森林資源及其水文功能知識(shí)講解

森林資源及其水文(shuǐwén)功能第一頁(yè)，共49頁(yè)。內(nèi)容(nèiróng)1.森林資源2.森林水文(shuǐwén)功能第二頁(yè)，共49頁(yè)。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(fànchóu)。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(zhǎng)第三頁(yè)，共49頁(yè)。1.森林資源1.1基本概念森林的分類(fēnlèi)：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)。第四頁(yè)，共49頁(yè)。1.森林資源1.1基本概念森林的分類：熱帶森林；溫帶(wēndài)森林；寒帶森林。第五頁(yè)，共49頁(yè)。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(lìyòng)的森林，屬于資源范疇。

第六頁(yè)，共49頁(yè)。1.森林資源問(wèn)題1：森林(sēnlín)、森林(sēnlín)生態(tài)系統(tǒng)和森林(sēnlín)資源三者間的關(guān)系？森林(sēnlín)＝森林(sēnlín)生態(tài)系統(tǒng)＝森林(sēnlín)資源

第七頁(yè)，共49頁(yè)。1.森林資源1.2森林資源概況(gàikuàng)第八頁(yè)，共49頁(yè)。第九頁(yè)，共49頁(yè)。長(zhǎng)江上游天然林面積和蓄積量隨時(shí)間(shíjiān)的變化第十頁(yè)，共49頁(yè)。金沙江流域天然林面積(miànjī)和蓄積量隨時(shí)間的變化第十一頁(yè)，共49頁(yè)。岷沱江流域天然林面積和蓄積量隨時(shí)間(shíjiān)的變化第十二頁(yè)，共49頁(yè)。嘉陵江流域天然林面積(miànjī)和蓄積量隨時(shí)間的變化第十三頁(yè)，共49頁(yè)。烏江流域天然林面積(miànjī)和蓄積量隨時(shí)間的變化第十四頁(yè)，共49頁(yè)。干流區(qū)天然林面積(miànjī)和蓄積量隨時(shí)間的變化第十五頁(yè)，共49頁(yè)。1.森林資源1.3森林資源價(jià)值(jiàzhí)第十六頁(yè)，共49頁(yè)。第十七頁(yè)，共49頁(yè)。中國(guó)森林的經(jīng)濟(jì)(jīngjì)價(jià)值陳仲新和張新時(shí)(2000)的估價(jià)(gū〃jià)為：15434×108元侯元兆等(1995)的估價(jià)(gū〃jià)為：130000×108元以上兩項(xiàng)研究結(jié)果表明：前者僅為后者的1/8!?第十八頁(yè)，共49頁(yè)。森林資源及其水文(shuǐwén)功能1.森林資源?2.森林水文(shuǐwén)功能第十九頁(yè)，共49頁(yè)。2.森林(sēnlín)水文功能2.1水文過(guò)程

第二十頁(yè)，共49頁(yè)。森林(sēnlín)水文學(xué)的定義森林水文學(xué)是研究森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水分循環(huán)和環(huán)境影響(yǐngxiǎng)(包括對(duì)土壤侵蝕、水質(zhì)和小氣候等的影響(yǐngxiǎng))的科學(xué)。它是水文學(xué)的一個(gè)分支，是森林生態(tài)學(xué)與水文學(xué)相結(jié)合而形成的一門學(xué)科。第二十一頁(yè)，共49頁(yè)。森林(sēnlín)水文學(xué)簡(jiǎn)史森林水文學(xué)早期起源于人們對(duì)森林與水關(guān)系的觀察和了解，如消洪補(bǔ)枯。公元3－4世紀(jì)，古希臘人就觀察到了樹木與水文的關(guān)系；中國(guó)對(duì)森林與水文關(guān)系的認(rèn)識(shí)可以追溯到2000多年(duōnián)以前(李文華等,2001)。盡管如此，但系統(tǒng)研究森林水文過(guò)程的歷史相對(duì)較短，國(guó)外對(duì)森林水文效應(yīng)的科學(xué)研究可追溯到17世紀(jì)，而國(guó)內(nèi)對(duì)這一領(lǐng)域的科學(xué)研究始于1924年(李文華等,2001)。隨著研究手段的日新月異，森林水文學(xué)研究已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。第二十二頁(yè)，共49頁(yè)。第二十三頁(yè)，共49頁(yè)。2.森林(sēnlín)水文功能問(wèn)題(wèntí)2“林外下大雨林內(nèi)下小雨”這種說(shuō)法對(duì)嗎？

第二十四頁(yè)，共49頁(yè)。2.森林水文(shuǐwén)功能2.2水文(shuǐwén)功能定量化的計(jì)算方法

第二十五頁(yè)，共49頁(yè)。某一時(shí)(yīshí)段內(nèi)的區(qū)域水量平衡方程：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(liúliàng)，m3;V－某一時(shí)段區(qū)域內(nèi)蓄水變量，m3。第二十六頁(yè)，共49頁(yè)。月截留(jiéliú)量：是指某區(qū)域森林林冠在某個(gè)月內(nèi)截留降水的數(shù)量，用公式表示(biǎoshì)為：Ai=A×Pi×Ii×10000式中：Ai為某區(qū)域森林在第i個(gè)月截留的降水量(m3)，A為該區(qū)域森林面積(hm2)，Pi為該區(qū)域第i個(gè)月降水量(mm)，Ii為第i個(gè)月森林林冠截留率(%)。第二十七頁(yè)，共49頁(yè)。第二十八頁(yè)，共49頁(yè)。一次性水源涵養(yǎng)(hányǎng)效益是指森林(sēnlín)土壤蓄水量和地表層持水量之和，用公式表示為：V=Vws+Vwg式中：V為森林(sēnlín)水源涵養(yǎng)總效益，Vws為森林(sēnlín)土壤蓄水量，Vwg為地表層持水量。第二十九頁(yè)，共49頁(yè)。第三十頁(yè)，共49頁(yè)。森林土壤蓄水量是指森林(sēnlín)土壤含蓄水分的潛力，用公式表示為：Vws=10000×Pn×D×A式中：Vws為森林(sēnlín)土壤蓄水量(m3)，Pn為森林(sēnlín)土壤非毛管孔隙度(%)，D為土層深度(m)，A為森林(sēnlín)面積(hm2)。第三十一頁(yè)，共49頁(yè)。森林(sēnlín)地表層持水量是指森林地表層含蓄水分潛力，用公式表示為：

