中国森林生态系统水源涵养功能

森林是巨大的绿色宝库,是全球维持生态平衡的主体和人类赖以生存的重要自然资源,对调解生物圈、地圈和大气圈平衡具有重要的不可替代的作用。森林以其高耸的树干和繁茂的枝叶组成的林冠层,林下茂密的灌草植物形成的灌、草层和林地上富集的枯枝落叶层截持和蓄积大气降水,从而对大气降水进行重新分配和有效调节,发挥着森林生态系统特有的水文功能。该项研究根据森林水源涵养的机理、森林的水文效应,对我国森林生态系统水文涵养功能及其价值进行了分析及评价。     

太行山区主要森林生态系统水源涵养能力

森林生态系统水源涵养功能是林冠层、枯落物层和土壤层对大气降水进行再分配的过程。本文通过文献收集整理太行山地区森林植被林冠一次降水截留量、枯落物层持水量和土壤层贮水量数据,分析该地区主要森林植被对降水的截留和贮蓄能力,采用综合蓄水能力法对森林植被的综合涵养水源能力进行评价,旨在为合理经营和管理森林生态系统提供依据。结果表明:1)土壤非毛管孔隙度与生态系统综合持水量呈正相关,且最大持水量占整个森林生态系统综合持水量的90%以上,表明土壤层作为森林生态系统水文效应最重要的一层,是整个森林系统水分循环的主要贮蓄库和调节器;2)针叶林中油松和侧柏的冠层一次降水截留量显著高于其他林型,其林冠结构更加适应该地区气象条件,林冠层降水再分配能力也优于其他林型;3)混交林郁闭度低,有利于林下灌、草丛的生长,其枯落物现存量比纯林和人工林更高,虽然林冠一次截留量低但林下具有丰富的枯落物层而更易涵养水源;4)天然林综合蓄水能力整体高于人工林,侧柏人工林和油松人工林综合蓄水能力仅次于刺槐、侧柏和油松天然林。综上可见,合理利用森林资源防止水土流失、天然林长期封育和合理控制优势树种密度及增加植被覆盖率对太行山地区植被恢复和生态建设具有重要意义。为提高该区综合水源涵养能力,可增加乡土树种油松和侧柏人工林的种植面积。     

苏南丘陵区主要森林类型地被层水源涵养功能研究

系统地研究了苏南丘陵地区 8种主要森林类型地被层的结构功能特点 ,结果表明森林灌草层、枯落物层的数量特征及其水文功能在不同的森林类型中存在较大的差异 ,各森林类型地被层的水源涵养功能排序为 :栎类混交林 >麻栎人工林 >马尾松林 >杉木林 >板栗经济林 >毛竹林 >火炬松林 >黑松林     

森林涵养水源的价值核算研究

森林涵养蓄水价值量核算方法较多,包括土壤蓄水估算法、水量平衡核算法、多因子回归法和用地下径流增长法计算森林涵养水源的价值。但此方法存在一个问题,需要分别求出森林涵养水源的价值,然后进行合成。在合成过程中,可能存在信息叠加等问题,使计算结果偏离实际,为此提出了森林涵养水源价值量核算模糊数学模型,V=(A○R).S,A为要素评价的权重值,R为影响森林涵养水源单要素评判矩阵所组成的综合评价矩阵,S为水资源价格向量,S=(P,P1,P2,P3,0)。     

吉林省森林涵养水源经济价值核算

[目的]分析吉林省各植被类型的森林涵养水源能力及森林生态系统总的涵养水源价值量,为森林可持续经营和管理提供依据。[方法]以吉林省森林生态系统降水截留率和降水量的测定数据为基础,应用降水截留率与森林林冠、降水量的关系得到森林涵养水源实物量,利用影子工程法得到森林生态系统涵养水源的经济价值。[结果](1)吉林省年均降水量为1 179.9mm,各植被类型的森林涵养水源能力为:天然林人工林乔木林经济林;(2)每年森林涵养水源总量为7.24×1010 m3,森林涵养水源的价值量为1.81×1011元。[结论](1)吉林省水资源流出量大于流入量,属于人口与生态双重缺水的省份;(2)森林植被类型虽然丰富,但森林资源存在区域分布不均,人工林树种单一且有着过伐林的资源结构特征等问题。     

