国外森林水文研究进展述评
森林水循环与全球生态机制合成研究所获主要突破纪要
森林水循环与全球生态机制合成研究所获主要突破纪要近年来，随着全球气候变化趋势的加剧以及水资源利用和保护的迫切需求，森林水循环与全球生态机制的研究变得日益重要。
为了推动相关领域的发展与应用，森林水循环与全球生态机制合成研究所应运而生。
该研究所汇集了来自全球各地的知名学者、科研人员和技术专家，通过集思广益、合作共赢，取得了一系列重要突破。
本文将就该研究所的主要突破纪要进行概述与分析。
首先，森林水循环的关键机制研究取得了突破。
水是维系森林生态系统的重要因素，但在过去往往忽视了森林水循环与其他生物地球圈要素之间的相互作用。
通过该研究所的工作，我们深入掌握了森林水循环的关键机制，揭示了水分在森林生态系统中的源流过程、水分在土壤中的运动与储存，从而为合理利用水资源和生态环境保护提供了重要依据。
其次，全球生态机制的综合研究取得了显著进展。
生态系统是地球上生物圈的重要组成部分，而全球生态机制的研究则是了解生态系统变化与地球环境响应的关键。
该研究所通过综合利用遥感技术、地理信息系统和现代模型等工具，开展了对全球生态环境的系统观测与分析。
在此基础上，我们建立了全球生态机制的综合模型，实现了对不同尺度、不同生态环境下生态机制的定量解析，为全球生态问题的研究与管理提供了有力支撑。
再次，森林水循环与全球生态机制的耦合研究取得了重要突破。
森林作为重要的生态系统类型，在全球生态系统中起着举足轻重的作用。
该研究所通过深入研究森林水循环与其他生物圈要素之间的相互作用，并结合全球生态机制的综合分析，探索了森林与全球气候变化、碳循环、生物多样性保护等问题之间的内在联系。
这为可持续发展与生态系统保护提供了新的思路与解决方案，为我们更好地管理与利用森林资源指明了方向。
最后，该研究所注重学术交流与人才培养，进一步推动了森林水循环与全球生态机制的研究。
研究所定期组织学术研讨会、国际会议等学术交流活动，为学界与专家提供了一个广泛交流的平台。
此外，该研究所还注重人才培养，通过吸引优秀研究人员和学生加入团队，不断培养和引进高层次科研人才，提高了研究水平和学术影响力。
森林枯落物水文效应研究进展与趋势
域的不同林分的枯落物的持水率(量),吸水速率、持
系统化、综合研究 与 大 尺 度 研 究. 像 现 有 研 究 多 单
水速度(及与时间关系)进行了大量定量化研究.宣
立辉
[
１７]
研究了 冀 北 地 区 典 型 林 分 枯 落 物 层 与 土 壤
层的水文 效 应. 杨 家 慧
[
１８]
等对黔中不同龄组柳杉
[
１]
部分组成的功能层
.
[
２]
之后少见报道,研究 重 点 开 始 转 到 枯 落 物 水 文 价 值
就开始研究枯落物 在 养 分 循 环 中 的 作 用,而 后 国 外
国内外对森林枯落物的研究在初期主要集中在
许多学者大量报道世界范围内森林枯落物的分解及
不同地区不同林分枯落物总量、分布、动态及分解方
养分 释 放 等 方 面 的 研 究 . 而 我 国 直 到 ２０ 世 纪 ８０
间呈多项 式 回 归. 石 亮 [２２]对 不 同 龄 组 兴 安 落 叶 松
林枯落物的水文效 应 进 行 了 研 究,认 为 大 兴 安 岭 地
区不同龄 组 兴 安 落 叶 松 林 枯 落 物 蓄 积 量 差 异 显 著
(除成熟林和近熟林之间),成熟林、近熟林和中林龄
对于降水 的 拦 蓄 能 力 较 幼 龄 林 强. 张 引
的特点分别采用桌 面 虚 拟 化、终 端 服 务 的 应 用 虚 拟
化等方案来满足 不 同 用 户 的 需 求. 设 计 中,虚 拟 桌
面 环 境 由 虚 拟 化 基 础 平 台 (虚 拟 机 文 件、VMwa
r
e
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e统一管理的硬 件 资 源 及 在 其 上 运 行 的 软 件
浅谈森林水文效应的研究进展
浅谈森林水文效应的研究进展我省全面启动生态省建设，根据其功能划分，主导生态功能为保持和提高源头径流能力与水源涵养能力，保护生物多样性和保持水土。
保护和发展方向主要是：搞好退耕还林、封山育林，建设水源涵养林。
森林植被具有涵养水源、调节径流、改善水质、保护土壤和水环境等水文功能，现已成为共识，但森林对河流总径流量的影响却长期存在争论，国内外专家几十年的研究积累了大量正面和反面的例子，取得了积极的成果，但综合性的多因子森林水文效应定量研究较少，按流域进行的综合性研究分析还很薄弱。
应该认为，由于各地流域面积、植被类型、气候特征、地质地貌条件、土壤结构等因素的差异，森林对河流年径流量的影响也因地而异，一个地区所获得的结论不能外推，以采伐森林来获得河流径流量增减的措施更不能盲目引用。
本文对多年降雨、水文和森林覆盖资料进行分析，评估该流域森林覆盖率对河流径流能力的影响，对指导实践生态省建设有积极意义。
森林水文效应是森林环境效应的组成部份，也是森林生态效益计量与评价研究的重要内容之一。
１．水资源的挑战水是人类生存和发展的基本物质条件之一。
从人类出现之日起，就以这种或那种方式影响地球上的水文系统，利用它，又同它斗争。
水的消耗量同人口增长，经济发达程度，以及文化进步等有密切关系。
我国人均耗水量约为600多立方米/年。
据外国专家估算，20世纪初，全世界耗水量大约是4×1011立方米/年，到1950年11×1011立方米/年，1975年为3×1012立方米/年。
2000年为6×1012立方米/年，为20世纪初的15倍。
虽然增长速度有增快趋势，但世界总耗水量这个数字同地球上水圈的水总贮量15×1017立方米相比较，所占比例很小。
第一，我们通常所称的“水资源”并不是水圈的全部贮水，而是指和人类生活及工农业生产有密切关系的，能直接利用的一部分淡水，包括浅层地下水，湖泊（淡水），河川径流及土壤水等，这部分水的贮量约占地球上总水量的千分之三。
国外森林质量研究现状
国外森林质量研究现状国外森林质量研究现状近年来，随着全球环境问题的日益严重，对森林质量的研究越来越受到各国学者和政府的关注。
国外的森林质量研究涵盖了各个方面，从森林生态系统到森林资源的可持续利用等等。
本文将介绍国外森林质量研究的一些重要方向和进展。
1.森林生态系统的研究：国外的森林质量研究主要关注森林生态系统的结构和功能。
这些研究通过调查森林的物种组成、生态位、物种多样性和生态系统功能等指标来评估森林的质量。
例如，研究人员会通过对森林的鸟类、昆虫和植被进行调查，来了解森林生态系统的稳定性和生物多样性。
2.森林资源的可持续利用：森林资源的可持续利用是国外森林质量研究的另一个重要方向。
研究人员探索如何在满足人类需求的同时保护和维护森林生态系统的健康。
他们研究森林的果实、木材和草药资源的可持续管理和利用方法，并开发出可持续森林管理的指导原则和方法。
3.森林生态的恢复与保护：随着全球森林面积的不断减少，森林生态的恢复与保护成为国外森林质量研究的重点。
研究人员通过森林恢复和保护项目，恢复森林生态系统的功能和多样性。
他们利用土地复垦、人造干扰和重新种植等方法，恢复被破坏的森林栖息地，并保护濒危物种的栖息地。
4.森林管理政策和法规：森林管理政策和法规对森林质量的保护和可持续利用起到至关重要的作用。
国外的研究人员通过分析和评估不同国家和地区的森林管理政策和法规，提出改进和完善政策的建议。
他们关注森林权益保护、合理立法和监督体系的建立，以及森林管护人员的培训和社会参与的推动。
5.森林质量监测技术：近年来，国外研究人员利用遥感技术、GIS技术和无人机等新兴技术，开展森林质量监测的研究。
他们利用高分辨率遥感图像对森林面积、覆盖度和变化进行监测，并借助GIS技术分析森林生态系统的空间格局和时空变化。
同时，无人机技术的应用使得高分辨率的森林监测和植被调查变得更加精确和高效。
总结起来，国外的森林质量研究涉及了森林生态系统的结构和功能、森林资源的可持续利用、森林生态的恢复与保护、森林管理政策和法规以及森林质量监测技术等多个方面。
森林流域生态水文过程动力学机制与模拟研究进展
关键词 森林流域 生态与水文过程 动力学机制 文章编号 1001 - 9332 (2004) 12 - 2369 - 08 中图分类号 P334192 文献标识码 A
Research advances in dynamic mechanism and its simulation of eco2hydrological process in forest catchment. DIAO Yiwei1 ,2 ,PEI Tiefan1 (1 Instit ute of A pplied Ecology , Chi nese A cademy of Sciences , S henyang 110016 , Chi na; 2 Graduate School of Chi nese A cadem y of Sciences , Beiji ng 100039 , Chi na) . 2Chi n. J . A ppl . Ecol . , 2004 ,15 (12) :2369～2376.
