刘昌明曾燕植被变化对产水量影响的研究

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1、刘昌明曾燕植被变化对产水量影响的研究

2、第1　摘要植被变化将使其水文效益发生相应的改变，通过植被变化对产水量影响方面的研究，客观地评价了该研究领域的主要进展和存在问题。我国在这方面尚未开展过深入细致的研究，因此有一定的借鉴意义。关键词植被变化产水量水资源探讨水资源的国家战略及其相关科学问题，是２１世纪各国政府的重点议题之一。围绕水资源问题，应开源与节流并举，科学管理，提高水资源利用的潜力。国外在植被变化对产水量影响的研究始于２０世纪２０～３０年代，目的是探讨植被变化对增加产水量的可能性及相应的植被控制措施，至今已有８０年左右的研究历史，其中以美国最多，其次为澳大利亚、加拿大、

3、新西兰、前苏联和日本等国家。我国在这方面尚未开展深入细致的研究。本文系统介绍了国内外在植被变化对产水量影响方面的研究，客观地评价了该研究领域的主要进展和存在问题，因此有一定的借鉴意义。一、研究方法引起植被变化的途径包括自然和人工控制两大类。其中自然因素包括：野火、虫害、林地自然生长树龄变化引起的森林系统结构变化和自然衰落等。人工控制包括：砍伐（皆伐或选择性砍伐）、造林、人工火烧、放牧、化学处理（人工或飞机喷洒除草剂）等。所谓植被变化对产水量影响的研究，主要是研究植被变化前、后产水量变化的情况，并分析造成产水量变化的主要原因。目前最常用的研究方法为“流域对”（又称“对照流域”

4、或“参考流域”）法１。其主要思想为：选择两个地理位置比较靠近，且大小、土壤类型、植被特征、方位、海拔、局地气候等方面均比较接近的流域。在研究时段内，由于自然或人工控制因素使其中一个流域的植被发生了变化，称为“研究流域”，而另一个流域植被无变化，称为“对照流域”。对这两个流域进行多年的对比观测，“研究流域”植被未变化前称为“校准期”，通过“校准期”的观测建立两流域径流量之间的回归方程。在植被变化后将“研究流域”观测到的径流量与通过对照流域径流量按回归方程预测的“研究流域”植被未改变情况下的径流量进行比较，从而确定研究流域植被变化所引起的产水量的变化。与“流域对”相对的为“单流

5、域法”，其中包括水量平衡法和模拟模型法。水量平衡法主要根据研究流域植被变化前后降雨损失量的改变来确定径流量的变化；模拟模型以植被变化前后的气象、水文、植被和土壤等参数为输入来模拟产水量变化。二、主要研究结果植被变化对产水量影响研究所涉及的植被类型有森林、灌木林、草地、河滨植被等，其中以森林变化对产水量影响的研究最多。１．森林对产水量的影响（１）森林火烧Ｂ．Ｈ．Данилик（１９８２）对前苏联遭受火灾的БоьщэяКокщэгэ河流域（流域面积５７５０ｋｍ２，火灾使森林覆盖率由５９％降为６．５％）的研究表明：火灾使河流的径流量减少，火灾后５年平均年径流量的减小量为１８．５ｍ

6、ｍ，其变化范围在２．５～２０．３ｍｍ２。Ｇｏｔｔｆｒｉｅｄ和ＤｅＢａｎｏ（１９８０）在美国ＷｈｉｔｅＭｏｕｎｔａｉｎｓ地区ＣａｓｔｌｅＣｒｅｅｋ试验流域（面积４．７１ｋｍ２）研究表明：进行人工燃烧处理后（火烧占流域的４３％，火烧使地表积累物被消耗，而森林地被层仅仅是轻度燃烧，很少有原木被完全烧掉，剩余植被的变化是最小限度的。）流域年均径流没有改变，认为是火烧没有影响森林冠层和消耗很多的森林地被物的结果３。舒立福等（１９９９）认为，火烧降低了森林的截留和蒸腾作用及地被物的蓄水作用，使更多的水渗到土壤，火烧后地表径流增加，火迹地上的积雪融化较早，使河流水量每年最高增加６０％；

7、干旱期水量增加低于２０％；河流水量日变化小；间歇性河流不断水４。Ｗｈｉｔｍｏｒｅ（１９７５）研究表明：火烧后，特别是大面积火烧后，下游河流的河水流量明显增加。对亚利桑那州某流域测定结果是：火烧后第一年河水流量比火烧前增加１０倍，且火烧后间歇性河流变成了连续性河流（除极端干旱年份外），火烧后暴雨流量和洪峰流量亦呈增加趋势５。（２）森林砍伐Ｒｏｎａｎ等人（１９８２）运用模型模拟砍伐对澳大利亚Ｍａｒｏｏｎｄａｈ流域（流域面积为１７８．３ｋｍ２，年降雨量为１２００～１７００ｍｍ）径流量的影响，其研究结果为：如果以６０年作为一个轮伐期，经过长期按计划的采伐，使径流量减少９％；如以１５

8、０年作为一个轮伐期，在同样条件下径流减少６％；而如果将全流域范围内适宜采伐的森林都伐掉，径流量会减少３４％；对流域内３０年以上的森林进行一次性的带状疏伐（采伐面积占流域面积的４０％），会使径流量增加７％２。黄礼隆等人研究了四川西部高山原始林的水源涵养作用后指出：森林伐后径流模数减小２０．３Ｌ／ｓ?ｋｍ２，径流系数下降４２．２％６。森林采伐活动对径流的影响在美国已经进行了大量的研究和报道，其基本结论是：采伐使径流增加。Ｈａｒｒ（１９８２）对美国俄勒冈西部两个有１３０年树龄的北美黄杉林流域（流域面积为０．１３ｋｍ２