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1、森林资源及其水文功能,内容,1.森林资源 2.森林水文功能,1.森林资源,1.1 基本概念森林：森林是以乔木为主体、郁闭度大于0.3的植物群落与其环境相互作用而形成的生态系统。它是一种植被类型，属于植被范畴。森林的分类：天然林(自然发生形成的森林，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、飞播造林等)天然林与人工林相比具有以下特征:(1)种类丰富；(2)层次结构复杂；(3)功能完善，对生态平衡的贡献大；(4)生命周期和演替系列长,1.森林资源,1.1 基本概念森林的分类：针叶林(以针叶树为建群种的森林)；阔叶林(由阔叶树组成的森林)；混交林(由针叶树和阔叶树组成的森
2、林)。,1.森林资源,1.1 基本概念森林的分类：热带森林；温带森林；寒带森林。,1.森林资源,1.1 基本概念森林生态系统：由森林植被与其环境相互作用而形成的复合有机体。森林资源：可供人类利用的森林，属于资源范畴。,1.森林资源,问题1：森林、森林生态系统和森林资源三者间的关系？森林森林生态系统森林资源,1.森林资源,1.2 森林资源概况,长江上游天然林面积和蓄积量随时间的变化,金沙江流域天然林面积和蓄积量随时间的变化,岷沱江流域天然林面积和蓄积量随时间的变化,嘉陵江流域天然林面积和蓄积量随时间的变化,乌江流域天然林面积和蓄积量随时间的变化,干流区天然林面积和蓄积量随时间的变化,1.森林资源
3、,1.3 森林资源价值,中国森林的经济价值,陈仲新和张新时(2000)的估价为：15 434 108 元侯元兆等(1995)的估价为：130 000 108 元 以上两项研究结果表明：前者仅为后者的1/8!?,森林资源及其水文功能,1.森林资源 2.森林水文功能,2.森林水文功能,2.1 水文过程,森林水文学的定义,森林水文学是研究森林生态系统对水分循环和环境影响(包括对土壤侵蚀、水质和小气候等的影响)的科学。它是水文学的一个分支，是森林生态学与水文学相结合而形成的一门学科。,森林水文学简史,森林水文学早期起源于人们对森林与水关系的观察和了解，如消洪补枯。公元34世纪，古希腊人就观察到了树木与
4、水文的关系；中国对森林与水文关系的认识可以追溯到2000多年以前(李文华等,2001)。尽管如此，但系统研究森林水文过程的历史相对较短，国外对森林水文效应的科学研究可追溯到17世纪，而国内对这一领域的科学研究始于1924年(李文华等,2001)。随着研究手段的日新月异，森林水文学研究已经进入了快速发展阶段。,2.森林水文功能,问题2“林外下大雨林内下小雨”这种说法对吗？,2.森林水文功能,2.2 水文功能定量化的计算方法,某一时段内的区域水量平衡方程：,P=R+E+g V 式中：P降水量，m3;R河川径流，m3;E蒸散量，m3;g地下潜流量，m3;V某一时段区域内蓄水变量，m3。,月截留量：,
5、是指某区域森林林冠在某个月内截留降水的数量，用公式表示为：Ai=A Pi Ii 10 000 式中：Ai为某区域森林在第i个月截留的降水量(m3)，A为该区域森林面积(hm2)，Pi为该区域第i个月降水量(mm)，Ii为第i个月森林林冠截留率(%)。,一次性水源涵养效益,是指森林土壤蓄水量和地表层持水量之和，用公式表示为：V=Vws+Vwg 式中：V为森林水源涵养总效益，Vws为森林土壤蓄水量，Vwg为地表层持水量。,森林土壤蓄水量,是指森林土壤含蓄水分的潜力，用公式表示为：Vws=10 000 Pn D A式中：Vws为森林土壤蓄水量(m3)，Pn为森林土壤非毛管孔隙度(%)，D为土层深度(
6、m)，A为森林面积(hm2)。,森林地表层持水量,是指森林地表层含蓄水分潜力，用公式表示为：Vwg=L C A式中：Vwg为天然林地表层持水量(m3)，L为地表物积累量(t.hm-2)，C为地表物最大持水量(%)，A为天然林面积(hm2)。,年水源涵养效益,是指森林在一年之内累积含蓄水分的潜在能力，用公式表示为：Vwa=P A(1-Ii)10 000 1 000式中：Vwa为某区域天然林水源涵养效益(m3.a-1)，P为该区域年降水量(mm)，A为天然林面积(hm2)，Ii为天然林林冠截留率(%)。,水土保持效益,是指由于森林的存在而使林区土壤免被侵蚀的潜力，常常通过测定森林林地和无林地土壤年
7、侵蚀模数来计算，用公式表示为：Vs=A(M0-Mf)式中：Vs为某区域天然林年保土效益(t.a-1)，A为天然林面积(hm2)，M0和Mf为分别为无天然林土壤侵蚀模数和天然林土壤侵蚀模数(t.hm-2.a-1)。,长江上游干支流天然林年保持土壤随时间的变化（亿吨）,土壤水库蓄水容量,又称土壤水库总库容，是指森林土壤的全蓄水量或饱和持水量，用公式表示为：Vws=10 000 P D A 式中：Vws为森林土壤总库容(m3)，P为森林土壤总孔隙度(%)，D为土层深度(m)，A为森林面积(hm2)。,长江上游干支流土壤水库总库容随时间的变化,流域涵养指数(),是指某个流域中植被涵养水分的实际能力，用
8、公式表示为：=Q枯/Q年 式中：Q枯和 Q年分别为最枯月平均流量和年平均流量。,流域地下水年出流量(Wg),是指在一年内某个流域中补充到河川径流的壤中流量，用公式表示为：Wg=0.315(1+)/2 Q年(108 m3)式中：和 Q年分别为流域涵养指数和年平均流量。,改良土壤效益,是指森林通过凋落物回归土壤而提高土壤肥力的潜力，常常通过测定某区域土壤养分含量和年保土量来计算森林的改良土壤效益，用公式表示为：Vf=Vs(P1+P2+Pn)式中：Vf为某区域森林保肥效益(t.a-1)，Vs为某区域森林年保土量(t.a-1)，Pn为各类养分含量(%)。,长江上游干支流天然林年保持有机质随时间的变化（亿吨）,水源涵养和水土保持概念,水源涵养是指森林涵蓄大气水分和补充地下水调节河川径流的功能。水土保持是指森林通过乔木、灌木、地被物及庞大的根系削弱雨水冲击，增强土壤抗冲性，提高土壤抗侵蚀能力，从而减少土壤流失的功能。,2.3 长江上游天然林水文功能,2.3.1 流域气象特征,天然林变化与年降水量变化的相关性,天然林变化与年降水量变幅的关系,天然林变化与年日照变化的相关性,天然林变化与年日照变幅的关系,天然林变化与气温变化的相关性,
