森林对降水的影响.docx

森林对降水的影响摘 要：森林对降水会产生一定的影响，水文功能(水源涵养水土保持)是森林生态系统的作用中人们最为关注的一个重要服务功能。探讨森林生态系统的水文作用不仅有助于从理论上阐明森林的水源涵养水土保持的生态过程及其机制,更重要的是将有助于加深人们对森林作用的认识,促进森林的合理保护和恢复重建。关键词：森林；降水；植被；水是森林生态系统中最活跃、最有影响的因素,是人类生存与发展的重要物质基础,一直是当今林学和生态学领域研究的核心要素。水作为载体,在森林生态系统中的循环与分配整合了能量流动和养分循环等生态功能过程。因此水文功能(水源涵养水土保持)是森林生态系统的作用中人们最为关注的一个重要服务功能。森林的水文作用一般通过森林生态系统对降水的分配、拦截和贮存等生态过程来实现的。降水是地面从大气中获得的水汽凝结物，它包括两部分，一部分是大气中水汽直接在地面或低空的凝结物，如霜、露、雾和雾淞，又称为水平降水；另一部分是由空中降落到地面上的水汽凝结物，如雨、雪、霰雹和雨淞等，又称为垂直降水。影响降水的因素有大气环流、地形、下垫面特征等。，究研表明，一定区域内，某天的降水主要取决于天气情况，其次是地形，最后是森林。据有关研究显示，各个因素对降水的影响的权重分别是：天气形势占46.3%、地形占48.1%、森林占5.6%。森林对水文效应的影响是多方面的，就降水来说，森林影响降水量、截流、径流等，大气降水通过森林植被,首先落在树木的叶、枝、干等树体表面,在表面张力与重力均衡时,水被吸附并积蓄在枝叶分杈处及表面。达到一定数量后,表面张力与重力失去均衡,其中一部分受重力或风力影响从树上滴落,或从叶转移到枝,再转移到树干并通过茎流或树干流而转移到林地表面;降水过程中也有一部分未接触树体,而直接穿过林冠间隙落到林地,此量称为穿透雨。滴落量、穿透雨量之和即为林内雨量。在降雨连续某段时间内林冠上空的雨量(即林外雨量),减去林内雨量和茎流雨量,剩下部分是该段降雨时间内从树体表面通过蒸发返回到大气中的雨量和降雨终止时树体表面还保留的雨量,这部分雨量称为树冠截留雨量。经过林冠、树干截留之后流下的雨水到达林地后,其中一部分被枯枝落叶吸附,随后即蒸发到大气中,这部分雨量叫做林地枯枝落叶截留雨量,另一部分透过枯枝落叶层达林地土壤。此外,部分降雨也被森林生态系统中的植物吸收利用而进入植物内循环。部分学者认为，森林可能具有增雨作用。森林具有庞大的根系，能从土壤中吸收水分，森林的蒸腾作用使林区的空气湿度增加，为大气的降水提供了条件；森林的发射率大于无林区，能吸收更多的能量，用于潜热增加蒸发或者蒸腾作用；森林植被能通过树高和树冠，增加下垫面的粗糙度，增加大气湍流，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；森林为积雪创造了条件，特别是森林呈带状或者片状分布时，森林的积雪往往会比无林区的积雪厚。从学者模拟角度看，改变某一大区域(比如撒哈拉沙漠、我国西北地区)的植被，可以在一定程度影响大气环流的强弱，进而使该区域的平均降水量增加或减少。中尺度的模拟结果表明，某一区域的植被改变后，对影响该区域的大气环流的影响很小，但对局地降水影响较大，会改变整个区域的降水分配，导致一些地区降水量增加，而一些地区降水量减少，整个区域的平均降水量变化不大。从长的时间尺度来看，森林覆盖率和降水之间有明显的正相关关系。但这种关系并没有排除全球气候背景变化的干扰，加之降水对森林覆盖率的影响更为明显，因此不能作为森林能增加降水的依据。就近50年来看，我国森林覆盖率在增加，但降水却在减少，大尺度范围内两者之间没有明显的相关性。对地形雨来说，森林若处于始降雨高度和终降雨高度时，森林的存在会增加森林所处小区域的降雨量，由于森林冠体高大,高则十几米至几十米，阻挡可抬升气流达数百米，能改变气流原来顺坡上爬的趋势，使有林地测得的雨量比无林地大，其作用与地形影响降水量相似，一般来说,地形影响降水水平为：地形每升高100m,雨量增加40.80mm,依此计算25m高的森林每年可增加地形降水10mm，加之森林还有其他方面的影响，所以增加值会大于10mm，但是，在大面积区域来讲，森林阻挡了这个地方的气流，增加了降雨量，那么相应地就会有小区域面积降水量减少，所以，森林对较大区域的降水量并无明显影响。对对流雨来说，森林强大的蒸发散对对流雨具有很大影响)，雨后的森林蒸发面往往是裸地的几倍甚至几十倍,它的蒸发速率不小于水面蒸发，由于森林的强大蒸发能力，使得空气湿度增加，加之树冠会增加下垫面的粗糙程度，增大大气湍流，抬升气流，使得降水次数变得频繁，降水量增加。森林能够影响垂直降水,但不是影响垂直降水的主导因子,在某些地区具有增雨功能,在其它地区表现出减雨作用，森林依其强大的蒸发散和高大茂密的冠体，在地形雨:对流雨和拦截水平降水中能发挥其增雨功能，在气团含水量较低，运动范围较广，水汽很难实现内循环的地区森林表现出减雨功能。总的来说，森林并不是影响降水的主要因素，所以森林对降水的效果并不明显。森林生态系统对降水的分配截留作用(水文效应)相当明显,主要通过林冠截留、树干截留、灌草层、凋落物以及土壤的储存等过程来实现。已有大量的研究集中于对林冠截留、树干截留的效果。一般林冠截留率在9.0%69.1%左右,树干截留率在0%5%间,不同树种之间存在很大的差异,同一树种在不同地区也明显不同,并且每一个层次截留效应的影响因素都与林外降水(降水量、降水强度、降水持续时间等)密切相关。此外,林冠截留还与林冠特征(郁闭度、林冠贮水能力、枝叶量、枝叶湿润度)有关;而树干截留与树皮吸水性能、分枝角度、树干胸径等因素有关;对林下灌草层对降水的截留分配研究由于研究方法与定位研究的困难,目前研究相对很少。作为森林生态系统水文效应的关键组分的土壤对降水的分配作用的相关研究较少,而对枯落物层的截留作用主要通过模拟实验来进行,由于影响因子很多目前还没有统一的结论。