森林植被变化的水文生态效应研究

2018-05-10张愈尹倬

江西农业 2018年7期

张愈尹倬

（江西省永新县林业局，江西永新 343400）

1 森林植被变化的水文生态效应

1.1 植被变化和降水的关系现如今，关于森林植被变化和降水量的关系有2种说法：第一，植被变化和降水量成正比；第二，植被变化和降水量没有关系。但是，植被能够增加水平降水却是一定的，尽管增加的能力有限。

1.2 植被变化和径流的关系植被变化对于径流的影响主要体现在水分增发量、地表径流流量、植物固定吸收量上等。首先，植被对输入流域的水具有收集作用，可以重新分配降水。这种分配趋势表现为不同地区有所差异，比如，南方降水量大的地区（温带针叶林带），植被林林冠的截留率在25%～41%，林冠截流量在135.2～627.5 mm，变动系数为6.56%～54.98%。其次，植被变化还会对蒸发指标产生影响。当植被覆盖率增加时，林地蒸发、林冠截流蒸发等现象就会加重；随着降水量的增加，森林的绝对蒸发量就会有所增加，而相对蒸发量就会降低。比如，通过窝式双箱渗透测量植被变化导致的蒸发量变化结果表明，森林蒸发量占总降雨量的40%～60%，而植被变化是导致森林蒸发量如此大的重要原因。

1.3 植被变化和径流量变化的影响植被变化和径流量变化主要针对特大的流域而言，比如，我国南方珠江水系，在降水量大的流域，植物覆盖率增加，会导致流域的水量减少；当植被覆盖率降低时，流域产水量将会增加。关于植被变化与径流量之间的关系，国内外的一些研究人员认为，植被覆盖减少会在一定程度上提升径流量。但持反对意见的学者则认为植被覆盖率和经流量呈正比[1]。

2 森林植被变化的水文生态研究发展趋势

2.1 强化森林植被景观的水文效应研究森林植被变化会对蒸发量产生影响，为进一步强化流域内的森林水文效应，需要量化多种森林降水和植被变化的截流规律，通过建立植被变化和径流量量、风速。光照射、温度等因素的模型，来探究径流量和植被变化的关系。通过构建土壤湿润模型，引入降水指数API，公式为：

式（1）中，n代表前期的降水天数，P代表降水量。

按照流域的土地使用方法，借助面积加权平均法，并根据植被变化对降雨量的影响公式，进行运算，计算方法为：

式（2）中，CN代表流域平均值，a代表土地利用面积（km2），A代表流域面积（km2）。

2.2 构建森林植植被变化的水文效应敏感指标植被作为降水的下垫面，其变化会对水文效应产生决定性的控制作用。通过研究森林景观本身具有的结构性和基础，是有效开展森林水文效应研究的前提。由于不同森林的组成要素、空间分布不同，会直接影响到降水量、径流的水量等因素。因此，只有掌握森林的结构和格局，通过使用GPRS技术，整合森林植被区域的模拟和分析，可以找出植被变化的阀值，在维护整体流域发展的基础上进行动态的模拟分析，探讨植被变化和水文效应的结合，来为流域治理提供科学依据[2]。

2.3 将研究重点转向植被变化对径流泥沙和水质的影响

2.3.1 植被变化对径流泥沙的影响对于植被变化对径流泥沙产生的影响，国外地质学家更加关注土腐蚀和生物地貌，强调的是植被变化对侵蚀、风化等效果的作用。我国受多变地形的影响，研究内容更加广泛，研究的树种也是极具代表性的植物。其中，在研究方法上，观测试验具有重要的地位，标准径流、自然坡面等地质在观测研究的过程中仍旧选择实地观测方法。随着测量技术的发展，人工降雨模拟测量、数字模拟仿真等技术，能够在人工植被防蚀测试中发挥重要的作用。

2.3.2 植被变化对水质的影响在保护森林水源、降低污染方面，国外的一些国家针对森林净化径流的作用进行了研究，证实了森林能够排除径流污染。我国的相关研究主要集中在森林生态系统的内循环上，对于植被变化和径流影响研究较少。但是，随着研究技术的发展，我国的植被变化对水质的影响研究开始增加。比如，在长江三峡花岗岩防护体系研究中，森林的坡面水质指标要优于弄农田、荒地等土壤，进一步验证了森林对水体的净化作用，而我国环保部门对一些植物在生产污水净化中的研究，也表明了植物对水体的净化作用。