摘 要:森林具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化空氣等功能,可有效地改善生態(tài)環(huán)境。本文論述了森林的水源涵養(yǎng)功能的概念及其主要表現(xiàn)形式,為全面認(rèn)識(shí)與正確評(píng)價(jià)森林的水源涵養(yǎng)功能提供了科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:森林;水源涵養(yǎng);功能;表現(xiàn)形式
隨著水資源需求量的不斷增加以及水環(huán)境的急劇惡化,水資源緊缺已成為世人所共同關(guān)注的全球性問題。由于森林生態(tài)系統(tǒng)是清潔水源的發(fā)祥地,因而其涵養(yǎng)水源的功能尤其受到人們的重視。自20世紀(jì)初森林與水的關(guān)系研究開始以來,森林的水源涵養(yǎng)功能一直是生態(tài)學(xué)與水文學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容,而且發(fā)表了大量研究成果。為了客觀認(rèn)識(shí)與正確評(píng)價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能,本文探討了森林水源涵養(yǎng)功能的概念,并分析了其主要表現(xiàn)形式,旨在為我國的森林水源涵養(yǎng)功能評(píng)價(jià)研究提供參考。
1.森林的水源涵養(yǎng)功能
森林的水源涵養(yǎng)功能是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展中的概念,其內(nèi)涵隨著人們對(duì)森林與水關(guān)系認(rèn)識(shí)的不斷深入而變化。19世紀(jì)末20世紀(jì)初,森林水文學(xué)的研究主要集中在以流域(或集水區(qū))為單元研究森林對(duì)河川徑流的影響上,到了20世紀(jì)60、70年代,森林的生態(tài)水文過程研究開始受到重視,林冠截留、枯枝落葉層截持、土壤水分入滲與貯存以及林地蒸發(fā)散等水文過程逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。因此,在研究的早期,水源涵養(yǎng)功能主要是指森林對(duì)河水流量(增或減)的影響;后來,森林的攔蓄降水功能逐漸受到重視,而目前的森林水源涵養(yǎng)功能研究包括多項(xiàng)內(nèi)容,比如森林對(duì)降水的影響、森林蒸發(fā)散、森林對(duì)徑流的影響和森林對(duì)水質(zhì)的影響等。當(dāng)前的水源涵養(yǎng)功能概念更加綜合化,它不僅關(guān)注森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的水文過程,同時(shí)也關(guān)注于多個(gè)水文過程所產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。因此,可以用水源涵養(yǎng)功能的狹義概念和廣義概念進(jìn)行區(qū)分,即狹義的水源涵養(yǎng)功能是指“森林?jǐn)r蓄降水或調(diào)節(jié)河川徑流量的功能”,而廣義的水源涵養(yǎng)功能是指“森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)水文過程及其水文效應(yīng)的綜合表現(xiàn)”。
2.森林水源涵養(yǎng)功能的主要表現(xiàn)形式
2.1蓄水功能
由于森林生態(tài)系統(tǒng)的特殊性質(zhì),森林土壤像海綿體一樣,吸收林內(nèi)降水并很好地加以蓄存,在陸地生態(tài)系統(tǒng)中具有最大的水源涵養(yǎng)能力,被譽(yù)為“綠色水庫”。森林通過截留、吸收和下滲對(duì)降水進(jìn)行時(shí)空再分配,減少無效水,增加有效水。研究表明,森林土壤根系空間達(dá)lm深時(shí),lhm2森林可貯存水200~2000m3,比無林地能多蓄水300m3。
2.2調(diào)節(jié)徑流
森林對(duì)河川徑流的形成起著重要的影響作用,它能降低地表融雪水和雨水的徑流量,并使其滲入地下,變?yōu)榈叵聫搅?,從而可降低洪峰高度,提高平水期的水位,防止水庫被土壤水蝕產(chǎn)物淤塞。
2.3削洪抗旱功能
森林在洪水季節(jié)通過降水截留,森林的蒸騰、蒸發(fā),森林土壤的水分滲透,延長融雪時(shí)間,減少地表徑流等起到蓄水防澇的作用。在干旱季節(jié)則可以供水抗旱。
2.4凈化水質(zhì)的作用
森林對(duì)水質(zhì)有良好的凈化作用。我國熱帶森林尖峰嶺實(shí)驗(yàn)站長期觀測(cè)結(jié)果表明,熱帶原始森林流域集水徑流水質(zhì)檢出均值為最優(yōu)質(zhì)的源水,其次為天然更新山地杉木幼林流域、天然更新山地雨林流域,森林對(duì)水質(zhì)凈化能力非常強(qiáng)。
水源涵養(yǎng)功能通??梢酝ㄟ^以下指標(biāo)的測(cè)定而獲得:
(1)林冠截留量,通過林內(nèi)穿透雨測(cè)定裝置測(cè)定并計(jì)算林冠截留量。
(2)樹干徑流量,通過樹干徑流測(cè)定裝置測(cè)定并計(jì)算樹干徑流量。
(3)林下植物層持水量,采用浸泡法測(cè)定林下植物層最大持水量。
(4)枯枝落葉層持水量,采用浸泡法測(cè)定枯枝落葉層最大持水量。
(5)土壤持水量,采用土壤水分測(cè)定儀測(cè)定土壤持水量。
森林對(duì)水質(zhì)的凈化則可根據(jù)徑流小區(qū)的泥沙數(shù)據(jù)進(jìn)行推算,森林的水源調(diào)節(jié)效能的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)主要取決于兩個(gè)因素:①集水地區(qū)徑流的增長狀況(與無林地相比);②水源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
3.結(jié)論
森林是自然界中重要的可再生資源,它能調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化空氣等,有效地改善生態(tài)環(huán)境。隨著當(dāng)前水資源缺乏以及各種污染引起的水質(zhì)下降,解決水資源問題已成為人類面臨的重要任務(wù),森林與水之間的關(guān)系也成為當(dāng)今社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。
總之,森林的水源涵養(yǎng)功能涉及植被、氣候、地質(zhì)地貌、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)因素之間的相互作用和影響,是一個(gè)極其復(fù)雜的綜合概念。由于目前對(duì)某些水文過程的機(jī)理還缺乏足夠的認(rèn)識(shí),對(duì)森林的某些功能還有爭(zhēng)議。不過隨著森林生態(tài)水文研究的不斷深入以及不同學(xué)科之間的合作,人們一定能夠更加清楚地認(rèn)識(shí)森林水源涵養(yǎng)功能,并采用更加準(zhǔn)確合理的方法和技術(shù)手段,進(jìn)行水源涵養(yǎng)功能的研究和評(píng)價(jià)。
作者簡(jiǎn)介
薛鳳宇(1972—),女,大學(xué)本科,高級(jí)工程師,主要從事造林、病防及種苗工作。