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摘要：
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。
关键词：
森林生态系统；流域；水文过程；入渗；径流
森林生态系统可以促进降雨，影响土壤中水分的运动，改变产流汇流条件，在一定程度上能够削弱洪水，改善土壤环境与结构。早期国际上的结论是：森林覆盖率下降可以增加森林生态系统的径流量，而植树造林会造成径流量减少[1]。研究森林生态系统对流域水文的影响可以为生态保护及生态工程建设提供科学的依据与方向。
1林冠层对雨水的截留作用
林冠层是由森林树木叶层与细枝层组成，其作用强度与森林郁闭度成正相关关系。当降雨到达林冠层时，雨滴打在树木的叶片上，大部分雨水无法直接降落到地面。当降雨强度不大时，由于森林林冠层面积较大，大部分雨水会因蒸发作用返回大气，不会降落到地面，相反，林冠层会表现出对于降雨截留的作用，大大降低雨滴的落地速度，减弱降水对地面土壤的溅蚀。据学者对我国不同气候带及相应的森林植被类型林冠截留率的分析表明：截留效果的大小受降雨因素与森林密度的影响，截留变动范围大致在11.4%～34.3%，林冠截留的一般规律是：阔叶林截留作用大于针叶林，落叶林截留作用大于常绿林，复层异龄林截留作用大于单层林。然而，有些学者研究认为：林冠层确实有一定的截留作用，但是当降雨强度刚好在刚刚使雨水可以透过林冠层下落到地面时，由林冠层降落到地面的水滴比降落到林冠层的雨滴大10～20倍，由此林冠层不仅没有减弱降水对地表的溅蚀，反而加强了其溅蚀作用。由此可知：森林林冠层对降水有一定的截留作用，当降雨强度增大时，这种作用就会减弱，林冠层的防止雨水溅蚀地表的作用要依据降雨特征与林冠层特性具体分析，不可一概而论。
2森林生态系统对流域蒸发散的影响
当降雨强度超过一定范围时，降水就会到达地面，这时，森林生态系统的灌木与草本植物就会对降雨起到再分配作用。森林下层枯落物及草本植物可以涵养水分，以至其无法大量下渗到土壤下层，这就为蒸发提供了条件。大量研究结果表明：森林生态系统的蒸发量占全流域蒸发量的43%～60%，其中以林冠层为主，其截留降雨直接物理蒸发量占全部蒸发量的20%左右，林下植物的蒸发量为总蒸发量的7%～13%。当森林蒸发量增大时，地表的蒸散量就会下降，这对于保持土壤的水分含量有着重要的意义。另有研究结果表明：森林生态系统加大了区域的蒸发散量，因而可以加大其降水的几率，加快水在生态系统中的循环速度[2]。生态系统物质循环的快慢决定其自我更新和净化的速度，而生态系统物质循环的主体就是水循环，所以，森林生态系统对生态系统的自我更新与净化过程有着促进作用。近年来，有研究表明：当研究范围足够大时，比如一个大流域，森林增加的蒸发散量是其流域的水量，也就是说增加的降水是该流域的水分，所以其降水增加结论是无法成立的。这是对大尺度森林生态系统研究的结论，然而森林生态系统对水循环的促进作用是毋庸置疑的[3]。
3森林对土壤水文作用的影响
森林及土壤类型的差异使得土壤的入渗性各不相同。森林土壤的入渗性较好，因为森林土壤土质较为疏松、团粒结构大。森林生态系统中的水循环是保持森林生态系统正常运行的重要环节，而土壤作为森林生态系统中水分调控的重要中介，发挥着不可替代的作用。土壤水和地下水相连接，所以森林生态系统可以通过土壤水来利用地下水对整个森林生态系统中的水分进行宏观调节。但是不同的森林生态系统却有着完全不一样的水分调节功能。在热带及亚热带，尤其是阔叶林生态系统中，土壤含水量极大，地下水分充足，森林生态系统对于水分的调节非常明显；而对于寒温带、温带的针叶林生态系统中，土壤含水量较低，林地蓄水量不高，森林生态系统对于水分的调节作用有限[4]。