Vwg=L×C×A式中：Vwg為天然林地表層持水量(shuǐliànɡ)(m3)，L為地表物積累量(t.hm-2)，C為地表物最大持水量(shuǐliànɡ)(%)，A為天然林面積(hm2)。第三十二頁(yè)，共49頁(yè)。年水源涵養(yǎng)(hányǎng)效益是指森林在一年之內(nèi)累積含蓄水分的潛在能力，用公式表示為：Vwa=P×A×(1-Ii)×100001000式中：Vwa為某區(qū)域(qūyù)天然林水源涵養(yǎng)效益(m3.a-1)，P為該區(qū)域(qūyù)年降水量(mm)，A為天然林面積(hm2)，Ii為天然林林冠截留率(%)。第三十三頁(yè)，共49頁(yè)。第三十四頁(yè)，共49頁(yè)。水土保持(shuǐtǔbǎochí)效益是指由于森林的存在而使林區(qū)土壤免被侵蝕的潛力(qiánlì)，常常通過(guò)測(cè)定森林林地和無(wú)林地土壤年侵蝕模數(shù)來(lái)計(jì)算，用公式表示為：Vs=A×(M0-Mf)式中：Vs為某區(qū)域天然林年保土效益(t.a-1)，A為天然林面積(hm2)，M0和Mf為分別為無(wú)天然林土壤侵蝕模數(shù)和天然林土壤侵蝕模數(shù)(t.hm-2.a-1)。第三十五頁(yè)，共49頁(yè)。長(zhǎng)江上游干支流天然林年保持土壤隨時(shí)間(shíjiān)的變化（億噸）第三十六頁(yè)，共49頁(yè)。土壤水庫(kù)蓄水(xùshuǐ)容量又稱土壤水庫(kù)(shuǐkù)總庫(kù)容，是指森林土壤的全蓄水量或飽和持水量，用公式表示為：Vws=10000×P×D×A

式中：Vws為森林土壤總庫(kù)容(m3)，P為森林土壤總孔隙度(%)，D為土層深度(m)，A為森林面積(hm2)。第三十七頁(yè)，共49頁(yè)。長(zhǎng)江上游干支流土壤水庫(kù)總庫(kù)容隨時(shí)間(shíjiān)的變化第三十八頁(yè)，共49頁(yè)。流域(liúyù)涵養(yǎng)指數(shù)()是指某個(gè)(mǒuɡè)流域中植被涵養(yǎng)水分的實(shí)際能力，用公式表示為：=Q枯/Q年式中：Q枯和Q年分別為最枯月平均流量和年平均流量。第三十九頁(yè)，共49頁(yè)。流域(liúyù)地下水年出流量(Wg)是指在一年內(nèi)某個(gè)流域中補(bǔ)充到河川徑流的壤中流量，用公式表示為：Wg=0.315×(1+)/2×Q年(108m3)式中：和Q年分別為流域涵養(yǎng)指數(shù)和年平均(píngjūn)流量。第四十頁(yè)，共49頁(yè)。改良(gǎiliáng)土壤效益是指森林通過(guò)凋落(diāoluò)物回歸土壤而提高土壤肥力的潛力，常常通過(guò)測(cè)定某區(qū)域土壤養(yǎng)分含量和年保土量來(lái)計(jì)算森林的改良土壤效益，用公式表示為：Vf=Vs×(P1+P2+…+Pn)

式中：Vf為某區(qū)域森林保肥效益(t.a-1)，Vs為某區(qū)域森林年保土量(t.a-1)，Pn為各類養(yǎng)分含量(%)。第四十一頁(yè)，共49頁(yè)。長(zhǎng)江上游干支流天然林年保持(bǎochí)有機(jī)質(zhì)隨時(shí)間的變化（億噸）第四十二頁(yè)，共49頁(yè)。水源涵養(yǎng)和水土保持(shuǐtǔbǎochí)概念水源涵養(yǎng)是指森林涵蓄大氣水分和補(bǔ)充地下水調(diào)節(jié)河川徑流的功能。水土保持是指森林通過(guò)喬木、灌木、地被物及龐大的根系削弱雨水沖擊，增強(qiáng)土壤抗沖性，提高土壤抗侵蝕能力(nénglì)，從而減少土壤流失的功能。第四十三頁(yè)，共49頁(yè)。2.3長(zhǎng)江上游天然林水文(shuǐwén)功能2.3.1流域氣象(qìxiàng)特征第四十四頁(yè)，共49頁(yè)。天然林變化(biànhuà)與年降水量變化(biànhuà)的相關(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--第四十五頁(yè)，共49頁(yè)。天然林變化(biànhuà)與年降水量變幅的關(guān)系第四十六頁(yè)，共49頁(yè)。天然林變化(biànhuà)與年日照變化(biànhuà)的相關(guān)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**第四十七頁(yè)，共49頁(yè)。天然林變化與年日照(rìzhào)變幅的關(guān)系第四十八頁(yè)，共49頁(yè)。天然林變化(biànhu