森林資源及其水文功能

森林資源及其水文功能－主要以長江上游天然林為例何維明2002.06.21.森林資源及其水文功能?1.森林資源2.森林水文功能1.森林資源1.1基本概念森林：森林是以喬木為主體、郁閉度大于0.3的植物群落與其環(huán)境相互作用而形成的生態(tài)系統(tǒng)。它是一種植被類型，屬于植被范疇。森林的分類：天然林(自然發(fā)生形成的森林，包括原始林和次生林)人工林(人工方式形成的森林，如直播造林、直苗造林、飛播造林等)天然林與人工林相比具有以下特征:(1)種類豐富；(2)層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(3)功能完善，對(duì)生態(tài)平衡的貢獻(xiàn)大；(4)生命周期和演替系列長1.森林資源1.1基本概念森林的分類：針葉林(以針葉樹為建群種的森林)；闊葉林(由闊葉樹組成的森林)；混交林(由針葉樹和闊葉樹組成的森林)。1.森林資源1.1基本概念森林的分類：熱帶森林；溫帶森林；寒帶森林。1.森林資源1.1基本概念森林生態(tài)系統(tǒng)：由森林植被與其環(huán)境相互作用而形成的復(fù)合有機(jī)體。森林資源：可供人類利用的森林，屬于資源范疇。