岷江上游森林涵养水源的能力变化分析

为探讨森林植被变化对水文方面的影响，客观评价近年来退耕还林等生态建设所取得的功效，以岷江上游为对象，根据森林植被、枯期径流等的变化，找出其间的关联和相应的规律。利用森林涵养水源能力的评价指标：流域最小月平均流量与年径流量之比，得出了各年段的涵养指数，并将其变化趋势与森林植被、枯期径流相比较。结果表明，森林涵养水源的能力与森林面积有很大的相关性，它随森林面积的减少而降低，随森林面积的增加而升高；尽管岷江上游森林植被遭到严重破坏，但从总体来讲，岷江流域涵养水源的能力还是特别强的，径流变化平稳，枯期水量相对丰富；退耕还林工程功效显著，大面积的退耕还林提高了涵养水源的能力，增加了枯期径流量，增强了岷江上游的生态环境安全。     

重庆市森林生态系统水源涵养功能研究

以重庆市为研究区域,根据该区自然地理环境条件的差别,利用2001—2010年重庆市MODIS植被类型数据,划分为针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌木林、草地、湿地和5个森林生态系统类型区域,利用年降水量,林冠截留率数据,结合气象观测数据,计量和评述了该地区2001—2010年间森林生态系统水源涵养能力及其变化。结果表明:总体格局空间上,东部巫溪、城口、酉阳等地区由于植被状况良好,其森林生态系统水源涵养能力较强;中西部渝中区、沙坪坝区、大足县等地区由于植被状况较差,是森林生态系统水源涵养能力的薄弱环节;东部森林生态系统水源涵养能力强,西部弱,巫溪县最强,渝中区最弱;其中渝东北生态涵养发展区森林生态系统水源涵养能力最强,都市功能核心区森林生态系统水源涵养能力最弱;三峡库区森林生态系统水源涵养能力较强,平均为61亿m3;2001—2010年,重庆市森林生态系统水源涵养量呈逐渐上升的趋势,但受降水影响,各年差异明显,多年平均水源涵养量为103亿m3,2010年森林生态系统水源涵养量最高为129亿m3,2006年森林生态系统水源涵养量最低为73亿m3。     

金沙江流域不同林分类型的土壤特性及其水源涵养功能研究

对金沙江流域6种不同林分土壤物理性质、凋落物持水量以及林地土壤贮水性能等进行了研究。结果表明，不同林分的土壤物理性质及其水源涵养功能差异明显。在相同的立地条件下，圣诞树纯林和混交林具有更好的维持地力作用和更高的水源涵养功能。依据林地总贮水量的大小，6种林分最大蓄水量大小依次为圣诞树纯林（2851．8t／hm^2）〉华旱混交林（2478．9t／hm^2）〉云华混交林（2432.4t／hm^2）〉云南松纯林（2142．8t／hm^2）〉华山松纯林（1851．8t／hm^2）〉旱冬瓜纯林（1620．3t／hm^2）。     

吉县蔡家川流域不同森林植被的林地水源涵养功能

林地（枯落物层和土壤层）是森林植被水源涵养功能的主体,在水土保持中具有举足轻重的作用。根据蔡家川流域林地枯落物和土壤的分析与测定,研究比较了晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能。结果表明,不同植被类型枯落物的最大有效拦蓄量的大小为:虎榛子林（2.85 mm）>沙棘林（2.38 mm）>刺槐林（1.88 mm）>油松×刺槐林（1.31 mm）>油松林（0.77 mm）。不同植被类型0~60 cm土层的林地土壤最大拦蓄量为:虎榛子林（248.2 mm）>油松×刺槐林（241.0 mm）>刺槐林（210.2 mm）>草地（209.8 mm）>油松林（198.1 mm）。晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能研究,为该区水土保持林的合理经营与利用提供了科学依据。     

四面山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对四面山不同林地类型土壤特性及水源涵养功能进行研究.结果表明:(1)在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤容重分别为1.10 g/cm~2,1.03 g/cm~3,1.24 g/cm~3.(2)3种林地的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均随深度的增加而减低.在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤总孔隙度分别为42.32%,48.87%和39.82.而三者的土壤毛管孔隙度分别为33.53%,38.22%和33.97%,土壤非毛管孔隙度分别为8.79%,10.65%和5.86%.(3)木荷×石砾混交林饱和蓄水量最大,为2 932.4 t/hm~2;杉木×马尾松混交林.为2 539.2 t/hm~2;杉木×马尾松×木荷混交林最差,为2 389.6 t/hm~2.术荷×石砾混交林土壤贮蓄水分和调节水分的潜在能力比杉木×马尾松×木荷混交林高122.7%.(4)木荷×石砾混交林枯落物的总蓄积量最大为246.94 t/hm~2.而杉木×马尾松×木荷混交林林枯落物的总蓄积量最小为64.47 t/hm~2.枯落物最大持水率相差较大.变动范围为229%～327.5%之间.枯落物的最大持水量依次为:木荷×石砾混交林(254.28 t/hm~2)>杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm~2)>杉木×马尾松×木荷混交林(60.35 t/hm~2).     