森林植被变化的水文生态效应研究进展
森林植被变化的水文生态效应研究进展王礼先 张志强(北京林业大学水土保持学院,北京100083)摘要 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。
关键词 森林植被变化 流域水量 径流泥沙 水质随着人类对自身生存来自环境的压力与日俱增的认识逐渐加深,森林作为工业社会的主要材料来源之一的生态学后果的突现,人们对森林与林业对人类生存与发展显示的重要作用产生了新的认识,使得林业经营与发展进入更为注重生态与社会效益的经营利用观。
森林生态效益的产生与其对生物地球化学循环动力(能量)与介质(水文循环与大气循环)的影响密切相关,揭示森林植被变化(森林采伐、森林火灾、开垦、造林等)的水文生态效应,可以为森林经营、流域管理、景观管理、自然保护、山地防灾、水资源利用和土地利用规划等提供科学依据。
本文拟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国内外森林植被变化的水文生态效应研究进展。
1 森林植被变化对水量的影响集水区具有特定的系统边界是水文循环和水量平衡研究的天然场所,在森林水文生态效应研究中占有非常重要的位置。
另一方面,从森林植被对降水—汇流过程的影响出发,森林植被对水量的影响又可分为林冠截流、枯枝落叶层截持水、林地土壤水分入渗及贮水、林地蒸发散等方面。
1.1 流域试验研究森林与水的关系的科学研究始于本世纪初,森林水文研究从其早期发展阶段来看,主1998 世 界 林 业 研 究 WO RL D F OR EST RY RESEA RCH N o .6a 收稿日期:1998-10-12要集中在森林变化(主要是森林砍伐而不是造林)对流域产水量的影响。
森林水文实验报告总结
一、实验背景随着全球气候变化和人类活动的影响，森林生态系统在维持全球水文循环、调节水资源分布等方面发挥着至关重要的作用。
为了深入了解森林生态系统对水文过程的影响，我们开展了森林水文实验，通过对不同森林类型、不同植被结构的水文特征进行观测和模拟，分析森林生态系统对水文过程的影响机制。
二、实验目的1. 了解不同森林类型、不同植被结构的水文特征。
2. 分析森林生态系统对水文过程的影响机制。
3. 探索森林生态系统对水资源调控的潜力。
三、实验方法1. 实验地点：选择具有代表性的森林生态系统，包括山地森林、平原森林和干旱区森林。
2. 实验材料：观测设备（自动气象站、土壤水分仪、径流计等）、模拟模型（Penman-Monteith模型、分布式水文模型等）。
3. 实验步骤：（1）建立森林生态系统水文观测站，收集森林生态系统水文数据；（2）运用Penman-Monteith模型估算森林冠层蒸腾量；（3）采用分布式水文模型模拟流域水文过程；（4）分析森林生态系统对水文过程的影响。
四、实验结果与分析1. 森林冠层蒸腾量通过Penman-Monteith模型估算，不同森林类型的冠层蒸腾量存在差异。
山地森林的冠层蒸腾量较高，平原森林次之，干旱区森林最低。
这主要是由于山地森林的植被覆盖度较高，水分条件较好，而干旱区森林水分条件较差，植被覆盖度较低。
2. 森林生态系统对水文过程的影响（1）水分截留与再分配：森林生态系统对降水具有较强的截留作用，可以降低雨滴落地速度，减少径流产生。
同时，森林生态系统对土壤水分具有较好的调蓄作用，可以缓解土壤干旱。
（2）径流调节：森林生态系统可以调节径流过程，减小径流峰值，延长径流历时。
在干旱季节，森林生态系统可以延缓土壤水分的蒸发，为流域提供水源。
（3）土壤侵蚀控制：森林生态系统可以降低地表径流速度，减少土壤侵蚀。
同时，森林植被的根系可以固定土壤，提高土壤抗侵蚀能力。
3. 森林生态系统对水资源调控的潜力森林生态系统具有巨大的水资源调控潜力。
国外水文物探技术的新进展概论
国外水文物探技术的新进展总体上来说，水文物探技术基本上是从石油物探移植的，但是一般需要针对浅层的特点在技术上作一些必要的改进。
由于物探技术能提供多种描述地质材料的物理参数并具有速度快、成本低和不破坏地质环境的优点，在水文勘查的历史上已经得到了广泛的应用。
近年来，水文物探取得的主要进步有以下两个方面，一是开发成功核磁共振找水仪器和技术并在世界范围内取得较好的应用效果，它标志着物探技术已开始从间接找水向直接找水过渡，是一次技术上的飞跃；二是物探技术的应用已从单一的找水、定井扩大到为地下水管理提供资料。
在试验和应用研究中，逐步形成了一批新的技术方法系列。
水文物探技术和应用的范围较广，长期以来国内刊物（或书籍）已对国外有关的发展做过一些介绍。
为避免重复，本文介绍的重点将置于1999年后地震、电法、探地雷达发展的某些主要方面。
一地震勘探技术地震方法是目前我国用于水文地质调查的主要物探方法。
它通过研究人工激发和接收的地震波的运动学和动力学特征来调查地质问题。
地震勘探的方法有近十种，以下仅对主要的方法—反射地震、折射地震、垂直地震剖面、三维地震予以介绍。
（一）反射地震目前，反射地震是浅层勘查中得到最多应用的地震方法。
虽然80年代它才在水工环地质调查中得到应用，但是在90年代初却已经形成比较完整的浅层反射地震技术系列。
1 资料采集技术的改进（1）地震共中心点迭加（CMP）的野外资料采集中，需要大量的劳力埋置检波器。
为了提高效率，降低成本，国外研究出了一种陆地检波器拖缆，使用万向接头，可以自动确定方向。
在瑞士两个试验场地的应用成果说明，该设备在技术上解决了检波器与大地间的藕合问题，只二、三人作业，即可完成过去10余人的工作，并且能取得与原来一样好的效果。
（2）九分量地震数据地震行业正在考虑应该记录多少数据分量才能以最低的价格提供岩石/流体信息。
为了取得地下目标的最佳图像，必须首先把地震波分离成几个分量，以便使P波、Sv 和Sh波三种图像中的任何一个，尽量少受其它两个波形的影响。
森林生态水文研究进展与发展趋势
Ｊ ｕｎ ｅ ２ Ｏ １ ３
文章 编号 ： １ ０ ０ ５ － ０ ９ ３ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ ０３ － ９ １ ０１ － ２
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ － ０ ９ ３ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ０ １
壤一 植被． 大 气传 输 （ Ｓ ｏ ｉ ｌ — Ｖ ｅ ｇ ｅ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ － Ａ ｔ ｍｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｅ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ， Ｓ Ｖ Ａ Ｔ） 模 型（ 包 括 更 为 微 观 的 土
壤． 植物． 大气连续体模型 ） ， 探究垂直梯度 的水分传输和植被 生理生态过程 机制 ； 流
第２ ｌ 卷 ３期
２ ０ １ ３ 年 ６月
应用 基础 与工 程科学 学报
Ｊ ＯＵＲＮ ＡＬ ＯＦ Ｂ ＡＳ Ｉ Ｃ Ｓ ＣＩ Ｅ ＮＣ Ｅ ＡＮＤ ＥＮ ＧＩ Ｎ Ｅ ＥＲ Ｉ ＮＧ
中图分类号 ： Ｓ １ ７ ５ 文献标识码 ： Ａ
Ｖ０ １ ． ２ １． Ｎｏ ． ３
作者简 介 ： 余新 晓（ １ ９ ６ １ 一） ， 男， 教授 ， 博士生导师． Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｙ ｕ ｘ ｉ ｎ ｘ ｉ ａ ｏ ｌ １ １ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
３ ９ ２
应用基础与工程科学学报
生态系统水文过程和流域水 文过程． 生态 系统水文过 程多借助 实验样地 尺度上 的土
域 水文 过 程 多 以分 布式 水文 模 型建 立 和模 拟 为 基 础 ， 以探 究 宏 观 尺 度 的 径 流 等下 林 生 态水 文过 程研 究
１ ． １ 生态 系统 水文 过程研 究
国内外水土保持林研究进展浅析
国内外水土保持林研究进展浅析宝力特1,2,方彪1,2,郭孟霞3,王利兵4,郭建英4(11内蒙古自治区水土保持监测站,呼和浩特010020;21内蒙古自治区水事监理服务中心,呼和浩特010020;31北京林业大学水土保持学院,北京100083;41内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特010019)摘要:主要阐述了水土保持林体系建设在国内外发展的概况,水土保持林功能、树种选择、优化模式结构、效益评价和该领域中存在的问题,为水土保持林的发展提供理论基础和发展方向。
关键词:水土保持林;功能结构;树种选择;优化模式结构;效益评价中图分类号:S727127文献标识码:B文章编号:10074066(2006)032803*水土保持林是以调节地表径流,防止水土流失,改善生态环境和农业生产条件为目的的防护林体系的重要组成部分之一。
随着人类对环境要求的逐步提高,水土保持林研究发展也得到迅速提高。
1国内外水土保持林研究发展现状1.1国外水土保持林发展现状在水土保持林方面,国外起步较早,欧洲各国从18世纪初就研究森林工程措施对防止泥石流和山体滑坡的防止作用[1]。
俄国在18世纪中期也开展了水土保持林的研究工作。
19世纪,欧洲发生严重的黑风暴,造成巨大的经济损失,俄罗斯的许多学者进行了定位的改善生态环境和草原造林试验,营造了以农田防护林和水土保持林为主要内容的防灾和提高区域生产力的防护林体系。
其中,道古恰也夫、柯斯特切也夫等学者,提出了许多防止水土流失和干旱的包括水土保持林措施的生物和工程相结合的综合措施。
20纪30年代,在前苏联、乌克兰、格鲁吉亚等加盟共和国的一些州中,相继开展了土壤侵蚀及其防治措施的研究。
1967年以后,前苏联水土保持林研究的深度和广度均有长足发展,召开了多次全国会议,并出版了几十部专著。
其中1973年出版的5水土保持林的营造6和1980年出版的5摩尔达维亚的暴雨侵蚀及水土保持林业措施6,表明水土保持林已经成为前苏联地区最重要的水土流失治理的措施[3-7]。
国际树轮水文学研究进展
