森林对降水的影响(应付差事用)
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摘要:
水一直是人类生存所必须的条件,而森林也是人类一直以来赖以生存的重要地区及有效
资源。森林对降水有着一定影响,也就是说,森林的面积多少,会影响陆地淡水的总量。合理的利用及保护我们身边的生态环境及资源,是至关重要的。我们要保护我们赖以生存的空间。
Abstract:
Water is the most important part of human living, forests are the significant part of life also. Forests have something influenced the precipitation, as everyone known, the larger the forests are, the more precipitation the lands get. It’s so crucial to use the resources reasonably. We have to protect the environment which we live with.
众所周知,水是形成生命的重要条件,可以说,没有水就没有生命。因此,从古人开始便非常重视水。几乎每一个文明中都有水神。多年干旱的地区会常年供奉水神,求雨祈福。可见水对人类生存的重要。淡水资源也一直是近年来,随着世界人口的逐渐增长及人类膨胀的欲望对世界的破坏,森林的过度砍伐,不单单破坏了生态环境,使土地沙化,也会使得降水量受到一定程度的影响。
陆地降水的原因,根本上来说,是大气环流。当海洋上空的水蒸气随大气环流到达陆地后,会造成湿度增高或降水。地球表面,上升气团会把水蒸气运送到高空,冷凝成云,形成降雨,下降气团会把干燥的空气压缩,抑制降雨。
关于森林与降水的关系存在着两种截然相反的观点和结论:一种观点认为森林具有增雨作用,另一种观点认为森林具有减雨作用。
增雨作用的理论依据是:1、森林枝叶繁茂,根系发达,可从土壤中吸收;足够的水分供林木蒸腾消耗,使林区的空气湿度大于无林地区,为大气的垂直降水提供了条件;2、森林的反射率比邻近的无林地区小,吸收率大。这样被森林吸收并用来产生降水的热量将比反射率大的无林区要多;3、森林植被通过其树高和树冠以改变下垫面的粗糙度,使下垫面的粗糙度增大,增加局部的大气湍流,一定程度的抬升气流,使水汽向上输送,降低了凝结高度,增加了水汽的饱和度,有利于促进降水;4、密度大的森林,创造了大量积雪的良好条件。降雪通常比林外厚度大,尤其森林成片状或带状分布时,在有风的条件下,降落在地上的雪在风
的吹动下重新分配,林区边缘一般比林带中心和空旷地的积雪要厚得多。
减雨作用的理论依据是1、森林不可能在很大程度上影响由大气环境决定的地区降水总格局。森林的蒸腾虽能增加大气中的水汽含量,但增加数量有限;2、森林增加山地的有效高度,能使降水有所增加,但森林是透风体,森林对气流的抬升作用远不如地形明显,故增加降水是有限的。实际观测到的林区降水比相邻的无林区多,这是不争的事实;3、3在南亚热带和热带边缘的研究认为:在热带和亚热带地区,由于对流雨是降水的主要来源,在无林区地表及其上空’,、气候的变化远较有林地的变化大,热对流作用剧烈,夏季的午后常常会发生无林地的降水较森林地大的情况;4、森林截流降水主要供雨后蒸发,是降水的损失过程,应从降水总量中扣除,从而减少了降水。
根据科学家的研究,降雨与地表反射率有关。所谓地表反射率,是指地球表面对太阳光辐射的反射能力。影响地表反射率的因素很多,太阳照射角度的高低,无空状况,以及地表的形状,对地表反射率都会产生影响。其中以地表形状最为重要,地表粗糙度高,颜色深、湿度大,地表反射率即低;地表粗造度低、颜色浅、湿度小,地表反射率即高。森林植被的高低、疏密和有无,是决定地表反秧率的主要因素。灌木丛的反射,要比森林高;田野和草原的反射率,要比灌木丛高;沙漠和半沙漠的反射率,要比田野和草原高。森林能增加大气降水,其主要原因是:林木蒸腾作用强,大气中输送了大量水汽。地表反射率较高的地区,会使是光能大部分散失,导致冷空气聚集在地表,破坏了积雨云形成的条件,是降水量减少。森林覆盖率高的地区,地表反射率较低,降雨量较高,而植被较稀疏的地区,地表反射率大,因此降水量低。所以有森林植被的地区情况则不尽相同,植被较多的地区雨水充裕,植被较少的地区降水普遍较少,甚至常年无雨。
R·L·Smith认为,陆地蒸发形成的降水占陆地降水总量的69. 57%,海洋向陆地输送的水分只占陆地降水总量的30. 43%,陆地上的降水主要来自于陆地本身的蒸发【1】。前苏联学者观测发现森林蒸散的水分比农田高17. 4%,森林的蒸腾能力相当于当地最大可能蒸散量的75. 6%。1 hm2的阔叶林每天向大气中的水汽输送量为18. 95 t,黄山松林为18. 5 t,悬铃木林为19.
8 t,红树林为21. 6 t。森林的持续蒸腾作用使森林上空水汽含量总高于非林区。温度、湿度综合作用的结果,使林区上空露点温度升高,凝结高度降低,低层大气中积聚大量凝结潜热,林区上空的空气形成“暖心”结构,进而促进了气流的上升运动,促进了局地降水的产生。由于森林系统的蒸散量高,森林上空的低层大气水汽含量高,促进局地降水也就是促进了森林蒸散水分的内循环,使森林地区的大气降水更多地来自森林本身的蒸散作用【2】。
森林植被影响成云降雨的另一个原因,与生物核有关。植物的枝叶腐烂以后,其生物核仍然存在,颗粒微小的生物核飘浮在地表的上空。当水蒸气到来以后,常常附着在生物核上,以生物核为核心不断积聚,最后形成比较大的水珠,从空中跌落下来,形成降雨。森林植被茂密的地方生物核多,容易成云降雨;森林植被稀疏和没有森林植被的地方,由于缺乏生物核,即使有了水蒸气,也不容易形成水滴,出现降雨。这种雨滴形成过程需要生物核,与露水附着在植物叶片上相似,其道理是相同的。
森林影响成云降雨的说法,是国外科学家在60年~70年代提出来的。根据这个理论,人们对全新世的初期,即距今7000年~5000年的时候,地球出现了高温期,大量的冰壳融化,水能源特别充沛【1】。中国古代大禹治水的传说,所反映的便是这个时期的情况。这个时期也正是人类文明大发展的时代,中国古代的文化,就是在这个时期出现的。此后气候转向干旱,特别是距今3000年以后,干旱不断加剧,其间虽有小有波动,然而却不能改变干旱化的趋势。据研究,当时的降雨量只有全新世初期的三分之一左右【2】。
—般来说,地形影响降水水平为:地形每升高100 m,雨量增加40~80 mm,依此计算25m 高的森林每年可增加地形降水10~20mm。而实际增加降雨绝对不止10~20 mm,而是要远远大于此。增加雨量的多少,依地理位置、云层厚度、空气含水量多少等因素有关,可用雨量垂直梯度来表示。雨量垂直梯度越大,森林所表现的增雨功能越大。一般趋势:南方大于北方,东部大于西部。同时若森林处在降雨起始高度以下和降雨终止高度以上,森林表现出与降雨的无关性【3】。