一种森林流域生态系统管理与评价的新技术——NetMap简介

我国目前的生态系统评估多是将森林和流域生态系统分别评估,没能真正体现生态系统各个过程与功能的耦合性及复杂性。美国加利福尼亚地理信息研究所研发的NetMap,是目前为止发展最完整的森林流域生态系统管理与评价系统,除了美国本土已有多个国家用于流域管理与评价。它以地形数据为基础,从流域角度出发,通过流域地形地貌、植被覆盖及土地利用变化、林火风险与火烈度等级、水文过程以及侵蚀潜在性等方面综合评价研究森林流域水文过程变化与生态系统健康状况,增加生态系统评估的时空性和动态过程。本文主要介绍它的背景、主要功能和应用前景。     

从第21届国际林联世界大会看全球“森林与水”研究进展

从森林的水文生态功能研究、林业生产经营活动对林地土壤侵蚀的影响研究、高新技术在森林水文学研究中的应用、森林生态系统的水文生态模型研究等4个方面论述了第21届国际林联世界大会关于“森林与水”的研究进展。从森林生态系统的观点出发,结合森林的结构和功能以及生产力和系统能量及物质循环的研究,揭示各种森林水文现象发生和发展的规律及其内在联系,依然是森林与水关系研究的基本思路,尤其是森林植被对集水区水量平衡和水土流失的影响及尺度转换、森林流域经营和生态系统管理、遥感和稳态同位素等新技术在森林水文学研究中的应用、现代森林水文学研究中的模型和模拟技术等,将是21世纪“森林与水”研究的前沿问题。     

基于集水区法的森林生态系统影响径流研究进展

森林生态系统结构复杂, 具有减少地表径流、调节河川流量、减小土壤侵蚀等一系列保护环境的功能。森林植被变化对森林水文过程的影响会改变水量平衡方程的各个变量, 从而影响森林流域的水分分配和河川径流量, 进而对陆地生态系统水分循环起到重要的调节作用。从森林结构、森林类型、森林覆盖率和森林经营4个方面总结了国内外基于集水区法研究森林生态系统影响径流的结论, 即小流域的研究结果认为森林的减少将增加河川径流量, 而大流域的研究结果认为森林的减少将减少河川径流量。最后指出, 在研究单位和研究项目合作研究的基础上, 结合各相关学科的新兴技术和研究设备, 通过整合相关学科的研究成果, 阐明森林生态系统水土保持过程与机理, 是今后森林生态系统水文服务功能研究的发展方向。     

森林水文研究概述

森林是一个复杂的生态系统, 森林水文是近年来研究的热点。如何正确看待森林对流域径流的调节作用, 评价森林水文效应, 是值得长期探讨的话题。文中主要探讨了森林对流域径流的调节作用, 以及如何利用流域水文模型模拟森林流域水文动态过程, 正确评价森林水文效应。     

森林水文学研究述评

森林水文学是研究森林与水之间关系的学科，文中从单个森林水文过程和森林生态系统水文过程及水文效应这2个方面对森林水文学的研究发展进行了简单述评，介绍了截留、入渗、蒸散、径流及土壤水分运动等水文过程的研究进展及模型研究，总结了森林生态系统的水文研究及模拟。     

氢氧稳定同位素在淡水湿地森林水文过程研究中的应用

湿地森林在蓄洪防旱、净化水质等方面对区域水文过程起着重要的调控作用。以往对于淡水湿地森林水文的研究多集中在运用传统水文学方法研究单一水文过程,很少将各水文过程作为一个整体来研究,且各个过程对降水截留效应的影响程度也未全部量化。而利用水分子中天然存在的氢氧稳定同位素作为示踪剂可综合反映并量化植被和土壤对降水的截留能力。文中综述湿地森林对水文过程调控作用的国内外研究概况,探讨氢氧稳定同位素技术在湿地森林水文研究中的进展,包括大气降水、林冠穿透水、降雨径流、土壤水、地下水、蒸发水、植物水的水分来源及各水体的转化关系等。在全球变化背景下,运用氢氧同位素技术系统定量地分析降水在生态系统水文过程的分配比例对于揭示湿地森林植被结构对水文过程的调控机制等具有重要意义,同时也可为建立淡水湿地森林植被恢复模式和制定保护策略提供参考。     

