用灰色关联度法评价森林涵养水源生态效益——以辽东山区主要森林类型为例

阐述了用灰色关联度法评价森林涵养水源生态效益的理由和步骤,以辽东山区主要森林类型的评价为例,选取的指标包括:平均树冠截留量、枯落物含水量、土壤非毛管孔隙最大含水量、蒸发散量、渗透速率,根据关联度大小,对各森林类型的涵养水源生态效益和各个指标重要程度进行对比,在辽东山区的森林中,落叶松中龄林的涵养水源生态效益最佳,其次为杂木林、红松中龄林、红松幼龄林、落叶松幼龄林和柞树林;各项指标的重要程度由大至小依次为土壤非毛管孔隙最大含水量、蒸发散量、平均树冠截留量、枯落物含水量和土壤渗透速率.     

三峡库区端坊溪小流域的森林水文效益

 三峡库区的森林水文作用,对于长江三峡水利枢纽工程的安全运行和效益发挥具有重要意义,对于改善和维持三峡库区的生态环境具有重要作用。根据1992— 2000年实测降雨、径流等观测资料,分析了三峡库区端坊溪小流域森林的林冠截留作用、林地枯落物的水文作用及森林覆盖率与土壤容重、土壤孔隙和小流域径流的关系。结果表明:三峡库区端坊溪小流域不同树种枝条基部直径与枝叶质量呈线性正相关,不同树种枝叶容水量与枝叶质量呈线性正相关,不同森林类型在场降雨中,林冠截留量为0.38～8.78mm,截留率为10.27%～49.48%,林冠截留量与降雨量呈幂函数关系;随着森林覆盖率的增加,林地的土壤容重减少,总孔隙度增加;主要森林类型中,针阔混交林林地枯落物的饱和持水量最大,端坊溪小流域枯落物层截留量可达到降水量的2.8%～6.3%;小流域径流量与同期降水量呈线性正相关。端坊溪小流域森林覆盖率每增加1%,小流域汛期径流深减少6.95mm。     

不同坡地土壤水分分布变化之研究

以台湾溪头地区台湾杉、柳杉及崩塌地三种不同森林立地状况进行探讨其土壤性质变化，利用因子分析及地理统计方法加以讨论不同林相之土壤性质影响因子及因子间相互影响关系，并对于各项因子的影响变化趋势进行说明。结果显示森林地的枯枝落叶层为厚，使其土壤结构较松散，并会增加表层土壤水分保持及有机质含量，再者森林及林下植物相较于草类根系的生长及分布情况，对于不同土壤深度之大小孔隙的比率及水分入渗速率具有明显的差异。且土壤水分移动会因地上植物及地面枯枝落叶层厚度的不同，造成土中物质与能量传递的不同，此结果将影响不同林相下土壤性质之时空变异。     

台北市山坡地之开发特性与其对下游水文环境冲击之研究

本研究系针对台北都会区四周之山坡地,进行连续之地文与水理分析,目的在了解都市化山坡地之迳流特性,期就定量之研究分析,推估不同型态之土地利用及开发度,对下游水文环境所造成之冲击,并提出对应之建议。本研究首先建立台北市山坡地开发程度与其地文条件之评估模式,再配合於山沟谷口间设置水文环境监测站,以掌握山坡地之动态水文资料。经评估结果,本研究共规划设置六座水文环境监测站,对都市化山坡地之尖峰流量、稽延时间、泥砂产量、地下水位及水质变化进行长期监测。其监测资料,经验证分析之结果显示,当集水区不透水面积提高至40%时,其洪峰流量将提高2.7倍;同时亦发现当集水区不透水面积在5%以下时,其洪峰流量增加并不显着,但不透水面积提高至20%～40%范围之间时,其洪峰流量则有显着提升之现象。故於高度都市化集水区进行水理分析时,应特别考虑都市化现象对迳流机制之影响,同时该集水区之总开发度亦不宜超过30%,以避免对下游之水文环境造成冲击。     

云南牟定三种人工林森林水文生态效应的研究

利用标准径流小区技术，对云南牟定三种人工林进行了森林水文生态的研究，研究表明，在森林树种个体水文生态作用方面，直干桉和黑荆树冠截留能力比云南松强，而云南松树干茎流量较高，直干桉树冠下降雨量比云南松，黑荆要大，三种树种水文生态作用的差异与其树种的生物学特征物性有关，在人工林群落调控地表径流方面，直干桉一黑荆混交林和云南松人工林群落与无林地对照，直干桉人工林群落相比，具有强调控径流的能力，几种树种树冠下降雨量，树干茎流量，树冠截留量与降雨量有很好的相关性，可以用线性回归方程来模拟，人工林群落对径 的调控，主要体现在人工林群落使地表径流发生频率降低，径流量减少，人工椅群落对径流的调控能力是的无林地的四倍，但是在高的降雨强度下，这种调控能力会明显降低。     

石门水库集水区重大土砂灾害探讨

 由于2004年艾利台风及2005年马莎台风作用,石门水库高浊度之泥砂造成北台湾多日严重的供水中断,并造成重大经济损失。针对2次台风对于石门水库集水区崩塌地分布与地文、水文及人为开发等因素之间的关系,透过地理信息系统分析,探讨土砂的来源分布与致灾原因。结果显示:2005年马莎台风后水库集水区总崩塌地面积约为703hm2,占整个集水区面积的0.92%;石门水库集水区坡度陡峭,地质破碎,加上超大豪雨与降雨集中等为造成水库严重土砂灾害之主要原因;根据崩塌量与历年水库淤积量之关系,台风豪雨所造成的重大崩塌事件,对于水库淤积量所造成之影响至少会延续5～10a。     