文章编号:100020240(2004)0620720209国际树轮水文学研究进展 收稿日期:2004202220;修订日期:2004207226 基金项目:科技部重点国际合作项目(2002CB714004);国家基础研究重点规划项目(G2000048701);国家自然科学杰出青年基金资助项目(40125001);国家自然科学基金项目(40371009);甘肃省教育厅项目(031204)资助 作者简介:刘普幸(1964—),女,山西平遥人,教授,1991年在西北师范大学获硕士学位,现为兰州大学资环学院博士研究生,主要研究方向干旱区地理与绿洲、树轮水文学.E 2mail :Pxliu @刘普幸1,2, 勾晓华1, 张齐兵3, 陈发虎1(1.兰州大学中德干旱环境联合研究中心、西部环境教育部重点实验室,甘肃兰州 730000;2.西北师范大学地理与环境学院,甘肃兰州 730070;3.中国科学院植物研究所,北京 100093)摘 要:树木年代学丰富的内容和知识体系,成熟的研究方法,为区域尺度上研究水文变化提供了精确的方法.基于树轮重建水文,认识过去长期自然水文变化格局,合理规划与管理水资源的价值,使树轮研究在水文气候变化研究中愈来愈受到人们的广泛重视.在短短的几十年里,树轮水文学取得了日新月异的进展,成为继树轮气候学之后又一快速发展的应用学科.在理解树轮水文学科学概念与内涵的基础上,介绍了基于树轮重建水文的主要手段与方法,从重建径流、重建极端水文事件、重建降水及重建湖泊沼泽水位等4个方面综述了国际树轮水文学的研究内容与进展,并简要的概述了其未来发展趋势.关键词:树轮水文学;树轮年表网;帕尔默干旱指数;网格化资料;发展趋势中图分类号:P343文献标识码:A1 引言 树轮水文学(Dendrohydrology )是一门根据树木生长的水文气候重建研究过去长期水文现象的科学[1],它注重理解水文变量(降水、径流、地下水等)和树木对水文变量影响的生物响应.20世纪70年代,Stockton et al.[2～7]开始致力于美国西部树轮水文学的研究,1971年他在美国西南部基于树轮延长水文记录和延长年径流量;1975年在科罗拉多河上游建立了地表水长期供给与流量水位间的关系;1978年出版了第一部树轮水文学研究专著《用树木年轮系列延长径流量记载年代》,成为在树轮水文学上最有建树的研究者[8],并将这门学科推向成熟,加快了树轮水文学的发展步伐.20世纪80年代以来,全球水资源短缺问题日益突出,全球气候变化的不确定性增加了对水资源的挑战,在干旱、半干旱地区形势更为严峻.利用树轮重建水文气候变化的研究愈来愈引起人们的重视,促进了树轮水文学的发展,取得了较为丰富的成果,使树轮水文学成为继树轮气候学之后又一迅速发展的树木年代学的应用学科.目前,国际树轮水文学的分支研究包括:重建径流、重建极端水文事件(干旱和洪水)、重建其它水文气候要素(如湖泊与沼泽水位历史、湖泊盐度、重建大尺度水文气候变化等)、重建降水及降水可能性等4个方面.应用研究包括重建干旱洪水等极端事件与主要水文气候变量(诸如径流、降水)的历史、分布特征、频率、周期、严重程度的可能性分析及区域地表水分条件的相互作用等.至今,全球除南极大陆外的其它大洲已有20余个国家开展了这方面的研究,反映了这一领域在全球变化研究中的重要作用.2 树轮水文学的研究资料与方法进展2.1 树轮宽度是重建水文最重要的资料 基于树轮的水文研究,其基本观点是利用树木生长对水文气候因子敏感的树种,重建过去长期重要水文变量(如径流和降水)的行为[1].自从树轮水文学诞生以来,绝大多数重建水文气候的研究工作第26卷 第6期2004年12月 冰 川 冻 土JOURNAL OF G LACIOLO GY AND GEOCR Y OLO GY Vol.26 No.6Dec.2004都是利用树轮宽度进行的.Holmes et al.[9]在重建南半球阿根廷径流时,通过统计表明年轮宽度能真实地反映年径流量[10].不同水文条件(例如干、湿)能影响树木的生物响应,并体现在树木年轮的宽度上.树木对水文“驱动力”的生物响应主要被记录在树轮宽度里[1],树木通过在生长轮宽度中产生变化来揭示树木对水分有效性变化的响应,一个恰当的树轮序列能直接提供径流的历史[11].可见,树轮宽度是重建水文最重要的指标.另一方面,全球大多数地区降水、径流等器测记录较短,器测记录历史最长的美国也不超过150a,这些记录只能捕获到自然水文可能变化范围的极其有限部分.基于树轮宽度重建水文就成为延长水文气候器测记录,认识过去自然水文气候变化最有用的工具之一.2.2 树轮水文学的研究方法 树轮水文学是树木年代学的一个应用学科,在许多研究中,树轮年代学被用于重建许多重要的水文变量[1～9,11～22],因此,树木年代学的理论与方法就成为树轮水文学研究的基础,其方法也同样经过野外采样、交叉定年、年表的建立、校准和验证以及水文重建分析等. 寻找和选择合适的采样点、树种和树木,在树轮年代学中十分重要[2].由于水文重建往往涉及到一个流域,山区与沙漠地区因立地条件、树种、林型、限制因子、小地形等不同[8],使其采样与其它树木年代学的应用研究不同.通常根据国际树轮数据库(ITRDB)的要求,每个采样点采集20～40棵无明显火灾、病虫害干扰的健康高大长龄的活树树木,每棵树采两个芯.样品带回实验室后需要晾干、固定、打磨、交叉定年、量测,借助于COFECHA程序[23]进行量测和定年误差的辅助质量检验,利用国际通用的ARSTAN程序[24,25]得到3种树轮年表.然后进行树轮水文气候要素之间一系列的相关分析,突出水文限制因子,获得最佳相关时段,建立重建方程.重建的可信度可以用复相关系数来衡量,通过校准、检验后可进行水文重建.在水文重建中,被解释的器测记录变化值的范围一般约在40%～70%,>60%则认为被解释的变化是好的[18].水文变量,尤其是反映数年不寻常的极端水文事件,在水文研究中特别重要.研究表明,树轮中低流量信息的可靠程度大于高流量信息[1,18,26]. 近年来,利用树轮资料来理解过去的水文气候变化已十分有效.但是,在重建中仍然存在潜在的不确定源:1)器测资料和树轮资料的测量误差;2)由于树轮资料和水文气候变化间的相关不令人满意而导致的标准模型的误差[1].解决问题的关键在于统计回归模型分析如何才能最大限度地将水文变量和不确定的特征,借助模型拟合到校准资料中[27],如何产生更精确的重建径流的方法,为适应特殊流域(如城市水源)进行合适的流量值估计,为水文预测模型提供输入值[21].3 树轮水文学的研究内容与进展3.1 重建径流 重建径流是树轮水文学最重要的研究内容之一,自1936年Hardman和Reil首次对美国内华达州Truckeer河流进行水文重建、延长水文记录[16]以来,重建径流的研究区域不断扩大,已取得了丰硕的成果.在美国,树轮年表已被广泛用于延长水文记录,重建年或季径流[3～7,18～22,26,28～36],成为全球研究最早,成果最多的国家. 目前,北美洲延长的水文记录最长可达869 a[35].Jones et al.[37]在英国南部重建225a的径流,成为第一个基于树轮重建欧洲径流的学者.之后前苏联[2]、瑞典[38]、意大利[39]、西班牙[1]等欧洲国家也先后开展了这方面的工作.亚洲最早利用树木年轮重建径流的工作,始于中国的新疆地区[40],随后其他学者在中国西北[8,41～43]、蒙古东北部[44]、土耳其[45]、尼泊尔[46]等地也开展了类似工作,延长的最长水文记录达1320a[41].树轮水文学研究工作在南半球开展较少,Holmes et al\%.[9]在阿根廷利用树轮延长河流记录的研究,以及Cam pbell[47]在澳大利亚塔斯玛尼亚对夏季径流初步估算的研究代表树轮水文学研究在南半球开始延伸[1],并由Hol mes et al.[9]将记录延长到368 a.随后,在南非北部、智利、巴西、新西兰、津巴布韦、摩洛哥也开展了其它水文重建的研究.3.2 重建极端水文事件 重建极端水文事件是树轮水文学重要的应用研究领域,主要包括重建年/季或月水文事件,延长干旱和洪水记录;干旱周期分析;重建干旱频率、严重性、持续时间和空间分布. 干旱和洪水是自然界最具破坏力的两种自然灾害,利用树轮重建干旱和洪水事件,认识它们出现的频率、周期、强度、持续时间及严重程度,始终是树轮水文学应用研究的重要课题.Helley et al.[48]在加利福尼亚利用树轮重建400a的洪水,1276期 刘普幸等:国际树轮水文学研究进展 S tockton et al.[6,49]利用树轮重建美国西部干旱出现的长期历史,成为早期利用树轮重建水文事件的研究者.之后,Hi rschboeck[50]利用树轮重建部分持续洪水序列中水文气候的混合分布及洪水水文; McCord[51]利用有洪水疤痕的树木来延长洪水频率的估计等.由于美国干旱的大范围出现和严重性以及树轮研究的成熟性和广泛性,使美国成为利用树轮重建干旱和洪水事件成果最多的国家. W oodhouse[20]利用24个采点的样本建立了10个年表,收集了在科罗拉多47个站的帕尔默干旱指数(PDS I),重建了美国东科罗拉多春季的PDS I,解释了62%的器测记录变化并将其延长到公元1552年,揭示了该区域过去4个半世纪的主要干旱特征,包括1580年代,1630年代,1660年代,1730年代和1930年代的干旱事件,并发现16世纪晚期被称为美国西南部特别严重的干旱,实际上只比该区域其它主要干旱略为严重一点. 利用树轮进行干旱周期分析,揭示其形成的驱动机制.早在1940年Kosti n就利用欧洲桉树(Fraxinus exelsior)分析了前苏联西南部城市沃罗涅什(近顿河中游)地区的干旱周期[2].M itchell et al.[52]研究了美国西部17世纪以来的22a干旱周期与太阳黑子周期相关的证据;S tockton et al.[49]研究了美国西部的干旱出现与太阳黑子周期关系的树轮证据.Meko et al.[53]收集了美国玉米带1680—1980年的树轮资料,进行区域尺度上18.6a和22 a干旱周期的检验.Cook et al.[54]对美国西部20a 干旱规律的太阳和月球可能驱动力进行新的评价后认为,自1700年以来,美国持续20a的干旱规律可能同太阳的22a磁周期和月球的18.6a潮汐周期的驱动相联系. 利用区域树轮年表网重建干旱频率、严重性、持续时间和空间分布,是近十多年来树轮水文学应用研究的热点问题.Hughes et al.[55]利用巨杉(G iant Sequoia)树轮重建加利福尼亚中部的干旱频率;Chbouki et al.[56]重建了摩洛哥干旱的时空变化和分布模式.Meko et al.[57]利用美国西南部121个点的树轮网资料,分析了该地区1600—1962年间持续的严重干旱,认为在近期的树轮记录中, 1660年代中的4a干旱是西南部持续时间最长的大尺度干旱.但较长的树轮记录表明在1579—1598年间发生了持续时间更长、更严重的干旱,他用回归估算该时期科罗拉多河的年平均流量仅为长期平均的81%.Cook et al.