1.森林資源問題1：森林、森林生態(tài)系統(tǒng)和森林資源三者間的關(guān)系？森林＝森林生態(tài)系統(tǒng)＝森林資源

1.森林資源1.2森林資源概況長江上游天然林面積和蓄積量隨時(shí)間的變化金沙江流域天然然林面積和蓄積積量隨時(shí)間的變變化岷沱江流域天然然林面積和蓄積積量隨時(shí)間的變變化嘉陵江流域天然然林面積和蓄積積量隨時(shí)間的變變化烏江流域天然林林面積和蓄積量量隨時(shí)間的變化化干流區(qū)天然林面面積和蓄積量隨隨時(shí)間的變化1.森林資源源1.3森林資資源價(jià)值中國森林的經(jīng)濟(jì)濟(jì)價(jià)值陳仲新和張新時(shí)時(shí)(2000)的估價(jià)為：15434×108元侯元兆等(1995)的估價(jià)價(jià)為：130000×108元以上兩項(xiàng)研究結(jié)結(jié)果表明：前者僅為后者的的1/8!?森林資源及其水水文功能1.森林資源源?2.森林水文文功能2.森林水文文功能2.1水文過過程森林水文學(xué)的定定義森林水文學(xué)是研研究森林生態(tài)系系統(tǒng)對(duì)水分循環(huán)環(huán)和環(huán)境影響(包括對(duì)土壤侵蝕蝕、水質(zhì)和小氣氣候等的影響)的科學(xué)。它它是水文學(xué)的一一個(gè)分支，是森森林生態(tài)學(xué)與水水文學(xué)相結(jié)合而而形成的一門學(xué)學(xué)科。森林水文學(xué)簡史史森林水文學(xué)早期期起源于人們對(duì)對(duì)森林與水關(guān)系系的觀察和了解解，如消洪補(bǔ)枯枯。公元3－4世紀(jì)紀(jì)，古希臘人就觀觀察到了樹木與與水文的關(guān)系；；中國對(duì)森林與與水文關(guān)系的認(rèn)認(rèn)識(shí)可以追溯到到2000多年以以前(李文華等,2001)。。盡管如此，，但系統(tǒng)研究森森林水文過程的的歷史相對(duì)較短短，國外對(duì)森林林水文效應(yīng)的科科學(xué)研究可追溯溯到17世紀(jì)，而國內(nèi)對(duì)這一一領(lǐng)域的科學(xué)研研究始于1924年(李文華等,2001)。。隨著研究手段段的日新月異，，森林水文學(xué)研研究已經(jīng)進(jìn)入了了快速發(fā)展階段段。2.森林水文文功能問題2“林外下大雨林林內(nèi)下小雨”這這種說法對(duì)嗎？？2.森林水文文功能2.2水文功功能定量化的計(jì)計(jì)算方法某一時(shí)段內(nèi)的區(qū)區(qū)域水量平衡方方程：P=R+E+gV式中：P－降水量，m3;R－河川徑流，m3;E－蒸散量，m3;g－地下潛流量，m3;V－某一時(shí)段區(qū)域內(nèi)內(nèi)蓄水變量，m3。月截留量：是指某區(qū)域森林林林冠在某個(gè)月月內(nèi)截留降水的的數(shù)量，用公式式表示為：Ai=A×Pi×Ii×10000式中：Ai為某區(qū)域森林林在第i個(gè)月截留的降降水量(m3)，A為該區(qū)域森林林面積(hm2)，Pi為該區(qū)域第i個(gè)月降水量(mm)，，Ii為第i個(gè)月森林林冠冠截留率(%)。一次性水源涵涵養(yǎng)效益是指森林土壤壤蓄水量和地地表層持水量量之和，用公公式表示為：：V=Vws+Vwg式中：V為森林水源涵涵養(yǎng)總效益，，Vws為森林土壤蓄蓄水量，Vwg為地表層持水水量。森林土壤蓄水水量是指森林土壤壤含蓄水分的的潛力，用公公式表示為：：Vws=10000×Pn×D×A式中：Vws為森林土壤蓄蓄水量(m3)，Pn為森林土壤非非毛管孔隙度度(%)，，D為土層深度(m)，A為森林面積(hm2)。森林地表層持持水量是指森林地表表層含蓄水分分潛力，用公公式表示為：：Vwg=L×C×A式中：Vwg為天然林地表表層持水量(m3)，L為地表物積累累量(t.hm-2)，C為地表物最大大持水量(%)，A為天然林面積積(hm2)。年水源涵養(yǎng)效效益是指森林在一一年之內(nèi)累積積含蓄水分的的潛在能力，，用公式表示示為：Vwa=P×A×(1-Ii)×100001000式中：Vwa為某區(qū)域天然然林水源涵養(yǎng)養(yǎng)效益(m3.a-1)，P為該區(qū)域年降降水量(mm)，A為天然林面積積(hm2)，Ii為天然林林冠冠截留率(%)。水土保持效益益是指由于森林林的存在而使使林區(qū)土壤免免被侵蝕的潛潛力，常常通通過測定森林林林地和無林林地土壤年侵侵蝕模數(shù)來計(jì)計(jì)算，用公式式表示為：Vs=A×(M0-Mf)式中：Vs為某區(qū)域天然然林年保土效效益(t.a-1)，A為天然林面積積(hm2)，M0和Mf為分別為無天天然林土壤侵侵蝕模數(shù)和天天然林土壤侵侵蝕模數(shù)(t.hm-2.a-1)。長江上游干支支流天然林年年保持土壤隨隨時(shí)間的變化化（億噸）土壤水庫蓄水水容量又稱土壤水庫庫總庫容，是是指森林土壤壤的全蓄水量量或飽和持水水量，用公式式表示為：Vws=10000×P×D×A式中：Vws為森林土壤總總庫容(m3)，P為森林土壤總總孔隙度(%)，D為土層深度(m)，A為森林面積(hm2)。長江上游干支支流土壤水庫庫總庫容隨時(shí)時(shí)間的變化流域涵養(yǎng)指數(shù)數(shù)()是指某個(gè)流域域中植被涵養(yǎng)養(yǎng)水分的實(shí)際際能力，用公公式表示為：：=Q枯/Q年式中：Q枯和Q年分別為最枯月月平均流量和和年平均流量量。流域地下水年年出流量(Wg)是指在一年內(nèi)內(nèi)某個(gè)流域中中補(bǔ)充到河川川徑流的壤中中流量，用公公式表示為：：Wg=0.315××(1+)/2×Q年(108m3)式中：和Q年分別為流域涵涵養(yǎng)指數(shù)和年年平均流量。。改良土壤效益益是指森林通過過凋落物回歸歸土壤而提高高土壤肥力的的潛力，常常常通過測定某某區(qū)域土壤養(yǎng)養(yǎng)分含量和年年保土量來計(jì)計(jì)算森林的改改良土壤效益益，用公式表表示為：Vf=Vs×(P1+P2+…+Pn)式中：Vf為某區(qū)域森林林保肥效益(t.a-1)，Vs為某區(qū)域森林林年保土量(t.a-1)，Pn為各類養(yǎng)分含量(%)。長江上游干支流天天然林年保持有機(jī)機(jī)質(zhì)隨時(shí)間的變化化（億噸）水源涵養(yǎng)和水土保保持概念水源涵養(yǎng)是指森林涵蓄大氣氣水分和補(bǔ)充地下下水調(diào)節(jié)河川徑流流的功能。水土保持是指森林通過喬木木、灌木、地被物物及龐大的根系削削弱雨水沖擊，增增強(qiáng)土壤抗沖性，，提高土壤抗侵蝕蝕能力，從而減少少土壤流失的功能能。2.3長江上上游天然林水文功功能2.3.1流域域氣象特征天然林變化與年降降水量變化的相關(guān)關(guān)性面積變化蓄積量變化上游--金沙江--岷沱江--嘉陵江--烏江--干流--天然林變化與年降降水量變幅的關(guān)系系天然林變化與年日日照變化的相關(guān)性性面積變化蓄積量變化上游0.625**0.694**金沙江--岷沱江0.530**0.632**嘉陵江0.594**0.610**烏江-0.763**干流-0.744**天然林變化化與年日照照變幅的關(guān)關(guān)系天然林變化化與氣溫變