安徽大别山库区不同林分类型的土壤特性及其水源涵养功能

对安徽大别山库区7种不同林分土壤理化性质、凋落物持水量以及林地土壤贮水性能等进行了研究。结果表明,不同林分的土壤理化性质及其水源涵养功能差异明显。在相同的立地条件下,天然次生林和混交林具有更好的维持地力作用和更高的水源涵养功能。依据林地总贮水量的大小,7种林分的水源涵养功能依次为:天然次生林(2360.3t/hm2)>杉木黄山松混交林(2318.3t/hm2)>马尾松枫香混交林(2193.2t/hm2)>杉木林(2121.3t/hm2)>黄山松林(2055.1t/hm2)、马尾松林(2053.0t/hm2)>板栗林(2002.0t/hm2)。     

不同类型水源保护林水资源保护功能的分析和评价

针对北京市密云县密云水库上游清水河流域现有水源保护林类型现状,对油松林、刺槐林、板栗林及混交林4个林分类型的截留降雨、枯枝落叶容纳雨量、林地土壤蓄水、减少地表径流及净化水质能力进行了分析、比较和评价。结果表明,在最小消耗水资源和有利于水资源积累的前提下,水源保护林中的油松水资源消耗较少,混交林次之,刺槐林、板栗林最多。因此建议水源保护林营造应加大耗水能力小和净化水质的树种比例。     

基于GIS的密云县水源涵养林区立地类型分类制图

在对北京市密云水库密云县境内集水区的土壤、地形、植被类型等因子实地调查的基础上,分析了该区域的立地条件的异质性。根据立地分类主导因子原则和科学实用原则,确定了海拔、坡向、土层厚度等为主导因子;将密云水源涵养林立地类型划分为3个立地类型小区,9个立地类型组,15个立地类型。同时,结合地理信息系统技术对密云立地分类进行了研究,对最大蓄积量进行了估算,并编制了密云水源涵养林区立地类型图,为密云水源涵养林的林种配置和经营方式提供了科学的依据。     

东北东部山地主要林分类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对东北东部山地主要林分类型土壤特性及水源涵养功能进行研究。结果表明：有机质含量和土壤总孔隙度从大到小的顺序均为：落叶松人工林〉天然次生林〉红松人工林〉针阔人天混交林。土壤容重为：针阔人天混交林〉天然次生林〉红松人工林〉落叶松人工林。0～40cm土层饱和蓄水量落叶松人工林最大，为2326．24t／hm^2；天然次生林较好，为2258.6t／hm^2；红松人工林次之，为2252．29t／hm^2；针阔人天混交林最差。为1851．11t／hm^2.落叶松人工林枯落物持水量最好，为136．63t／hm^2；针阔人天混交林较好，为56．08t／hm^2；红松人工林次之，为54.29t／hm^2；天然次生林最差，为40．1t／hm^2。水源涵养能力依次为：落叶松人工林（2462．87t／hm^2）〉红松人工林（2306.58t／hm^2）〉天然次生林（2298．87t／hm^2）〉针阔人天混交林（1907．19t／hm^2）。     

青海高寒山区5种林分土壤特性及其水源涵养功能

为定量评价青海省大通县高寒山区不同森林的土壤特性和水源涵养功能,从而为森林的合理空间配置提供理论依据,采用浸水法、环刀法、定水头法、硫酸重铬酸钾法,分别测定5种林分的枯落物性质和0—40cm土层的孔隙度、渗透性及养分状况等。结果表明:(1)枯落物总储量及最大持水量依次为云杉白桦混交林云杉落叶松混交林青海云杉林华北落叶松林白桦林。(2)0—40cm土层的土壤有机质含量平均值依次为云杉落叶松混交林云杉白桦混交林白桦林青海云杉林华北落叶松林。(3)土壤容重随着深度增加而增大,0—40cm土层均值依次为白桦林华北落叶松林云杉白桦混交林青海云杉林云杉落叶松混交林。(4)土壤总孔隙度随土层加深而降低,0—40cm土层均值依次为云杉落叶松混交林青海云杉林云杉白桦混交林华北落叶松林白桦林。(5)0—40cm土层的土壤平均初渗速率和稳渗速率大小依次为白桦林云杉白桦混交林云杉落叶松混交林华北落叶松林青海云杉林。(6)依林地总贮水量评价的水源涵养功能依次为云杉落叶松混交林(4 427.40t/hm~2)青海云杉林(4 365.33t/hm~2)云杉白桦混交林(4 055.04t/hm~2)华北落叶松林(3 729.64t/hm~2)白桦林(2 650.31t/hm~2)。     