森林枯落物对流域水文过程调节机理研究进展

陆地生态系统关键要素对水文过程的调节机理是国际水文学及水资源等领域的研究热点和前沿问题。森林枯落物作为陆地生态系统的重要组成部分,是林区水文过程的重要影响因子,不仅能够延滞流域产/汇流、减缓洪水灾害,还能增强流域上游地区的水源涵养功能。因此,亟需深入研究森林枯落物对流域坡面水文过程尤其是产/汇流的调节机理。鉴于此,文中总结分析了森林枯落物自身持水特性及其对土壤入渗、蒸散发、坡面产/汇流等方面影响的国内外研究动态,指出了现有研究的基本特征,系统梳理了研究进程中尚存在的问题,并对其研究前景进行了展望,以期对森林区的枯落物水文功能及其调节机理的进一步研究提供参考。     

森林生态系统对流域水文过程的影响研究进展

以过去的研究为基础,客观地看待森林生态系统对流域水文过程的影响。森林在涵养水源、调节地表水分分布、防止径流对土壤的侵蚀等方面有着重要的作用。由于研究角度不同与森林生态系统自身的复杂性,各研究结果得出的结论有一定程度的差异。通过对森林生态系统对流域水文过程的影响研究进展进行总结,以期能够为森林生态系统与流域水文过程研究提供借鉴。     

森林影响降水水质研究概述

水质型缺水是当今社会面临的重大难题,充分利用森林对水质的净化调节作用是解决该难题的有效方法之一。文中在归纳国内外森林水质研究历程的基础上,将森林影响水质整个过程划分为大气降水输入,森林林冠层、枯落物层和土壤层再分配,以及溪流输出3个部分,概述这3个部分降水中的不同阴阳化学离子的变化规律及响应机制,分析不同空间层次（林冠层、枯落物层和土壤层）对水质的影响因素和理化过程;探讨了存在的问题并提出未来研究重点:细化研究枯落物层和土壤层与降水发生相互作用的内在机理,重视森林影响溪水和周边流域水质的作用机制,丰富研究树种,并将野外试验与室内控制试验相结合,提高实验结果的准确性,同时在时间和空间尺度上进行长期和系统观测,定量评价森林净化水质的能力,从而了解森林净化水源的作用机制,为我国解决水质型缺水问题和相关研究提供参考。     

森林对水源的涵养研究进展

水源涵养功能是森林生态系统服务功能的重要组成之一,阐明森林对水源涵养的过程与机理,对于明确森林的水源涵养功能,科学合理地培育水源涵养林具有重要意义。本文分别从林冠层、枯落物层、土壤层等三个层次,分析了森林的水文特征与水文过程,并进一步剖析森林蒸发散与森林植被对水质的影响,旨在为进一步科学评价的森林水源涵养功能,寻找水源涵养过程的规律,以期为森林生态环境的建设和保护提供科学依据。     

全球气候变化及森林生态系统的适应性管理

人类活动所引起的温室效应及由此造成的全球气候变化对全球生态环境的影响正越来越引起人们的关注。森林作为全球陆地生态系统的一个重要组分, 对全球气候变化的响应较为敏感。文中系统总结了全球气候变化对物种和森林类型分布、森林生态系统结构和物种组成、森林生产力、森林土壤碳氮循环和森林灾害等几个方面的影响, 以及森林生态系统管理面临的挑战, 在此基础上提出了适应未来气候变化的森林生态系统管理策略。     

