Contents森林水文學(xué)概要一森林對(duì)多峰洪水（暴雨）響應(yīng)的討論三二森林的洪水（暴雨）效應(yīng)總結(jié)五基于不同地被類型下森林的洪水效應(yīng)四7/22/20231一、森林水文學(xué)概要關(guān)于森林水文效應(yīng)的爭(zhēng)論焦點(diǎn)森林水文學(xué)的起源森林水文學(xué)在我國(guó)的發(fā)展階段森林水文學(xué)：研究森林生態(tài)系統(tǒng)中的水文過程和森林與水循環(huán)相互影響的學(xué)科。森林水文學(xué)的起源森林水文學(xué)作為一門學(xué)科，始于1900年瑞士Emmental山區(qū)兩個(gè)小流域的對(duì)比試驗(yàn)。但“森林水文學(xué)”一詞最早由美國(guó)人凱特里奇（JosephKittredge）于1948年提出。7/22/20232一、森林水文學(xué)概要關(guān)于森林水文效應(yīng)的爭(zhēng)論焦點(diǎn)森林水文學(xué)的起源森林水文學(xué)在我國(guó)的發(fā)展階段20世紀(jì)20年代，羅德民和李德毅在山東、山西、河南、安徽等地的寺廟林地,觀測(cè)研究不同森林植被對(duì)雨季徑流和水土保持效應(yīng)的影響；森林水文學(xué)在我國(guó)的發(fā)展階段

20世紀(jì)70年代末到80年代初,我國(guó)的森林水文學(xué)研究進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期,出現(xiàn)了大量的森林水文學(xué)研究成果；

21世紀(jì)初的一場(chǎng)關(guān)于“森林水文響應(yīng)”的再討論。7/22/202337/22/20234一、森林水文學(xué)概要森林對(duì)降水量的影響關(guān)于森林水文效應(yīng)的爭(zhēng)論焦點(diǎn)森林對(duì)年徑流量的影響森林對(duì)枯水徑流的影響