4森林生态系统对降水的再分配
森林生态系统有着巨大的蓄水能力，它可以通过森林林冠层、森林植物与枯落物层和林下有机土壤层3个水文层次对降水进行调整与分配。降水进入森林生态系统后要发生两次分配过程，首先通过林冠层进行第1次分配，然后透过森林植物与枯落物层对降水进行第2次分配，经过林冠层作用后的部分降水到达林地表面后，一部分被森林枯枝落叶层截持，一部分渗透到土壤中，超渗雨量部分形成地表径流。
4.1林冠层对降雨的初次调配
森林生态系统对雨水的初次分配为林冠层的截留作用[5]。当雨水降落到林冠层时，一部分由于物理蒸发作用返回大气，其余部分分两部分，一部分沿着树干流下，流到树根部分，这一部分很难产生超渗流，绝大部分下渗到土壤中，另一部分由林冠直接下落到地表。
4.2林下植被对降水的2次调配
当降水下落到地表时，林下枯落层与林下植被就会对降水进行二次分配，一部分雨水补充枯落层的水分持有量，一部分下渗到土壤中。下渗到土壤中的部分一般会留在土壤表层，不会高强度下渗。当降雨量超过林下层的固有持水量，就会产生超渗径流[6]。
5森林生态系统对流域径流的影响机制
5.1森林对降雨的影响
森林可以增加降雨量的主要依据为：①森林枝叶繁茂，根系发达，可以在土壤中吸取大量的水分以供其蒸腾，蒸腾作用越大，水分蒸发的就越多，这使得森林空气中的水分含量增大，为降雨提供了条件。②森林的吸收率大。森林生态系统将吸收来的热量用来增加对水分的蒸腾，此作用比一般无林区的强度大。③森林生态系统的枯落物与林下植物使下垫面的粗糙度增大，增加大气湍流，进而增加了大气中水分的含量，当水汽凝结后，就会形成降水。增加了降水，就增加了超渗产流产生的机会，进而增加了径流量。然而，也有研究认为森林降低了降雨量，其理由为：森林生态系统蒸腾效果强烈，向大气中输送大量水蒸汽。森林地表对光的色散能力强，使其地表温度下降，水蒸汽在地表形成水滴，进而无法成云，形成降雨。降雨量下降，超渗产流减少，就会使径流减少。
5.2森林生态系统对径流的影响
林下枯落层对径流有截留作用，当地表的超渗产流产生时，枯落物就会对其进行截留，降低其径流强度。又有观点认为森林生态系统可以增加径流量。前苏联学者研究结果表明：森林覆盖率每增加1%，其流域的径流量就会增加1.1mm。以上提到过森林生态系统对降水的影响，其中有观点认为森林生态系统可以增加降水，基于此观点，有人经过研究提出森林生态系统可以增加径流量的观点。当降雨量过大，超渗产流过大时，枯落物对径流的截留作用就会变小，当降雨强度达到一定程度时，森林林下植被与枯落物对径流的截留作用就不明显。
作者：王显军 单位：凤城市通远堡林场
参考文献：
[1]石培礼，李文华.森林植被变化对水文过程和径流的影响效应[J].自然资源学报，2001，（5）：481-487.
[2]杨俊义，万新南，张慧利.九寨沟地区生态水研究[J].物探化探计算技术，2006，（3）：242-245.
[3]魏坤.森林对水生态环境的保护作用[J].科技创新导报，2008，27：132-133.
[4]刘世荣，温远光，王兵，等.中国森林生态系统水文生态功能规律[M].北京：中国林业出版社，1996：158-190.
[5]谢刚，夏玉芳，郗静，等.不同林龄香椿对林冠截留雨水的影响[J].贵州农业科学，2013，（1）：153-157.
[6]赵玉涛，余新晓，张志强，等.长江上游亚高山峨眉冷杉林地被物层界面水分传输规律研究[J].水土保持学报，2002，（3）：118-121.