[58]利用美国大陆425个树轮年表网,用纬度长2°×经度长3°的154个规则的帕尔默干旱指数(PDS I)网格,重建了公共区间1700—1978年的美国全大陆的夏季干旱,得到了美国大陆干旱时空分布特征,并利用旋转主成分分析得到了更多其它局部干旱信息.重建表明,1930年代的“Dust Bow l”干旱是自1700年以来袭击全美国最严重的干旱事件.W oodhouse et al.[22]利用从大平原东北到新墨西哥中部的一组年表重建了美国大平原西部1845—1856年的干旱,认为1845—1856年从怀俄明州中南到新墨西哥州东北有一个干旱核心区,在1845—1848年,1851,1854—1856年干旱特别严重,在其间隔年份干旱影响范围缩小,这些干旱可能对19世纪后半叶 犁群的大批死亡有影响.Fye et al.[59]利用树轮重建美国PDS I,研究过去500a古气候与20世纪水分机制的相似性,认为美国西部和大平原的器测平均PDS I值在20世纪记载了3个主要的10a水分机制:20世纪初期的多雨、“Dust Bow l”干旱和1950年代的干旱.过去500a“Dust Bow l”干旱的严重性和发生的地理位置并不十分相似.1950年代的干旱(1946—1956年)集中在美国西南部,并在过去500a重现了12次有相似的空间范围和持续时间的干旱;其中之一是16世纪的特大干旱,也集中在西南部,在空间范围、持续时间和严重程度上似乎超过了“Dust Bow l”干旱.3.3 基于树轮的其它水文重建 随着树轮水文学的不断发展,其内容及应用研究愈加宽广,包括重建湖泊水位、沼泽水位、湖泊盐度、冰川进退、干旱/湿润、积雪场与大气环流的联系等.1970年代初Ferguson[60]利用树轮研究科罗拉多河与S tanten’s Cave漂木的年代; L aM arche et al.[61]对阿尔卑斯山的树轮、冰川前进和气候进行了研究;S tockton et al.[4]利用树轮重建阿萨巴斯卡(A thabaska)湖泊水位的变化等为其它水文重建的研究开了先河.利用树轮重建湖泊、沼泽水位、冰川前进、河流漂木、积雪场、大气环流等成为近几年来的一个发展趋势.M agda et al.[62]利用B uriatiya森林带的苏格兰松的区域树轮年表,重建了南西伯利亚280a(1720—1999年)的贝加尔湖(B aikal)湖泊水位.重建表明,轮宽与该湖水位强烈相关,区域年表解释了1933—1993年间73%的湖泊水位变化.1978—1982年和1735—1740年为最深湖泊处的湖水水位极小值,这些年可能是过去3个世纪最干旱的年份,重建期间极端高水位227 冰 川 冻 土 26卷 发生在1790年代和1930年代.Bégi n[63]利用树轮研究了加拿大副极地-北部山区交界处极端湖泊水位.在魁北克北部过去最后一个世纪,两个大湖的极端湖泊水位年代被湖岸线树木疤痕记录及被波浪侵蚀而倾斜的湖岸树木的序列所记录.冰2疤痕的年表表明了春季的高水位,而波浪引起的树木倾斜年表表明了夏季的高水位.1930年代冰洪水的强度和频率大大增加,而倾斜树木的年表没有表明这种变化,但波浪的侵蚀出现在异常的多雨年份.根据现代记录,春季湖泊水位上升是由于自1930年代以来降雪增加引起的.然而,自1930年以来,大多数年份侵蚀标记的缺失表明因干旱造成了高频率低水位年份.有大量被侵蚀标记的树的年份(如1935年)表明,自1930年代以来夏季湖泊水位的年内范围已经增加.湖泊2洪水频率的增加与极地反气旋的更缓慢的扩大,和有利的气旋式气团通过该地所导致的初冬丰富的降水有关;夏季的情况是由于夏季控制极锋位置的反气旋比率减弱,这个位置影响控制夏季降水的气旋式气团的路径,因而也影响该地区夏季湖泊水位.Scott[64]利用树轮重建1604—1997年圣福兰西斯克湾的盐度,结果表明在1952年后,在圣福兰西斯克湾被目睹转变后的盐度极端事件是过去400a从未有过的,尤其是在1976—1977年和1987—1992年加利福尼亚干旱记录期间.近来这些极端事件和在Frot Poi nt从1953—1994年2. 52%的1～7月平均盐度的增加,似乎大大反映了人类占用萨克拉门托-圣华金河流量的情况. Tootle et al.[65]利用位于科罗拉多河流盆地的两个美国地理勘察站80a(1923—2002年)的径流资料,评估了该河流盆地的干旱状况.预测了当前的EL N i n o事件会持续到2002年底并进入2003年初,认为它对科罗拉多河盆地的预期影响将小于1997—1998年的影响.通过对1923—2002年间11个确认的EL N i n o事件水年的径流估计,来判断当前的条件是否足以结束这场干旱.太平洋十年涛动(PDO)是另一个影响EL N i n o事件的水文影响的因素.通过估计PDO和EL N i n o事件不同阶段的水文影响,来确定下一年增强水文影响的可能性. Ham let[66]认为在EL N i n o事件发生期间,PDO 能增强和加湿水文影响.W oodhouse[67]利用树轮重建了431a(1956—1999年)的西科罗拉多Gunnison的4月1日雪水量,解释了63%的器测记录变化.同美国中西部的重建相比,重建记录反映了大尺度水文气候变化,但也包含了用于调查东西地区气候差异的区域信号.她认为洛矶山脉北部和南部互不相关,美国西部4月1日雪水量研究表明,这两个地区不同环流模式影响冬季积雪场.在Gunnison地区,在低雪峰条件下北美太平洋(PN A)模式和EN S O有同样的影响,尽管在冬季PN A和Gunnison雪水量间存在相关,但该区域似乎在这个地区边缘,西北受PN A影响更一致.同美国西部大多数地区的低雪水量一致,当L a N i n a 的模式趋于同PN A模式相反时,正的PN A环流模式同EL N i n o事件的异常模式相一致.3.4 重建降水 降水是树轮水文学关注的又一重要水文变量. S tew art(1913)、M arshall(1927)、Gol dthw ait和L yon(1937)、Schum acher(1939)是早期研究树木与年降水关系的学者[2].随后S tockton et al.[68]重建摩洛哥降水变化的特征与机制;Hughes et al.[69]、袁玉江等[70]、勾晓华等[71]、刘禹[72]、刘晓宏等[73]利用树轮重建中国中北部、天山西部、祁连山东部、内蒙古、西藏林芝地区的降水等;Grissi no2 M ayer[74]重建美国新墨西哥西北部地区2129a的降水;V illalba et al.[75]利用阿根廷西北森林上限不同海拔(1700—2025m)的干湿两种环境的6个采样点的两种树种(J uglans australis and Cedrela lilloi)建立的年表,重建了南美(22°～28°S)安第斯山东坡的长期降水;S tahle et al.[76]利用S ikum i (1876—1996年)和M zola(1873—1997年)年表重建津巴布韦湿季的总降水;Meko et al.[35]利用亚利桑那州北美季风(N A M S)核心区的5个Pseudotsuga Menziesii年表的晚材宽度重建了该区夏季降水;Oberhuber et al.[77]利用苏格兰松的3个年表重建阿尔卑斯山内干旱谷地1724—1997年的春季降水;D’A rrigo[45]利用树轮重建1583—1999年东土耳其的水文气象变化;Díaz et al.[78]利用Pinus Lagunae树轮宽度年表重建墨西哥的B aja Calif ornia S ur公元1862—1996年的7～9月降水,延长了该地区始于1940年代或1960年代的器测气候记录,评价了过去约2个世纪的降水变化,包括和EN S O事件的关系;S paul di ng et al.[79]重建了北美西南部过去持续多雨的事件; Faiers et al.[80]利用树轮概要估计了美国路易斯安那州极端3～24h降水频率和强度.W oodhouse[15]首次利用新墨西哥西南和亚利桑那的树轮宽度重建了美国西南地区1702—1983年的降水日数,认为在一些地区如美国干旱的西南地区降水量的空间分3276期 刘普幸等:国际树轮水文学研究进展 布变化很大,冬季降水日数与总降水相比是更有意义的季节降水变量和大气环流特征的异常指示器. 总之,以前的树轮水文学研究主要侧重对单一流域进行水文逐要素变量(如径流、降水、干旱、洪水、湖泊水位、沼泽水位等)记录的延长、重建或周期分析,研究区范围小,而且集中在传统的北美和欧洲树轮研究区.近10a来,树轮水文学的研究除了延续以往水文变量的重建外,在内容上趋于微观化,如重建降水日数、3～24h降水频率和强度、盐度、积雪日等的重建;在区域上也从传统研究区域拓展到亚洲、南美洲、非洲、大洋州等世界范围.而且更加注重利用已有的树轮年表网的资料或PDS I网格化资料,进行多流域甚至大尺度范围(如全美国)的树轮水文学应用研究,包括极端事件的特征、频率、严重程度、持续时间、及时空分布特征的重建,及其与EL N i n o、太平洋十年涛动(PDO)和人类活动之间的关系等机制的探讨,并开始关注水文重建为区域水资源规划和管理服务的研究,全球变暖引起的气候变化对河流的影响研究.4 树轮水文学的发展趋势4.1 拓展树轮水文的研究,建立不同气候机制下世界各地的树轮资料已有的研究表明,基于树轮重建水文变化在全球变化研究中有重要的作用.但是,树轮水文学的研究发展极不均衡,主要集中在北美和欧洲,干旱面积广大的亚洲、非洲和澳洲却很少.由于绝大多数地区的水文器测记录不足100a,极大地限制了人们对径流的长期水文变化以及极端水文事件等的认识和理解.通过在世界各地建立时间较长的高质量树轮年表,更好地理解各地区水文气候变化[54,58],认识其驱动机制,填补高分辨率的古气候资料,为大范围大尺度的水文重建研究打下良好的基础,通过分析这些资料以期待对大陆和全球尺度的过去水文变化有重大发现.4.2 更好地理解区域尺度或全球范围的水文时空变化 全球和大区域尺度上过去气候重建对于获得和理解过去气候模式,研究可能的大尺度控制有十分重要的意义[22].以前的研究大多关注局地或区域范围的水文变化,很少考虑大范围的水文气候重建[54].近来的一个发展趋势是利用树轮年表空间覆盖网重建春季PDS I及DA I(区域干旱指数),揭示大范围干旱的出现、持续时间、周期、积雪场等,以期为全球和大区域尺度上重建水文变化研究开辟一条新的途径.4.3 加强大气环流与水文变化联系及预测未来全球变暖对水文的可能影响的研究 加强区域水文学和大气环流之间的联系的研究,更好地认识大尺度气候变化的机制和气候变化对水文变量的影响.