我国森林碳库特点与森林碳汇潜力分析

森林生态系统在稳定全球碳循环和缓解全球气候变暖方面发挥着重要的作用,合理发展林业,可以实现固碳增汇,是缓解全球气候变化的重要措施。综述了森林碳库的重要地位、我国森林生态系统碳库特点,分析了通过增加森林面积和提高森林经营水平来增加森林碳汇的潜力。     

北方森林林火发生驱动因子及其变化趋势研究进展

北方森林作为气候变化最敏感的陆地生态系统之一,近些年来随着林区气候变暖,林火发生的数量和过火面积都呈显著的增加趋势,因此研究北方森林林火发生驱动因子及其变化趋势对维护其生态系统的稳定具有重要意义。文中主要从北方森林林火发生的主要控制因子和未来气候变暖条件下林火发生的预测方法及变化趋势进行综述。研究结果表明,林火的驱动因子既包括在大尺度上气候的作用,也包含植被、地形、可燃物和人类活动等局部尺度的影响。近几年来对气候变暖下林火状况趋势预测更倾向综合考虑气候和局部控制因子的作用。对我国而言,需要在更大的区域尺度上开展林火发生预测的研究。研究认为,北方森林林火变化趋势及预测研究的关键问题在于如何在不同空间尺度上确立林火发生的关键控制因子以及完善现有的林火预测方法。     

湖南四水流域适宜森林覆盖率指标研究

以湖南省湘江、资江、沅江和澧水四大流域为研究对象,探索在大尺度上森林覆盖率对水文效应的影响.通过编制水文特征值得分表和精度检验,确定了径流深(y1)、相对河况系数(y2)、河流含沙量(y3)、侵蚀模数(y4)4个水文因子和森林覆盖率(X1)、水利工程数量(X2)、流域形状系数(X3)、平均坡度(X4)、流域面积(X5)、年降雨量(X6)6个流域因子,并建立了它们之间的关系模型,并求出流域在其它因子一定时的该水文因子所要求的适宜森林覆盖率,综合考虑各水文因子在水文生态环境中的相对重要性并进行加权平均,确定流域内适宜森林覆盖率指标分别为:湘江49%,资江47%,沅江51%,澧水50%.     

森林生态系统碳循环研究的模型方法

森林生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要内容,碳循环模型已成为研究森林碳循环的必要方法.其中气候变化、大气CO2 浓度上升及CH4的生成导致森林生态系统在结构、功能、组成和分布等方面的变化及其反馈关系对森林生态系统碳循环的影响是模型模拟的关键问题.碳循环模型可用经验模型、机理模型和混合模型的建模方法.目前森林生态系统碳循环模型的发展趋势为:综合生物地理模型和生物地球化学模型的特点建立区域动态碳循环模型;从单一碳循环模拟向碳、氮、磷等多种元素循环相耦合的模拟;碳循环模型与遥感、GIS 技术结合,模拟大尺度的碳循环过程;CH4生成及对森林碳循环的影响方面的研究.     

我国与森林植被和水资源有关的环境问题及研究趋势

我国存在水资源数量不足和时空分布不均、水质下降、水环境恶化、旱涝灾害频繁、水土流失严重等生态环境问题;增加森林植被是解决水资源水环境问题的重要途径,我国正在进行空前大规模的林业生态环境建设,非常需要生态水文学的科学理论和技术支持。已有的森林水文学研究结果存在内容完整性和系统性差、尺度偏小、过程单一、缺乏对森林植被的水分稳定性认识、不能预测森林植被的区域水文影响等不足,还没有形成能有效指导调控林水关系和进行流域水资源管理的成熟理论和技术;未来需要加强的研究重点,包括鼓励跨部门和跨学科的交叉、森林植被的耗水特性和水分稳定性、森林水文作用的形成机理及其尺度效应和尺度转换、森林植被对区域水文影响的预测和评价、森林对水质的影响及作为重要水源保护区和流域水资源管理途径的森林植被建设技术等。