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森林--地球的綠色水庫(kù),生命的天然屏障

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“青山常在,綠水長(zhǎng)流”,在全球氣候變化的大背景下,森林作為地球上最重要的自然資源之一,它不僅僅代表著樹(shù)木的集合,更是天然的水庫(kù)和過(guò)濾器。森林具有涵養(yǎng)水源、防洪補(bǔ)枯、凈化水質(zhì)等多種生態(tài)功能,它滋養(yǎng)著萬(wàn)物生長(zhǎng),維持著地球水文循環(huán),為生命提供不可或缺的淡水資源。探究森林“水庫(kù)”可以更好有效釋放森林“水庫(kù)”的諸多效益。


森林—綠色水庫(kù)

(來(lái)源:浙江省林業(yè)局公益林和天然林專(zhuān)欄,漫山生態(tài)林,鄒文武攝)

森林生態(tài)系統(tǒng)一般從上到下可分為三個(gè)層次:林冠層、枯落物層和土壤層,而這三個(gè)層次在生態(tài)水文過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,各個(gè)功能層次之間的水分分配和運(yùn)動(dòng)過(guò)程被稱(chēng)之為森林生態(tài)水文過(guò)程。其過(guò)程主要包括:林內(nèi)穿透雨、降雨截留、樹(shù)干流、枯落物攔截、林地蒸散、土壤入滲、地表徑流等。


圖2 森林生態(tài)水文過(guò)程
(來(lái)源:人民網(wǎng)——森林為什么是“水庫(kù)”?2022年)

**森林水分輸入:**當(dāng)降雨后,雨水被茂密的林冠層攔截,大部分雨水透過(guò)林冠落在林下的灌木層和草本層再被截留。植被層表面雨水這時(shí)產(chǎn)生了第一次分配,即林內(nèi)降雨量、樹(shù)干流量和林冠截留量。當(dāng)雨水到達(dá)地面后,地表枯枝落葉層進(jìn)行水分吸收和儲(chǔ)存;枯落物層在截留降雨、攔蓄地表徑流、防止土壤水分蒸發(fā)和增加地表入滲量有重要作用。而土壤層通過(guò)入滲、蓄納等對(duì)降水資源分配格局產(chǎn)生的影響,也是森林生態(tài)系統(tǒng)水分的主要儲(chǔ)蓄庫(kù)。簡(jiǎn)言之,林地土壤入滲主要包括兩個(gè)過(guò)程,一是到達(dá)地面的雨水通過(guò)表層土壤孔隙進(jìn)入土壤的過(guò)程,二是水分從表層土壤沿土壤孔隙向深層滲透和擴(kuò)散的過(guò)程。

森林水分輸出:林地蒸散過(guò)程是森林生態(tài)系統(tǒng)水分平衡的主要分量。研究表明,陸地上年降水量的66%是通過(guò)蒸散過(guò)程返回大氣的。蒸散包括蒸發(fā)和蒸騰兩部分,針對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),具體包括林冠截留蒸發(fā)、枯落物層截留蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)、上層喬木與下層灌木的蒸騰。與此同時(shí),徑流的發(fā)生也是水文循環(huán)和水量平衡的基本要素之一,是森林生態(tài)系統(tǒng)水分輸出的重要過(guò)程。根據(jù)徑流發(fā)生在土壤剖面的不同位置可分為地表徑流、壤中流和地下徑流。最終,以上這些重要的水文過(guò)程形成了森林生態(tài)系統(tǒng)水分循環(huán)的流動(dòng)閉環(huán)。

圖3 森林的水文調(diào)節(jié)作用與水源涵養(yǎng)功能概念
(來(lái)源:孫閣等. 準(zhǔn)確理解和量化森林水源涵養(yǎng)功能. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2023, 43(1) :9-25.)

森林是地球的綠色水庫(kù),森林改變了自然降水的分配形式。植被根系能固土保水、減少地表徑流,森林蒸騰作用可以釋放水分,增加大氣濕度。森林通過(guò)自身的水文調(diào)節(jié)過(guò)程,形成連續(xù)完整的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。研究和學(xué)習(xí)森林對(duì)自然界水分循環(huán)運(yùn)動(dòng)影響規(guī)律,對(duì)于利用水資源,充分發(fā)揮森林的生態(tài)效益具有重要意義。森林是地球的寶貴資源,讓我們建設(shè)地球的綠色水庫(kù),保護(hù)生命的天然屏障。(撰文:趙紫晴、葛曉改研究員/中國(guó)林科院亞林所)

參考材料:余新曉等. 森林生態(tài)系統(tǒng)水文過(guò)程與功能[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2013.