预测未来全球变暖对径流的影响,特别是在水资源短缺的干旱地区有重要的意义而且前景广阔.4.4 加强重建径流对水资源管理和规划的作用 长期的水文变化模式在水资源的规划中具有非常重要的作用.目前水资源的规划主要基于20世纪气候和径流的器测记录,然而,已有的最长器测记录也仅仅限制在自然水文可能变化范围的一小部分内.有效利用水资源的规划需要充分认识和科学理解过去长期的径流自然变化,也要求有准确的水文变化信息和由气候变化引起的水文变化信息.已有的研究表明重建径流已对延长水文记录十分有益,因此,树轮径流的重建能更好地满足水资源的管理和规划的需要,为水资源管理者服务或为水资源管理者提供丰富的资料,特别是在水资源短缺的干旱地区更为迫切.树木年代学在资源管理中有许多潜在的应用,但是树轮水文学的分支领域对水资源管理的探讨还远远不够.今后进一步加强对水供给变化的长期记录价值的认识,利用径流和降水等水文气候变量重建的研究成果,为水资源的管理和规划服务是树轮水文学的又一个发展趋势.4.5 加快我国树轮水文学的研究步伐 我国水资源丰富但分布不均,近年来随着经济不断发展,人口快速增长,水资源问题日益突出.特别是西北干旱区,径流站点少、器测资料短,人们对水资源的认识不足,水资源的有限性及其不合理利用造成土地荒漠化、土壤次生盐渍化、沙尘暴等生态环境问题,已成为全球关注的热点之一.我国20多年的树轮水文学研究工作几乎集中在西北的新疆地区,祁连山也仅限中段,东北地区为数甚少,其它地区的工作目前尚未见到报道.康兴成等[41]“利用树轮资料重建黑河近千年来出山径流量”,虽然标志着国内树轮水文学走向国际规范化,并代表国内树轮水文学研究的领先水平,但我国树轮水文学研究区域范围小,进展缓慢,研究的广度和深度远远不及国际同行.目前,我国急需加强树轮水文学的研究工作,利用树木年轮重建我国水文与水资源变化,了解其过去水文的自然变化,揭示427 冰 川 冻 土 26卷 。
森林生态系统的水文调节功能及生态学机制研究进展
生态环境 2006, 15(6): 1360-1365 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目：国家自然科学基金委创新群体项目(40321101)；国家自然科学基金项目(30230090)作者简介：曹 云（1977－），男，博士，主要从事植被生态学及生态系统水文服务功能机制研究。
E-mail: Caoyuncy@ *通讯联系人 收稿日期：2006-05-17森林生态系统的水文调节功能及生态学机制研究进展曹 云，欧阳志云*，郑 华，黄志刚，邢芳芳中国科学院生态环境研究中心//城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085摘要：森林水文调节功能是森林所实现的重要服务功能之一，可是由于森林资源被无节制的开采利用，导致人们不断遭受森林破环所带来的洪旱灾害。
因此关于森林生态水文功能研究已成为生态学和水文学的研究重点之一。
近年来，国内外对森林水文调节过程及其生态学机制进行了广泛深入的研究，所以文章从森林的水文过程出发，对林冠截留、树干流、凋落物层截留、林地水分涵养和蒸发蒸腾及其影响因子的国内外研究现状进行了归纳分析，研究认为林地各冠层均能够截留降雨，降低雨水动能，从而减少地表径流的产生和对地表的冲击；凋落物层能蓄留水分、抑制蒸散、减缓地表径流；而树干流改变降雨水平空间格局，影响水分入渗以及土壤水源涵养。
森林结构复杂，明显改变了降雨分配过程，而森林水文过程及调节功能又受到森林结构的制约，因此定量定性探讨森林生态系统的结构、过程与水文调节功能之间关系，是未来森林生态水文功能研究的重点。
关键词：森林水文调节功能；森林结构；水文过程；降雨分配中图分类号：S715；S718.5 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）06-1360-06森林生态系统水文调节功能是森林和水相互作用后产生的综合功能的体现，即在调节气候、涵养水源、净化水质、保持水土等方面所发挥的巨大功能，其中涵养水源、净化水质和保持水土是森林生态系统服务功能的重要方面[1-2]。
森林水文效应的研究进展
森林水文效应的研究进展
韩永刚;杨玉盛
【期刊名称】《亚热带水土保持》
【年(卷),期】2007(19)2
【摘要】根据国内外近几十年森林水文方面的研究进展,以福建省不同森林类型为例,从整个森林生态系统的空间结构出发,论述了森林对降水的影响:即分别从林冠层、林下植被层、枯枝落叶层以及林地土壤层分析其对降水截留的影响.除此之外,还概
述了森林对径流(包括对泥沙和水质的影响)、蒸发散等影响的最新研究动态.但由于目前不同地区森林水文效应的研究方法和研尺度都存在较大差异,因此,今后森林水
文研究工作应加强水文过程中物理机制的研究,这样从不同地带、森林类型等方面
去分析评价森林水文效应才具有更重要的意义.
【总页数】6页(P20-25)
【作者】韩永刚;杨玉盛
【作者单位】福建省水土保持试验站,福州,350003;福建师范大学地理科学学院,福州,353000
【正文语种】中文
【中图分类】S715
【相关文献】
1.森林水文效应的综合分析研究 [J], 金栋梁;刘予伟
2.森林水文作用的流域尺度效应及其评价 [J], 沙玉坤;程根伟;李卫朋
3.森林水文效应研究进展 [J], 田雨;刘敏;程根伟
4.《人与自然》中的森林水文效应及对我国生态保护的启示 [J], 包敏君
5.森林水文效应的综合分析 [J], 金栋梁;刘予伟
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森林水文学研究述评
森林水文学研究述评
郭明春;王彦辉;于澎涛
【期刊名称】《世界林业研究》
【年(卷),期】2005(18)3
【摘要】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。
【总页数】6页(P6-11)
【关键词】森林水文学;模型;截留;入渗;蒸散;径流;土壤水分运动;森林生态系统;模拟【作者】郭明春;王彦辉;于澎涛
【作者单位】中国林业科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】S715
【相关文献】
1.浅谈农林院校森林水文学研究生课程教学改革 [J], 张增信
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4.森林水文学研究发展历程与思考 [J], 于辉
5.面向研究生的“森林水文学”课程综合教学改革 [J], 刘增文;王进鑫;吴发启;杨岩荣
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森林水文研究综述
收稿日期:2000211220作者简介:刘永宏(19642),男,内蒙古商都人,内蒙古林科院防护林所助理研究员。
2000年内 蒙 古 林 业 科 技2000 增刊Inner M ongo lia Fo restry Science &T echno logySupp lem ent文章编号:100724066(2000)S 020067207森林水文研究综述刘永宏,梁海荣,张文才(内蒙古林业科学研究院,内蒙古呼和浩特 010010)摘 要:本文介绍了国内外森林水文研究简史。
通过对森林调节降水、森林涵养水源作用、森林调控洪枯流量、森林防止土壤侵蚀以及森林净化水质等多方面功能的现有研究资料的归纳分析,概述了国内外森林水文研究的现状、水平及部分成果。
指出了我国森林水文研究的不足、差距以及解决对策。
关键词:森林水文;研究;综述中图分类号:S 715.1 文献标识码:A 森林和水是生态系统中最活跃、最有影响的两个因素。
由于降水基本上是地球上唯一的淡水来源,而对降水量和降水的时空分配,人类还难以从根本上给予主观的、大范围的改变,只能在流域范围内和邻近流域之间加以一定程度的控制和调节。
基本措施是生物措施与工程措施,特别是水源涵养林、水土保持林的培育管理和水利工程建设。
森林在涵养水源、调节径流方面具有重要功能,是森林生态平衡功能中的重要方面。
所谓“山青水秀”、“穷山恶水”是森林植被与其理水功能的最直观的描述。
然而要确切了解森林理水的具体过程与作用机理,从而能够定性表达和定量分析,就要求进行系统严密的科学研究。
森林水文学就是适应这个需要而问世的。
1 森林水文研究简史1.1 国外森林水文研究简史早期的森林水文学的试验研究主要集中在森林的个别水文现象的测定及森林植被对水影响方面的科学知识。
森林水文学作为一门科学进行实际观测和分析研究始于上世纪末,本世纪初。
在19世纪中期至20世纪初,森林与水的关系知识主要包括在“森林的影响”的研究内容中。
森林内雾水的水文和化学效应研究现状
第41卷第2期2005年3月林业科学SCIE NTI A SI LVAE SI NIC AE V ol 141,N o 12Mar.,2005森林内雾水的水文和化学效应研究现状刘文杰1,2,3 张一平2 马友鑫2 李红梅2(11中国科学院生态环境研究中心 北京100085; 21中国科学院西双版纳热带植物园 勐仑666303;31中国科学院研究生院 北京100039)摘 要: 从森林对雾水的截留量、雾水对森林分布的影响及雾水的水文和化学效应方面,阐述国外在该领域的研究动态和取得的成果,以期推动我国在该领域的研究工作。
国外的大量研究表明,雾水对于植物的生长、分布具有重要的生态意义,是森林生态系统水分平衡、养分循环不可忽视的输入项,其生态效应是多方面的。
因而,进一步深入研究森林内雾水的水文和化学效应是必要的。
关键词: 森林;雾水;水文和化学效应中图分类号:S715 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2005)02-0141-06收稿日期:2003-03-10。
基金项目:云南省应用基础研究基金(2001C0023Q )、国家自然科学基金(30100019)和中国科学院知识创新工程重大项目(K ZCX 1-SW -01-01A )资助。