祁连山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

对甘肃祁连山4种不同林地类型的土壤特性、凋落物持水量、林地土壤蓄水性能、土壤渗透性能等进行了研究.结果表明,林地内土壤容重和孔隙度(0-60 cm)差异较大,容重大小依次为:牧坡草地＞祁连圆柏林＞高山灌丛林＞青海云杉林;总孔隙度大小依次为:青海云杉林＞高山灌丛林＞祁连圆柏林＞牧坡草地.林地间凋落物的最大持水量和最大持水率表现一致,趋势表现为:高山灌丛林＞青海云杉林＞祁连圆柏林＞牧坡草地.不同林地间土壤非毛管孔隙持水量差别较大,4种林地的土壤非毛管孔隙持水量由大到小依次为:青海云杉林＞高山灌丛林＞祁连圆柏林＞牧坡草地.有效涵蓄量大小与土壤涵蓄降水量一致,4种林地变化范围为184.98～222.27 mm,大小顺序依次为:青海云杉林＞牧坡草地＞高山灌丛林＞祁连圆柏林.     

大兴安岭不同类型落叶松天然林水源涵养功能研究

从森林涵养水源的角度,对大兴安岭落叶松天然林5种主要林分类型水源涵养功能进行了研究,结果表明：土壤总孔隙度在55.58%～77.45%之间,非毛管孔隙度在9.86%～16.57%之间,毛管孔隙度在41.93%～63.20%之间。土壤容重从大到小的顺序为：白桦＋落叶松林〉樟子松＋落叶松林〉落叶松纯林〉杜香＋落叶松林〉杜鹃＋落叶松林。0-20 cm土层饱和蓄水量杜鹃＋落叶松林最大,为1 548.91 t/hm2;白桦＋落叶松林最小,为1 140.82 t/hm2。枯落物层持水量从大到小的顺序为：杜鹃＋落叶松林（1 064.97 t/hm2）〉落叶松纯林（955.92/hm2）〉樟子松＋落叶松林（910.40 t/hm2）〉杜香＋落叶松林（723.95 t/hm2）〉白桦＋落叶松林（672.48 t/hm2）。水源涵养能力依次为：杜鹃＋落叶松林（1 815.12 t/hm2）〉落叶松纯林（1 640.00 t/hm2）〉樟子松＋落叶松林（1 557.01 t/hm2）〉杜香＋落叶松林（1 468.54 t/hm2）〉白桦＋落叶松林（1 308.94 t/hm2）。     

缙云山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

通过分析不同林地类型土壤特性及林地枯落物水文特性,对缙云山4种类型(针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和灌木林)林地涵养水源功能进行了研究。结果表明,灌木林表土层有机质含量为楠竹林的3.75倍,针阔混交林有机质含量为楠竹林的2.22倍,常绿阔叶林有机质含量为楠竹林的1.53倍。枯落物蓄积量为16.21~32.42t/hm2,枯落物最大持水率次序为针阔混交林>灌木林>常绿阔叶林>楠竹林,最大持水量为灌木林>针阔混交林>常绿阔叶林>楠竹林。土壤非毛管持水量由大到小依次是灌木林(66.2 mm)>针阔混交林(57.52 mm)>常绿阔叶林(47.99 mm)>楠竹林(46.98 mm)。灌木林土壤饱和蓄水量最好,为266.48 mm;针阔混交林较好,为190.4 mm;常绿阔叶林次之,为186.8 mm;楠竹林最差,为1 74.8 mm。灌木林和针阔混交林较楠竹林有更好的涵养水源功能。在今后的森林经营中,应考虑营造灌木林和混交林。     

森林不同水文层次蓄水功能的研究

在总结过去研究成果的基础上，论述了森林地上层、地表层、地下层三个水文层次的蓄水机理，系统分析了不同因子对森林不同水文层次蓄水功能的影响，为以后深入研究森林涵养水源的作用及水土保持林的经营提供理论依据。