森林削減洪峰的作用關(guān)于森林水文效應(yīng)的爭(zhēng)論焦點(diǎn)森林水文學(xué)的起源森林水文學(xué)在我國(guó)的發(fā)展階段7/22/202351、遮蔭難一場(chǎng)暴雨蒸發(fā)枯枝物截留樹干截留樹冠截留地面徑流土壤下滲降雨流程圖7/22/20236二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)1、基于空間尺度的認(rèn)識(shí)2、基于時(shí)間尺度的認(rèn)識(shí)3、基于地域特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)4、基于不同森林類型的認(rèn)識(shí)5、小結(jié)7/22/20237二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)流域面積的差異Kiersch認(rèn)為：小流域的覆被覆被類型對(duì)流域水量的影響較大，而中等流域及大流域的覆被類型對(duì)水量的影響較小。1、基于空間尺度的認(rèn)識(shí)7/22/20238二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)1、基于空間尺度的認(rèn)識(shí)流域內(nèi)森林覆蓋率的差異鐘祥浩程根偉：《森林植被變化對(duì)洪水的影響分析——以長(zhǎng)江上游典型小流域和洪水事件為例》虎溪橋流域六角亭流域流域面積（km2）0.4700.248森林覆蓋率（%）9240年降雨量（mm）15001500徑流系數(shù)0.720.59退水流量模數(shù)（m3/(km2*s)0.4180.51值得注意的是：這兩個(gè)流域均位于峨眉山區(qū)，緊緊相鄰，地質(zhì)、地貌和氣候條件基本相似。表1-峨眉山多雨區(qū)對(duì)比流域的資料分析7/22/20239二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)2、基于時(shí)間尺度的認(rèn)識(shí)在時(shí)間尺度上，森林的水文效應(yīng)差異性體現(xiàn)在植被景觀格局的變化以及植被在年際、年內(nèi)的不同時(shí)間段而產(chǎn)生的水文效應(yīng)差異。7/22/202310資料來源：《森林水文學(xué)》美國(guó)賓夕法尼亞山地地區(qū)7/22/202311二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)3、基于地域差異的認(rèn)識(shí)對(duì)于處于不同地區(qū)的森林，它所處地區(qū)的自然氣候帶、地質(zhì)地貌條件及人類的活動(dòng)等都會(huì)對(duì)其水文效應(yīng)的研究起到結(jié)論性的影響。流域流域尺度最大削峰量（%）峰現(xiàn)時(shí)間比較嘉陵江小-25黃土高原小-71.4~-94.3延后3-15倍海浪河（黑龍江）小-29.24~-38.4延后20-48小時(shí)表1~不同流域有林區(qū)較無林區(qū)洪峰要素比較7/22/202312二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)森林的類型及樹種結(jié)構(gòu)的不同，引起葉面積指數(shù)、樹冠結(jié)構(gòu)、林下土壤結(jié)構(gòu)等也不盡相同，從而導(dǎo)致產(chǎn)生的水文效應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生差異。4、基于森林類型的認(rèn)識(shí)資料來源：《森林水文學(xué)》（日本）7/22/202313二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)4、基于森林類型的認(rèn)識(shí)金棟梁《森林對(duì)水文要素的影響》中通過對(duì)四川凱江流域余家庵地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)和資料統(tǒng)計(jì)：7/22/202314二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)4、基于森林類型的認(rèn)識(shí)金棟梁《森林對(duì)水文要素的影響》中通過對(duì)四川凱江流域余家庵地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)和資料統(tǒng)計(jì)：：林冠截留強(qiáng)度=：干燥度、：極限截留量、任意時(shí)刻截留量：降雨強(qiáng)度：比例常數(shù)7/22/202315二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)5、小結(jié)在研究森林的洪水效應(yīng)時(shí)，不同空間尺度的選擇會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)：流域區(qū)域的面積小于10km2時(shí)，流域內(nèi)森林會(huì)在攔洪和洪峰延遲上將起到較好的影響，而當(dāng)流域面積超過10km2時(shí)森林對(duì)攔洪和洪峰延遲的影響大大減弱。作為一個(gè)系統(tǒng)而言，森林內(nèi)部的林冠截留和土壤層含水量會(huì)隨時(shí)間表現(xiàn)出一定的差異，這主要是由于降水特征和植被生長(zhǎng)狀況的差異引起的，作為一個(gè)研究者能否將這些細(xì)微因素考慮進(jìn)來，將會(huì)對(duì)結(jié)論的精確程度起到一定影響。7/22/202316二、森林的洪水（暴雨）效應(yīng)5、小結(jié)森林的洪水效應(yīng)在不同區(qū)域會(huì)產(chǎn)生不同的評(píng)價(jià)效果，因此不能以某些流域的經(jīng)驗(yàn)外推至其他的區(qū)域，更不能以局部的結(jié)論代表普遍性；研究區(qū)域森林植被類型的不同會(huì)對(duì)截留和攔蓄產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為：其一當(dāng)其它其條件基本一致時(shí)，樹冠截留率與樹種的年齡成正相關(guān)；其二闊葉林的樹冠截留效果要好于針葉林。7/22/202317三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論1、討論前提肯定森林在削峰補(bǔ)枯、攔洪、推遲洪水聚集時(shí)間上所起的積極作用。7/22/202318三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論2、基于定性角度的認(rèn)識(shí)孫惠南認(rèn)為：當(dāng)?shù)谝淮魏榉逯斜簧纸亓粝聛淼乃壳∏膳c第二次洪峰的來水時(shí)間相遇時(shí)，則森林的作用就反而是增加了第二個(gè)洪峰，特別是第二次洪峰成災(zāi)的可能也就比較大。（《自然資源學(xué)報(bào)》2019）周曉峰等認(rèn)為：森林削洪作用的強(qiáng)弱受森林類型、林分結(jié)構(gòu)、林地土壤結(jié)構(gòu)和降水特性等地影響，對(duì)于短時(shí)間的次降水過程的明顯，但隨著降水時(shí)間的延長(zhǎng)，森林的削洪作用也逐漸減弱，甚至為0。（《自然資源學(xué)報(bào)》2019）劉志韜認(rèn)為：森林對(duì)洪水的影響，應(yīng)考慮流域前期土壤含水量大小。中野秀章《森林水文學(xué)》：森林的攔洪作用是有限的，有時(shí)甚至起到“幫兇”的作用。7/22/202319三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論說明：作者在長(zhǎng)江上中游選取了6對(duì)對(duì)比流域，它們的地理位置、土壤、地形等重要因素基本一致。金棟梁：《森林對(duì)水文要素的影響》3、基于定量角度的認(rèn)識(shí)7/22/202320三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論鐘祥浩等在《森林植被變化對(duì)洪水的影響分析---以長(zhǎng)江上游典型小流域和洪水事件為例》肯定森林削峰補(bǔ)枯的前提下，探討了“森林—土壤系統(tǒng)”在這其中的作用，其中著重強(qiáng)調(diào)：在“森林—土壤系統(tǒng)”被前期降水充分濕潤(rùn)的情況下，緊接著的暴雨可能引起洪峰流量的快速增加。3、基于定量角度的認(rèn)識(shí)7/22/202321三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論