Advances on Study of H ydrological and Chemical E ffects of Fogw ater on ForestLiu W enjie 1,2,3 Zhang Y iping 2 M a Y ouxin 2 Li H ongmei 2(1.Research Center for E co -environmental Sciences ,C AS Beijing 100085; 2.Xishuangbanna Tropical BotanicalGarden ,C AS Menglun 666303; 3.G raduate School o f Chinese Academy o f Sciences Beijing 100039)Abstract : Researches on the relationships between forests and fogwater in foreign countries ,focused on the deposition of fogwater onto vegetation as an im portant hydrological and chem ical input ,forest canopy interception from fogwater ,in fluence of fog on the distribution of species and the dynam ics of vegetation ,and its ecological effects were briefly introduced with the aim of prom oting the studies in this field in China.According to the reports ,the fogwater is one of the m ost im portant environmental factors determ ining the plants growth and distribution ,and an im portant input for water balance and nutrients cycling of the forest in cloud 2or fog 2inundated m ontane regions ,and its ecological effects take on many aspects.S o it is essential to make further research in this field and the future of ecological requires regarding fogwater should be directed towards quantifying its hydrological as well as chem ical significance to fog 2inundated ecosystems.Am ong the study methods ,the Dawson ’s w ork that applied stable tools ,using hydrogen and oxygen isotopic ’signatures ’and Brunel ’s tw o 2com partment isotopic m ixing m odel that made it possible to distinguish the plants ’use of deep 2ground versus above 2ground (i.e.fogwater and precipitation )water ,is the best way and can be used in further research.K ey w ords : forests ;fogwater ;hydrological and chem ical effects在世界一些多雾的地区,当可记录的降水量成为植被生存的限制因子时,植物却能正常生长,其中雾水(occult precipitation )扮演着极其重要的角色(William ,1984)。
森林生态系统主要水文过程研究进展
宁夏农林科技，Ningxia Journal of Agri.and Fores.Sci.&Tech.2023，64（08）：15-19，45·林业与草业·基金项目：十四五国家重点研发计划课题（2022YFF1300404）。
作者简介：韩宏（1981—），男，宁夏彭阳人，林业工程师，从事林业生态工程等研究。
收稿日期：2023-05-06森林蒸散、土壤水分运移和土壤含水量动态变化是森林生态系统主要的水文过程。
森林蒸散是森林水量平衡的主要分量[1]，明确森林蒸散特征及其对环境和植被结构的响应对深入理解变化环境下森林植被耗水有重要意义；土壤入渗和产流等土壤水分运移的分布格局是决定土壤水循环的关键因子，也是评价林地水源涵养和水土保持能力的关键指标[2]；土壤含水量变化影响森林植被生长和分布，是森林水文循环的重要部分。
因此，笔者在梳理国内外已有研究的基础上，重点综述森林蒸散、土壤水分运移和土壤含水量动态等主要水文过程的研究进展，并展望未来应重点关注的研究内容。
1森林蒸散过程1.1林冠截留林冠截留是一个复杂、动态的变化过程，受多种因素影响[3]。
目前，国内外学者针对这一过程已开展大量研究，涉及不同森林类型降雨截留特征、林冠截留影响因素及林冠截留模型构建与完善等。
受树木特征、林分结构及环境条件影响，不同气候区和森林类型林冠截留存在较大差异[3-5]。
针叶林的林冠截留率一般大于阔叶林，针叶林林冠截留率变化范围为14.5%～50.0%，而阔叶林的林冠截留率变化范围为11.2%～26.17%[6]。
气象条件（如降雨量和降雨强度、降雨历时、风速）和林冠结构（郁闭度、叶面积指数等）是影响林冠截留的主要因素。
降雨量和降雨强度是林冠截留形成的基本条件，因而对林冠截留有重要影响[7]。
林冠截留森林生态系统主要水文过程研究进展韩宏宁夏固原市六盘山林业局西峡国有林场，宁夏固原756400摘要：森林蒸散、土壤水分运移和土壤含水量动态变化等主要水文过程是森林生态系统水文循环的重要组成部分，对评价森林生态系统耗水、水土保持和水源涵养能力等有重要意义。
国内外森林与水质研究综述
国内外森林与水质研究综述施立新;余新晓;马钦彦【期刊名称】《生态学杂志》【年(卷),期】2000(19)3【摘要】The study on forest and water quality is one of the main subjects of forest hydrology. Civil and foreign researches have indicated that the forest can well purify the water flowing into rivers, lakes and reservoirs. The vegetation in forest can not only filter and intercept pollutants in water, but also release some nutrition elements. The study on forest and water quality is of great significance to protect water resource and prevent non-point source pollution.【总页数】5页(P52-56)【关键词】森林水文学;森林;水质;净化;保护【作者】施立新;余新晓;马钦彦【作者单位】北京林业大学【正文语种】中文【中图分类】S715;X173【相关文献】1.森林游憩国内外研究动态及综述 [J], 姜丽芳2.森林资源产权制度研究的国内外文献综述 [J], 陈炯阳3.空气负离子国内外研究进展及其在森林康养方面的积极作用综述 [J], 彭巍;李明文;王慧;杜鹏飞4.空气负离子国内外研究进展及其在森林康养方面的积极作用综述 [J], 彭巍;李明文;王慧;杜鹏飞5.国内外森林研究综述 [J], 韩喜红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
国外森林环境水化学研究综述
国外森林环境水化学研究综述
周梅;余新晓;王广山;王林和;冯林
【期刊名称】《中国水土保持科学》
【年(卷),期】2003(001)004
【摘要】国外从19世纪开始进行森林降水化学的研究,那时主要的研究目的是论证森林对降水中水化学物质的再分配、迁移扩散规律等.20世纪70年代后期,大气沉降和环境酸化对森林水质的影响成为研究趋势.森林环境水化学问题成为近20多年森林水质研究的重点.文章综述了森林地区环境水化学的主要几个研究方向,并将大气沉降(主要是湿沉降)、林地水环境作为主要综述的内容.
【总页数】5页(P78-82)
【作者】周梅;余新晓;王广山;王林和;冯林
【作者单位】内蒙古农业大学林学院,010019,呼和浩特;北京林业大学资源与环境学院,100083,北京;内蒙古大兴安岭根河林业局,022350,内蒙古,根河;内蒙古农业大学林学院,010019,呼和浩特;内蒙古农业大学林学院,010019,呼和浩特
【正文语种】中文
【中图分类】S7
【相关文献】
1.国外森林环境会计研究对我国的启示 [J], 刘铁华
2.国外一种低碳居住方式——木房子与森林环境 [J], 谭艳萍;郭崇;刘畅;于小兰
3.森林环境健康因子的研究综述 [J], 李萍
4.森林环境资源定价理论与方法的研究综述 [J], 金丽娟;高岚
5.地下水水化学特征及演变研究综述 [J], 郎旭娟;李方红;韩思航;刘昭
