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。     

国内森林水文研究

森林水文学是水文学的分支学科，是研究森林和水关系的学科。它研究的主要目的就是理清所研究地区森林植被对水分循环的影响以及森林水文循环的整个过程，即通过测定森林水分收入和支出的各项森林水文要素研究降水在森林中的再分配和森林的水文效应，进而得出森林植被调节径流、涵养水源的水文功能规律。     

试论森林水文效应趋向

总结了过去一段时间国内外森林水文效应的研究情况，在森林能增加水平降水、森林枯落物和林下土壤的涵养水源功能以及改良水质等方面达成共识，认为这些方面的效应为正效应，但森林对垂直降水的影响、对径流和洪水的影响等方面还存在分歧，其主要是由研究方法的差异、试验区域差异的不可比性、研究尺度的差异性和森林本身的异质性引起的。并提出今后森林水文生态效应的研究要结合水文过程的研究，对森林在水文循环中所起的作用和作用机理进行分析，建立具有不同下垫面特征的标准地尺度上的土壤——植被——所连续体模型，并与中尺度大气环流模式相嵌套，再分析流域、区域的森林水文生态效应。     

森林植被变化的水文生态效应研究进展

从森林植被变化对水量、径流泥沙和水质的影响等方面介绍了国内外森林植被变化水文生态效应研究进展。从世界各国的研究来看,普遍的研究结论认为森林减少可以增加流域年产水量;森林植被可以较大幅度地减少径流泥沙含量;森林植被参与生物地球化学循环,可以有效地改善溪流水质状况。由于影响森林水文生态效益的环境异质性的普遍存在,森林植被变化水文生态效应影响程度在不同水文生态区差别很大,因此,要想将一个地区森林植被水文生态效应研究结果可靠地外推到其他地区其他流域,必须重视森林水文生态过程动力学机制的研究。     

祁连山气候及水资源有关的环境问题研究现状

通过对祁连山气候及水资源有关的研究,发现了气候的年际变化以及水资源研究方面的成果日益增多,这将为西北干旱半干旱区解决水资源紧缺的状况提供一条可能的途径;为跨部门和跨学科的交叉研究、森林植被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,以及森林植被动态监测技术提供理论依据。     

火干扰对森林水文的影响

在森林生态系统中 ,火是一种相当普遍的自然现象 ,森林火灾和森林水文二者有着密切的关系。森林火灾对水的影响是间接的 ,主要表现为火烧后植被、地被物、土壤以及生态环境的改变影响水分循环过程、水质、水生生物等方面。火对水文的影响有大有小 ,它取决于火强度和频度。轻度野火或计划火烧对水文可能不产生明显影响 ,但是 ,频繁的或严重的野火却可以导致乱砍滥伐所造成的类似水文变化     

分布式水文模型在森林水文学中的应用

在探讨森林水文模型发展历史的基础上,着重分析了分布式水文模型的理论基础,类型和特点,与传统的集总式模型相比,分布式水文模型考虑了流域内部各地理要素的空间异质性,可以反映流域内部水文过程的时空变化,从而更加准确地预测自然和人为因素对流域水资源和水环境的影响,为流域的科学管理提供可的决策依据,景观生态学可以作为分布式模型进一步发展的理论基础,地理信息系统（ＧＩＳ）技术可分为分布式模型的实现技术支持,在     

森林植被蒸散耗水测定方法研究进展

森林蒸散是森林生态系统水分循环最重要的环节之一,对于森林水资源合理利用有重大意义。目前,测定森林蒸散的方法有很多,主要分为实测法和估算法。文章从组织器官尺度、单株尺度、林分尺度、区域尺度4个方面简述了每种方法的优劣及适应范围和使用条件。并且指目前森林蒸散研究存在的问题和发展趋势。旨在为森林水分循环、水资源利用、植被生态恢复、森林生态系统健康评价和维护提供研究基础。     

森林水文效应研究进展

地球陆地表面的1/3是森林,森林植被对区域水文过程和水资源的特性产生重大的影响。本文以过去许多研究结论为基础,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调节功能,旨在寻找其中科学规律,为森林生态环境建设和保护提供科学依据。     

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。     

西北地区植被建设与水资源环境问题

西北干旱半干旱地区水分是影响植被建设的关键因素，因而对植被建设全过程的水分关系要有一个全面的认识。人工植被建设要以地带性植被分布规律为依据，从实际出发，确定合理的林草覆盖率目标。强调了西北地区水源涵养林建设的水文效应及其重要意义。从不同地区植被建设面临的水资源环境，指出了应面对的水资源限制问题，讨论了内陆河干旱地区与黄土高原地区植被建设与水资源的关系。     

黄土高原和六盘山区森林面积增加对产水量的影响

[目的]定量评价黄土高原地区造林对流域产水量的影响,指导林水协调的林业发展和森林管理。[方法]综合分析多年在黄土高原、泾河流域、六盘山区开展的森林产流影响的多尺度研究结果。[结果]在黄土高原区域尺度,林地平均年径流(16 mm)比非林地(39 mm)减少59%;在典型流域尺度(泾河干流上游流域),森林年均产水量(76 mm)比自然草地减少51%,其中,半湿润土石山区的森林年均产水量(88.8 mm)比自然草地减少58%;在典型小流域尺度(半湿润的香水河小流域),完全覆盖森林后的年均产流比无森林覆盖情景减少59%。森林增加导致的年产流减幅在干旱地区和干旱年份会更大,并可能超过100%,如年降水量低于450 mm的黄土流域、半干旱的泾河上游黄土区的林地及半干旱的叠叠沟小流域的坡面乔木林分样地,其年产水量常为零或负值,即需消耗土壤水分和坡上汇入径流等维持生存。低度间伐不能显著减少森林蒸散耗水。[结论]在黄土高原研究的小流域、流域和区域空间尺度内,造林减少年产流量的平均幅度都在50%~60%以上,且随干旱程度的增加可达到100%,并因消耗降水外的其他水源而出现负产流。需依据水分承载力合理选择待恢复植被类型和确定森林覆盖率,这是保障区域供水安全和实现林水协调管理的基本途径。     