在結(jié)論中有這樣一點(diǎn)值得思考：該區(qū)域（四川盆地紫色土丘陵區(qū)）,近10a～20a來森林覆蓋率從60～70年代不到10%提高到現(xiàn)在的20%以上,森林覆蓋率翻了一番,但是截留蓄水功能沒有發(fā)生顯著的提高,原因在于林下沒有灌、草結(jié)構(gòu),更沒有枯枝落葉層,特別是林下的土壤層仍很薄,土壤最大蓄水能力不及正常情況下的1/5,仍表現(xiàn)出大雨大流的現(xiàn)象。3、基于定量角度的認(rèn)識(shí)鐘祥浩程根偉：《森林植被變化對(duì)洪水的影響分析——以長(zhǎng)江上游典型小流域和洪水事件為例》7/22/202322三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論3、基于定量角度的認(rèn)識(shí)王小明等《不同降雨條件下天然次生林試問過程動(dòng)態(tài)分析》研究了浙江錢江源生態(tài)副站廟山塢自然保護(hù)區(qū)對(duì)徑流形成的速度與降雨前期不同濕潤(rùn)條件下森林系統(tǒng)的水文過程。

（《南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2019）7/22/2023237/22/202324三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論3、基于定量角度的認(rèn)識(shí)林峰等在《流域森林覆被變化對(duì)多峰洪水過程的影響》通過利用HEC-HMS模型模擬100年一遇的多峰暴雨也得出了類似的結(jié)論：對(duì)于不同重現(xiàn)期的暴雨類型，森林對(duì)洪峰及洪量的影響程度，隨著洪峰重現(xiàn)期的增加而呈現(xiàn)減弱趨勢(shì)。7/22/202325三、森林對(duì)多峰洪水(暴雨)響應(yīng)的討論4、小結(jié)

森林對(duì)所在區(qū)域內(nèi)的洪水（暴雨）能夠起到一定的攔截作用；但由于森林系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜性，不同的樹種、植被類型、郁閉度、生長(zhǎng)狀況等均會(huì)對(duì)森林的整體洪水效應(yīng)產(chǎn)生不同程度的影響，甚至是結(jié)論性的影響，所以應(yīng)從系統(tǒng)的角度來對(duì)這一作用進(jìn)行確切估計(jì)。森林對(duì)多峰洪水（暴雨）的響應(yīng)是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，我認(rèn)為還需要通過多角度、大量定量實(shí)驗(yàn)和分析才能揭示出它的規(guī)律。7/22/202326四、不同地被類型下森林的洪水效應(yīng)于靜《大清河流域土地利用/覆被變化對(duì)洪水徑流影響問題的研究》（碩士論文2019）7/22/202327四、不同地被類型下森林的洪水效應(yīng)地類1980年比例（%）2019年比例（%）凈增長(zhǎng)比（%）林地62.258.73-3.47耕地32.2434.19+1.95草地4.445.72+1.28建設(shè)用地1.121.36+0.24表1-1980年~2019年紫荊關(guān)流域土地利用/覆被類型比例表地類1980年比例（%）2019年比例（%）凈增長(zhǎng)比（%）林地45.3241.84-3.48耕地46.8549.02+2.17草地1.392.6+1.21水域5.615.48-0.13建設(shè)用地0.831.06+0.23表2-1980年~2019年阜平流域土地利用/覆被類型比例表7/22/202328四、不同地被類型下森林的洪水效應(yīng)表3-紫荊關(guān)流域、阜平流域2019年較1980年部分水文要素的變化情況水文要素紫荊關(guān)流域阜平流域洪峰流量的均值-3.8%-3.8%徑流總量的均值-7.4%-5.9%洪峰流量的最大值-8.9%-8.5%徑流總量的最大值-11.8%-20.5%說明：鑒于在模擬過程中采用的是相同的降水條件，由此可知研究流域洪峰流量的降低，徑流總量的減少是由土地利用/覆被變化造成的。2019年的土地利用/覆被條件和1980年相比，研究流域的耕地、草地和建設(shè)用地有所增加，林地呈減少趨勢(shì)。由于耕地和草地的下滲率均比林地的大，且流域蓄水容量的增加，使得相同降雨情況下產(chǎn)生的洪水總量減少，洪峰流量也減少。雖然建設(shè)用地的增加會(huì)使得洪水的洪峰流量、徑流量有增加的趨勢(shì)，但由于其在兩個(gè)研究流域所占的比例很小，所以所起的作用不大。7/22/202329五、結(jié)論森林在減少洪水總量、削弱洪峰流量及推遲延長(zhǎng)洪水的匯集時(shí)間上的作用是顯然的，但考慮到其系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜性，還應(yīng)進(jìn)行合理估計(jì)。區(qū)域的不同，會(huì)造成森林種類和降水特征的差異，所以局部地區(qū)的研究結(jié)論不能外推，也不能代表普遍性，但一些研究方法還是