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第!"卷第"期#$$!年!$月水土保持学报%&’()*+&,-&.+*)/0*12(3&)42(5*1.&)6&+7!"8&7"9:1;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;7<#$$!国外森林水文研究进展述评=高甲荣!<肖斌#<张东升!<李迈和>?!7北京林业大学<北京!$$$@>A#7西北农林科技大学<陕西杨陵B!#!$$A>7中南林学院<湖南株州C!#$$$D摘要E森林和水是人类生存与发展的重要物质基础<也是森林生态系统的重要组成成分<森林与水之间的关系是当今林学和生态学领域研究的核心问题F基于国外近>$年来森林水文学的研究成果<简要地介绍了森林水文学的概念G研究进展和实际应用<分析了森林与水相互作用的特点<并从森林对降水G径流G蒸发散G泥沙输出G水质和产水量的影响等方面综合评述了最新研究进展F从国外的研究成果来看<森林植被在涵养水源G调节水量G减少径流泥沙G延缓径流回流速率G降低洪峰G增加枯水期流量G改善水质等方面具有重要功能F但是森林植被变化对某一区域降水的影响并不明显<而且增加森林覆盖率可以减少流域产水量F由于环境异质性的存在<森林的水文作用在具有不同特征条件的水文生态区有很大差别F迄今对森林水文效应的研究规模多局限在小尺度<要把一个地区小尺度的研究成果可靠地应用于大尺度的其他流域<还必须加强森林对水文过程动力学机制的研究F关键词E森林A森林水文学中图分类号E-!"B文献标识码E H文章编号E!$$I J##C#?#$$!D$"J$$K$J$"L M N O M P Q RS Q T M U V W X Y T Q Z Q[X\V]Y X O R^Q T Z Y_H9%.*J(&)‘!<a b H9c.)#<d e H8_f&)‘J4g2)‘!<h b i*.J g2>?!7j k l m l n op q r k s t r uv n l w k r s l t u<j k l m l n o!$$$@>A#7x q r t y z k s t{k|y n q}q o u~n!"|l k n|k v n l w k r s l t uq#$o r l|%}t%r k ~n!p q r k s t r u<"y~~n&l<’~n o}l n o 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K#年<副教授<博士后F主要从事流域管理及生态环境建设面的研究<在国内外发表论文>$余篇<参编教材#部F研究进展!以期对我国开展森林水文学研究有所裨益"#森林水文学研究历史回顾森林水文学作为一门科学进行实际观测和分析研究始于$%世纪末&’世纪初"美国学者在&’世纪(’年代首次提出了森林水文学的概念!并定义为)森林水文学是一门专门研究森林植被对有关水文状况影响的科学*+(,!从而使森林水文学成为水文学的分支科学!也是陆地水文学与森林生态学交融形成的一门新型交叉学科"它研究森林植被结构和格局对水文生态功能和过程的影响!包括森林植被对水分循环和环境的影响!以及对土壤侵蚀-水的质量和小气候的影响"$./’年德国学者进行了土表蒸发的测定!$.0%年奥地利人研究了森林对降水截持和蒸发蒸腾的影响"&’世纪初!瑞士-日本-美国的水文工作者在开展对比流域试验的基础上评价有林地和无林地的水源涵养作用!同时对各种森林类型的个别森林水文现象进行了细致的观测+$$,"自&’世纪1’年代!森林水文学开始向两个主要方向发展!一方面部分学者致力于森林水文机制和水文特征的研究!以探讨森林中水分运动规律!包括降水截持-地被物截持-土壤渗透等"另一方面!随着生态学理论的发展!部分学者开始从单一森林植被对有关水文学现象的影响转移到水文系统与能量流动-物质循环和水质变化等紧密联系在一起的生态系统水平!从宏观上阐明森林生态系统的基本功能与水文特征的相互关系+$!$.,"这一时期的主要特点是!对水分作为载体的各种化学物质输入2系统内部再分配2系统输出这一全过程的水质变化和生物地球化学循环进行定位观测3研究森林生态系统水分循环过程和森林水量平衡的数量关系3评价森林生态系统对水资源的效益和水文生态功能!并以简单因子模拟和预测复杂水文过程以及开展森林经营-流域管理和流域开发等方面的工作+1,"&’世纪/’年代!美国生态学家4567899和:;<=9>提出了森林小集水区技术+$’,!开创了森林生态系统研究和森林水文学研究相结合的先河"他们把森林生态系统定义在一个相对封闭的集水区范围!开展综合性生态学-水文学和水文地球化学方面的研究"同时!世界各国广泛开展了流域对比试验研究!从宏观上阐明水的时空变化规律!评价森林的水文作用并确定管理方法和政策"自.’年代以来!森林水文学进入到一个新的研究阶段!森林水文作用被划分为?个相互联系的领域!森林对水文循环量-质的影响!森林对水文循环机制的影响!建立基于森林水文物理过程分布式参数模型!为资源管理和工程建设服务"@森林水文过程的研究森林水文过程是指在森林生态系统中水分受森林的影响而表现出来的水分分配和运动过程!包括降雨-降雨截持-干流-蒸散-地表径流等"这类研究开展较早!是传统水文学的主要内容!其目标在于揭示森林水文特征-为探讨水分运动过程机制提供基础资料!也是当前森林水文学研究中的一个重要方面"@A #森林对降水的影响森林能否增加降水量!是森林水文学领域争论的焦点问题之一"迄今为止!关于森林与降水量的关系存在着截然相反的观点和结果!一种观点认为森林对垂直降水无明显影响!而另一种观点认为森林可以增加降水量+&!/B.,"从世界各国研究结果来看!虽然森林对水平降水有明显的影响!但因其所占比例小而一般认为森林对降水量的影响程度有限"森林把降水分为林冠截持量-穿透降雨量和干流量?部分"林冠截持和截持雨量的蒸发在森林生态系统水文循环和水量平衡中占有重要地位"林冠截持量受降水和森林&个因素的影响!目前已有多个林冠截持模型!其中以C D E E =6模型和F 8>G 解析模型较为完善和广泛应用+$1!$%,"一般来说!林冠截持损失比灌木和草本植物截持损失大的原因有二H 一是林冠具有较大的截持容量3二是林冠具有较大的空气动力学阻力!从而增加截持雨量的蒸发"国外研究结果表明!温带针叶林林冠截持率一般在&’I B(’I +$0!&’,!穿透降水量与截持量相反!在降水中占有比较大的比重且与降水量近似呈线性关系!而干流量仅占’A ?IB ?A .I!在水量平衡中可以忽略不计!但在研究大气降水化学输入-可溶性物质淋溶及森林对水质的影响中则有重要意义+$!1,"@A @森林枯枝落叶层与林地土壤对水分的涵蓄森林枯枝落叶层持水量的动态变化对林冠下大气和土壤之间水分和能量传输有重要影响"森林枯枝落叶层具有较大的水分截持能力从而影响到穿透降雨对土壤水分的补充和植物的水分供应+%,"此外!枯枝落叶层具有比土壤更多更大的孔隙!因此其水分也就更易蒸发"一般认为!不同类型森林枯枝落叶层吸持水分蒸发占林$/第1期高甲荣等H 国外森林水文研究进展述评地总蒸发散的!"#$%"&%$’(森林枯枝落叶层吸持水的能力大小与森林流域产流机制密切相关)并受枯落物组成*林分类型*林龄*枯落物分解状况*积累状况*林地水分状况*降雨特点的影响(由于枯枝落叶层的氮化和矿化速率随着含水量的增加而提高)同时枯枝落叶层含水量具有明显的时空变异性则加大了研究的难度(森林土壤水分入渗和水分贮存对森林流域径流形成机制具有重要的意义(一般来说)森林庞大的根系通过改善土壤结构)增加重力水入渗和土壤水向根系的运动)因而森林土壤具有比其他土地类型高的入渗率)良好的森林土壤其土壤稳定入渗率高达+,-./01以上(对林地入渗过程的模拟以采用213435模型为主)而林地贮水量作为森林水源涵养的一个重要评价指标)则使用林地土壤非毛管孔隙饱和含水量来计算(6,7林地蒸发散林地蒸发散是森林生态系统水量平衡与能量平衡中最为重要的因素之一)它包括森林群落中全部物理蒸发和生理蒸腾)由林地蒸发*林冠截持水分蒸发和森林植物蒸腾!部分组成(一般认为)森林具有比其他植被更大的蒸腾量)而森林冠层和枯落物层截持损失也是影响森林水文效应的主要因素)因此准确测定或计算林地蒸发散的时空变化对于评价森林水文循环影响机理以及制定合理森林经营方案具有十分重要的意义(但是)由于影响森林生态系统蒸发散的因素众多)而且具有极大的时间变异性和空间异质性)用小尺度的田间试验结果外推到大尺度的流域范围会影响其准确性(自894:;<在%+-$年提出道尔顿蒸发定律到通过地表能量平衡方程得到的计算蒸发的波文比能量平衡法)%=>+年2?</9<提出@蒸发力A 的概念和计算公式到B C 3<D 9<E 用涡度相关法直接测量并计算各种湍流通量)计算蒸发散方法众多而且涉及学科领域不同(7森林对河川径流影响的研究森林与水的关系的科学研究始于$-世纪初期)早期主要是从森林变化对河川径流量的影响来进行这一研究(森林对河川径流的影响一直在森林水文学领域有着较大的争议)主要包括森林对流域产水量的影响和对洪水的调节作用(%=-=年在瑞士F //?<:94山地对$个不同森林覆盖率集水区的河流流量进行了比较研究)是现代实验森林水文学研究开端的标志(流域面积是影响森林水文过程的一个重要参数)它的范围从几平方公里到数百平方公里以至更大区域(7,G 森林对流域产水量的影响前苏联学者H;3I ??J 根据对苏联西北部和上伏尔加流域%--#%=--E /$以及$---#$----E /$流域的观测资料认为)在小于%-E /$的流域)森林覆盖率减少)则流域产水量增加约%=//09K 而在大于%-E /$的流域)随着森林覆盖率的增加)流域产水量有所减少&%#!’(美国于%=-=年在L9M ;<L 1??4N 95进行的试验是严格意义上的流域对比实验)经过+年的校核观测后将其中一个流域的森林全部砍伐掉)又经过O 年的对比观测实验)结果显示砍伐灌丛山杨和针叶树的+%1/$流域每年约增加水量!-//&%!)%=’(此后)通过流域对比研究评价植被清除或植被类型变化对产水量的影响日渐增多(除对比流域实验外)流域自身对比法也较为广泛采用)但流域自身对比由于难以将气候条件变化对产水量的影响从植被变化的影响中区分出来而影响评价的准确性(B :?P <3.E 将美国=Q 个流域实验进行了系统总结)将各流域位置*流域名称*流域面积*海拔高度*坡向*土壤类型*植被状况*年平均产水量*年平均降雨量*流域采伐面积比例*增加的流域产水量以及实验流域所处的水文区域进行了对比&%>’(结果表明)当采伐达%--"时)年增加的流域产水量最大可达O Q -//)导致不同水文区以及同一水文区森林采伐对流域产水量变化影响的差异是由多种原因引起的)其中包括R 采伐方式*气候条件*土壤地质条件*地形条件*水文测验等在采伐后降雨径流影响在很大程度上依赖于森林植被恢复的过程)在采伐控制措施比如使用除草剂来控制植被恢复的情况下)流域产水量增加的趋势将长期持续下去(%=$>年日本在爱知县试验林场设置>个流域试验地)开始进行流域径流量随林相变化的比较试验(研究结果表明)森林采伐可增加直接径流%Q "#%--")森林完全采伐年径流量增加!--//左右&>’(近年来)英国在北苏格兰的S ;94D T U <流域建立了旨在研究针叶树种造林对水文循环影响的试验站)在苏格兰建立了V 94W T 13P P ?U流域试验站)研究结果也表明)森林植被可以减少产水量)因而采取短轮伐期的森林经营措施来减少森林对低水流的不利影响(联邦德国在X55?U Y 9U Z 山脉从%=+>年开始的$个对比实验流域的结果表明)[9<M ?V U 9/E ?流域的森林恢复减少年径流量)而L3<:?U :94流域的森林采伐增加了年径流量(在\U ;]P ;U ]森$^水土保持学报第%Q 卷林水文研究站!采用了校核观测的办法来剔除其它因素对森林采伐实验的影响!研究结果表明!分段采伐流域"#$的山毛榉林!采伐后的第%年流域年产水量增加&#’’!比根据()年校核观测计算的流域产水量高出*"$+纵观国外对森林流域水文效应的研究可以看出!