓仁段徑流模型研究[D].沈陽農(nóng)業(yè)大學，2017.

[2]陳鑫.森林植被變化的水文生態(tài)效應研究進展[J].農(nóng)技服務，2016（7）：144.