森林保持水土涵养水源的效应及评价

森林保持水土、涵养水源的作用层次主要是林冠和林下植被层、枯枝落叶层、根系土壤层,通过这三个层次对降水进行调节,具有截持降水、增加降水入渗、改善土壤性质、吸收和阻延地表径流、抑制土壤蒸发、固土护坡等功能,从而有效避免土壤溅蚀、增强土壤抗冲能力、涵养水源并预防地质灾害的发生。枯枝落叶层是森林保持水土的重要力量。完整的森林系统不会加重水土流失。在干旱的季节或年份,森林会加重土壤干旱的说法缺乏科学依据。     

集水区土地利用监控模式

台湾省的土地资源非常有限,山地面积占73.65%,平地仅占26.35%,由於人口急速膨胀,大量向都市集中淤是都市范围不断扩张,使得广大山坡地成为重要开发之目标。本省山地约占2/3,因地形起伏大,加上降雨集中,一遇豪雨,雨水所汇集之迳流即流入溪流,迅速排出,无法渗透至地下,故集流时间短、洪峰流量大,成为台湾水文环境之特性。在资源有限,自然环境欠佳,而各种森林资源之开发、农地之利用、人口居住又面临迫切的需求下,如何兼顾资源的开发与保育,避免两者之间的冲突,集水区水资源的开发与划定亦是重要的课题之一。水里溪集水区位於台湾省中部,属浊水溪中游之水系,面积约7400hm²,包括明湖、明潭、日月潭等三个水库及钜工调整池。由於区内交通方便,游客众多,观光事业发达;另一方面,因本集水区的气候、土壤适宜栽种摈榔等经济作物,在有厚利可图的情况下,集水区内的土地纷纷改种槟榔,近年来更有大量种植的趋势,使得森林的覆盖减少,造成生态环境、微气候的改变,并对当地的水土冲蚀、水质、水量产生影响,故对於集水区的经营与管理,需有一合宜的监控模式。本集水区的环境日益恶化,究其原因乃为土地利用之改变,故本研究即利用遥测影像加以判释,了解其土地利？     

紫花苜蓿保持水土效益的研究

研究了紫花苜蓿改善土壤的物理性状，水文效益，渗透速度，茎叶截雨量，根系工，生物量和经济效益，结果表明，紫花苜蓿可以减小土壤容得，增加土壤孔隙度，提高土壤水量，茎叶吸水率达到自身重量的５２．８９％，根系的７８．２６％集中分布于０－３０cm土层内，根系密度４２．７条／１００cm^2，生物量１３.566t/hm^2，年产干划１７687t/hm^2,水土保持效益和经济效益显著，是优良的水土保持植物。     

黄土高原沟壑区典型造林树种蒸散发对气候变化的响应

为研究黄土沟壑区典型造林树种蒸散发对气候变化的响应,基于黄土沟壑区小流域刺槐、侧柏、油松样地实测蒸散发数据,借助Hydrus-1D软件构建了黄土沟壑区刺槐、侧柏及油松植被蒸腾与土壤蒸发的模拟模型,使用修正Morris法对模型参数敏感性进行分析,结果表明：>40～100 cm土壤孔径分布参数（n2）,>40～100 cm土壤饱和体积含水率（θs2）,0 cm土壤田间持水率（θf）,根系吸水最适水势上阈值（h1）,根系吸水最适土壤水势下阈值（h2）,植物出现永久凋萎时的土壤水势（h3）,消光系数（μ）,截留模型经验参数（a）等参数对植被蒸腾影响较大,植被生理特征相关参数h1,h2,h3,μ,a的不同是造成树种间蒸腾量出现差异性的重要原因。选取2015年试验观测数据对模型进行率定,2016年试验观测数据对模型进行验证,土壤含水率及土壤蒸发的Nash-suttcliffe模拟效率系数（Ens）均在0.700以上。采用率定后的模型对预设情景下的蒸散发量进行模拟,结果表明：未来及不同水文年气候特征对刺槐蒸腾的影响程度大于蒸发,对侧柏和油松而言,则正好相反。所有气候情景下,刺槐、侧柏、油松的蒸腾量分布在128.8～282.6、99.3～200.3和140.5～220.5 mm,蒸发量分布在94.6～135.4、116.5～187.3和123.8～212.5 mm,蒸腾量与蒸发量均表现为丰水年＞平水年＞枯水年。3个树种蒸腾量对未来及不同水文年气候特征的响应程度表现为：刺槐＞侧柏＞油松,并且,同一时期内,在丰水年及平水年,刺槐蒸腾量最大,在枯水年,油松蒸腾量最大。3树种蒸发量对未来及不同水文年气候特征的响应程度表现为：油松＞侧柏＞刺槐。生长季降雨量对于同期蒸腾量与蒸发量的影响明显强于温度的影响,其与蒸腾量、蒸发量之间均呈极显著（P<0.01）线性关系。