所采用的试验方法包括控制流域对比法,单独流域对比法,平行流域对比法和多个并列流域对比法等-种+这-种方法各有优缺点!其中应用最多的是控制流域对比法!分析手段多为统计方法+./0森林对洪水的调节作用如上所述!在瑞士1’’23456的流域对比试验包括%个流域!一个为森林流域!森林覆盖率为""$!另一个流域以草本植物为主!森林占*($!草本占#"$+从("%7年到("8#年的观测资料表明!森林流域年径流量比以草本植物为主的流域小(($!洪峰流量也较以草本植物为主的流域低!8)次最大降雨洪峰流量森林流域为)/*7’*9:;<’%!以草本为主的流域为(/78’*9:;<’%!造成这一现象的原因是!森林流域具有较大的土壤入渗能力和较慢的融雪速率=%(>+迄今为止!森林拦蓄洪水的作用在定性上是明确的!但对森林削减洪水灾害作用的定量分析方面尚有不同的观点+前苏联学者用(78个流域的观测资料进行了系统分析!研究结果认为洪峰模数与流域森林覆盖率呈线性负相关!在())$森林覆盖率的条件下!森林可以减少洪峰的最大程度为)/-+英国在威尔士中部开展了?6@36A ’B 3流域试验!旨在对比森林流域与牧草流域的河川流量!研究结果表明!森林流域的洪峰流量低于牧草流域!而在特大暴雨条件下两者没有显著差别+森林流域的蒸发高于牧草流域+世界各国的研究结论表明!森林对于削减洪峰,延长洪峰历时具有一定的调节作用!而对洪水灾害的减弱程度则随与暴雨输入大小和特性有关+就小暴雨或短历时暴雨而言!森林具有较大的调节作用!但对特大暴雨或长历时的连续多峰暴雨来说!森林的调蓄能力是有限的!因为森林的拦蓄容量已为前一次暴雨占去大部分!再次发生暴雨时森林的拦蓄作用会大大降低+甚至有人认为!由于森林的拦蓄作用!当连续降水时产生洪水叠加而增大了洪峰量!将导致更大的洪水灾害=&!(%>+森林蓄水容量与森林类型,特征,土壤层厚度及地质,地貌等条件有关!因此不同自然地理区及不同水文区!森林与洪水的关系不能一概而论+C 森林对径流泥沙和水质影响的研究C /D 森林对径流泥沙的影响防止土壤侵蚀及减少径流泥沙是森林重要的水文生态功能之一+但是!在开展森林对土壤侵蚀和河流泥沙量影响的研究中!由于各自从不同的学科领域出发!针对不同的自然社会经济条件!在研究方法上,研究尺度上和研究对象上均有显著的差别+在欧洲!尤其是在英国!土壤侵蚀主要是地貌学家所关注的问题!而在美国又是农学家关注的热点+近年来!欧美地貌学家在探求生物在地貌发育过程的作用中!开创生物地貌学的研究!它强调在地貌发育过程中对侵蚀,搬运,沉积,风化等物理化学过程在景观尺度和时间尺度上的影响!其中以利用植被参数和土地利用参数来模拟流域产沙最具代表性=%(>+美国森林生态学家在对森林采伐与演替引起森林生态系统各种过程与格局变化的研究中!以生态系统为单元!研究森林植被变化对土壤侵蚀以及采伐对河川径流泥沙含量的影响!结果表明!生物量积累过程是控制土壤侵蚀的主要生物学机制=%(>+C /0森林对水质的影响森林对水质的影响在欧美研究较多!主要包括%个方面E 一是森林本身对天然降水中某些化学成分的吸收和溶滤作用!使天然降水中化学成分的组成和含量发生变化F 二是森林变化对河流水质的影响+从美国的G B H 2245森林生态和水文研究站开展生态系统营养循环研究开始!人们就注意到森林对流域营养元素的影响+7)年代!整地,除草剂以及林火对溪流水质的影响是G B H 2245森林生态和水文研究站的主要研究内容之一+7)I &)年代!酸雨成为影响河流水质和森林生态系统健康的主要环境问题!尤其是中欧严重的大气污染通过对树叶的直接破坏或引起严重土壤酸化!进而导致了森林的严重破坏!流域森林覆盖率的减少伴随着持续酸化对流域水文循环产生了极为不利的影响+为了定量评价大气污染对森林流域水文循环,化学物质输入输出变化!森林水质研究受到了广泛的重视+随着点源和非点源污染引起水质退化成为影响社会经济持续发展的重大环境问题!开发不同时间和空间尺度上化学物质运动的模拟模型!成为当前评价森林水质影响研究的主要任务!当然!这离不开合理布设水化学剖面来确定化学物质循环的路径和通道=(%!(*>+*#第8期高甲荣等E 国外森林水文研究进展述评在森林保护水源!防止污染作用的研究方面"前苏联在莫斯科和高尔基的联合集水区"进行了森林净化径流作用的研究"结果表明"在农田集水区下部的森林有助于从本质上净化径流水质"排除污染成分和固体径流#滞留效果最好的是磷肥的残余物$为进入农田数量的%&’()*&+),"其次为氨化合物$为进入农田的--)*.&),"硝酸盐氮不能被森林土壤所滞留"利用森林枯枝落叶层的吸滞特性"可有效地滞留固体径流$-/)*0(),"只要林分面积占大田面积的+’1)*(’%)"就可以完全净化径流中的磷#森林采伐后会造成森林地表层长期积蓄的有机质!碱性物质!重金属等的不断分解与流失#他们的研究结果还表明"降水径流通过0(2的林带后"含3量从+’/12456增加到+’-02456#前苏联在几公顷的小流域对几百年生的冷杉!山毛榉天然混交林采用多种方式进行采伐试验研究结果表明"在皆伐流域"溪流中3含量为群状择伐流域的%*0倍"皆伐流域在最大流量时的789和最小量时的3含量分别为未伐区的/’1.倍和-’.倍"而群状择伐流域溪流水质尚未看出有这种变化#日本在滋贺县花岗岩地区赤松林流域$1:2-,观测结果表明"降水通过林冠或沿树干流下"然后由溪流流出"在此过程中化学成分的含有量已发生变化#林内降雨和树干径流中的钠!钾!钙!镁!磷!硝态氮等的含量均有所增加"而且树干径流增幅较大"地表径流中钠含量有较大的增加"而氨态氮!硝态氮含量有较大的减少"降雨在经过森林流域时"能增加各种化学成分"也能除去某些原有的溶解成分#日本的研究还表明"随着采伐"林内溪流的温度将会逐渐升高#在日本东京都的古生层山地的柳杉林"经过采伐后的第-年夏季"3$大部分38;<%,的流出量增加"最大达到%’(245=4左右"第-年达到-’(245=4"随着植被恢复逐渐减少>/"0?#@结语从世界各国在森林水文学领域的研究成果来看"一般认为森林植被在涵养水源!减少径流泥沙含量!延缓径流速率!消减洪峰!增加枯水期流量以及净化水质等方面有着重要作用#森林植被对区域降水量无显著影响"但对降水再分配有着举足轻重的作用A 森林能够降低雨滴对地面的击溅作用"从而有效地防止土壤侵蚀A 森林植被覆盖率的降低可以增加河川径流量"而造林及提高森林覆盖率可以减少流域产水量#从研究方法上来看"迄今的森林水文学研究过于强调森林的水文效应"缺乏对影响森林水文过程各要素的综合分析A 由于影响森林水文效应的环境异质性的普遍存在"目前主要进行单一尺度或过程的观测"而且研究规模多局限于小尺度A 对森林水文效应的尺度转化缺乏系统理论和研究#因此"如何把小尺度的研究成果可靠地应用到大尺度流域则是-/世纪森林水文学的重要研究课题#承蒙北京林业大学王礼先教授的指导"谨致谢意#参考文献B>/?于志民"王礼先’水源涵养林效益研究>C ?’北京B 中国林业出版社"/D D D ’/;%0’>-?于静洁"刘昌明’森林水文学研究综述>E ?’地理研究"/D &D "&$/,B&&;D &’>%?王礼先"张志强’森林植被变化的水文生态效应研究进展>E?’世界林业研究"/D D &"//$1,B /0;-%’>0?王礼先"孙宝平’森林水文研究及流域治理综述>E ?’水土保持科技情报"/D D +"$-,B /+;/(’>(?李凌浩"林鹏"何建源"等’森林降水化学研究综述>E?’水土保持学报"/D D 0"&$/,B&0;D 1’>1?张建列"李庆夏’国外森林水文研究概述>F ?’全国森林水文学术讨论会文集>G ?’北京B 测绘出版社"/D &D ’/+;/1’>.?黄秉维’森林对环境作用的几个问题>E ?’中国水利"/D &-$0,B /;.’>&?7H <I J J C’K L H 4L I M M N <O :I P <Q I L M O R <Q N <4H S L P <H S S 4I <I L R O N H <Q T <R 2N U M N <S H L I M O M >E ?’E H P L <R J H S V T Q L H J H 4T "/D D %$/(+,B -/.;-.(’>D ?7H L 2R <<WV "6N =I <M X Y ’K R O O I L <R <Q K L H U I M M I M N <R W H L I M O I QY U H M T M O I 2>C?’Z [L N <4I L \I L J R 4"3I ]^H L ="/D .D ’/;/-+’>/+?7H M U :E C"V I ]J I O O E 9’F L I _N I ]H S U R O U :2I <O I ‘[I L N 2I <O M O H Q I O I L 2N <I O :I I S S I U O H S _I 4I O R O N H <U :R <4I M H <]R O I L T N I J QR <QI _R [H L O L R <M [N L R O N H <>E ?’E ’V T Q L H J ’"/D &-$((,B %;-%’>//?7P L O aK "Z ]R <=b a ’W J H ]S L I c P I <U TL I [H <M I MO H4L R M M U H <_I L M N H <R <QM P d M I c P I <O M P U U I M M N H <>E ?’V T Q L H J ’K L H U U I M M"/D D -"1$-,B /.D ;/&&’>/-?7J R U =KY ’e I M I R L U :N M M P I M N <S H L I M O :T Q L H J H 4T >E ?’E ’F 2I L ’bR O I L e I M H P L U I"/D D &"%0$0,B D &;//(’>/%?W L R <=J N <E ’a H ]R L Q R <I ]S H L I M O L T >E ?’F 2I L N U R <W H L I M O M "/D &D $(,B %.;00’>/0?X R M :E V G "I O R J ’G H 2[R L R O N _I I M O 2R O I M H S N <O I L U I [O N H <J H M M S L H 2O :L I I U H <N S I L H P M S H L I M O M N <X L I R O 7L N O R N <>E ?’E ’V T fQ L H J ’"/D &+$0&,B&D ;/(+’$下转第.(页,01水土保持学报第/(卷。