森林流域水文过程研究进展

指出了森林水文循环是森林联系气候对森林生态系统产生时空变化影响的重要因子。森林水文过程的研究以流域尺度为大多学者研究所接受,但如何正确地描述或者评价森林生态水文过程对于准确理解流域生态系统水循环及其对全球气候变化响应机制是其基础性关键。基于此,总结归纳了前人成果,以流域尺度森林水文过程的几个关键过程(林冠截留、蒸散、土壤蓄渗及径流)为基点,梳理了4个过程的衡量理论及方法,并提出了建立模型、水文过程的参数修正、结合GIS等技术进行流域尺度的模拟以及结合氢氧同位素技术对森林水文过程的溯源刻画将是正确理解森林流域水文过程机制的发展趋势,但现今仍存在如何将流域尺度外推于区域尺度乃至全球尺度这一科学问题。     

Eucalypt plantation management in regions with water stress

Most eucalypt plantations are managed in short rotations (6–8 years) and are established in regions with water and nutritional stresses of varying degrees. The mean annual increment in these regions ranges from 20 to 45 m³ ha^?1 y^?1 depending on the level of environmental stress. Improving natural resource use efficiency by breeding and matching genotypes to sites and using appropriate site management practices is a key challenge to sustain or increase productivity. Climate change is emerging as a driving force behind many of the current issues facing natural resources, and is likely to intensify the water constraint. The Intergovernmental Panel on Climate Change has predicted significant increases in surface air temperatures and decreases in rainfall (with more erratic rainfall patterns) over the tropics and subtropics, affecting drier regions in particular. To be truly sustainable, forest management practices must be environmentally friendly, prevent or reduce land degradation, improve biodiversity and increase resilience to climate variation and change. The main efforts should address the problems of water scarcity, low soil fertility and reduced biodiversity. Forest growers should take into account the inherent risks of different forest management systems on the regional water availability and consider reducing forest productivity in order to maintain both ecological and social equilibrium. The design and implementation of management techniques should be adapted to the specific production and protection objectives, which depend on the regional and local edaphoclimatic circumstances, water resources management, protection against soil erosion, diseases, pests, bushfires, strong winds and alien species. This paper addresses the basic requirements for integrating genetic and silvicultural strategies to minimise the water constraints in eucalypt plantations and surrounding water and native vegetation resources. We show several examples of effective forest management actions on the scale of forest stand and watershed in use in Brazil.     

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。     

密云水库集水区水源保护林分类及其经营

根据北京市森林资源调查资料，以发挥森林的生态功能、生产功能和实现林业可持续发展为原则，将密云水库集水区水源保护林划分为生态型水源保护林、生态经济型水源保护林、经济生态型水源保护林3个森林类型和18种亚型。在此基础上依据密云水库水源保护资源现状、森林水文效益试验研究和当地经济发展等20个指标，提出对不同类型水源保护林资源现状、森林水文效益试验研究和当地经济发展等20个指标，提出了对不同类型水源保护林功能要求的定性评价标准为：优、良、中、差4个等级。最后提出了各类型水源保护林合理利用和管理的措施和建议，以期为有关决策部门和制定密云水库集水区水源保护林建设规划提供科学依据。     

Effects of forest vegetation on runoff and sediment transport of watershed in Loess area, west China

This paper aims to study the effects of vegetation on runoff and sediment transport at the watershed scale, and to provide a theoretical basis for afforestation in the Loess area, in the nested Caijiachuan watershed, Jixian County, Shanxi Province of west China. Forest watersheds and farmland watersheds with similar terrain features were selected through cluster analysis to study their runoff and sediment transport characteristics. Results showed that compared with farmland watersheds, runoff generation time in forest watersheds was delayed remarkably, and peak flow was reduced greatly, which indicates that vegetation played an important role in holding and absorbing rainfall. Besides, with the increase of forest coverage, the runoff amount, runoff depth and runoff coefficient decreased during the rainy seasons. The runoff depth and runoff coefficient of farmland watersheds in the rainy season were 5–20-fold as much as that of forest watersheds, and runoff and sediment yield of watersheds with low forest coverage were 2.7–2.9-fold and 3–6-fold as great as those with high coverage during rainstorms, and low forest coverage had larger variation in sediment hydrograph. For the complexity and scale dependence of the influence of forest vegetation on runoff, forest hydrological functions based on regional scale or watershed scale were worthy of further studies. __________ Translated from Science of Soil and Water Conservation, 2006, 4(3): 48–53 [译自: 中国水土保持科学]     

南方红壤区不同管理模式下的马尾松林水沙特征与植被作用

基于标准坡面径流小区观测,比较不同雨量水平植被对地表径流量的贡献,同时利用水文功能连通性原理和灰色关联法对相关土壤和植被参数进行比较。结果表明:①小区减流减沙效果为“林下流”<封禁管理<马尾松纯林<人工乔灌草混交;②地上和地下的植被特征对坡面水文过程阻抗明显;③相关参数的影响程度为土壤含水量<植被盖度<植被高度<有机质含量。不同雨量下小区水沙过程不相一致,小区尺度上植被特征对坡面水土保持起重要作用。