李險(xiǎn)峰,郭昭濱

(1.黑龍江省水利科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江省森林防火預(yù)警監(jiān)測(cè)信息中心，黑龍江 哈爾濱 150090)

水土資源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，但由于自然和人為的原因，水土流失問(wèn)題日益突出。水土流失不僅造成了水土資源的損失與破壞，導(dǎo)致自然資源和生態(tài)環(huán)境惡化，同時(shí)也影響到了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。森林通過(guò)對(duì)降水截持、削弱雨點(diǎn)動(dòng)能、增加地表粗糙率、調(diào)節(jié)徑流、控制土壤侵蝕和改善水質(zhì)等方面發(fā)揮著積極的生態(tài)作用，是維持國(guó)家生態(tài)環(huán)境的重要生態(tài)屏障。而對(duì)森林植被水土保持功能進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，更是讓人們客觀(guān)了解到森林對(duì)生態(tài)及社會(huì)安全運(yùn)行發(fā)揮的重要作用。

1 森林水土保持功能研究

森林植被通過(guò)對(duì)水分循環(huán)與過(guò)程的生物調(diào)控成為控制水土流失的關(guān)鍵因素[1]。森林影響著水分傳輸過(guò)程，降水會(huì)經(jīng)歷由枝干和枝葉組成的林冠層截留、林地上富集的枯枝落葉層吸持、發(fā)育疏松而深厚的土壤層入滲3個(gè)階段。

1.1 林冠層水土保持功能

降水進(jìn)入森林生態(tài)系統(tǒng)所經(jīng)歷的第1次分配就是林冠層截留，被攔截的降水最終經(jīng)過(guò)蒸發(fā)重新回到大氣中，從而減少進(jìn)入土壤中的水分。植被冠層通過(guò)葉片截留降水和樹(shù)干導(dǎo)流降水，影響到達(dá)地面的雨量的同時(shí)也減弱降水對(duì)土壤的侵蝕。我國(guó)關(guān)于樹(shù)冠截留率的研究表明，林冠的截留率一般為11.4%～36.5%，特殊地區(qū)可達(dá)到48%[2]，表現(xiàn)為混交林大于純林、針葉林大于闊葉林，林分結(jié)構(gòu)、郁閉度、葉面積及氣候條件均會(huì)對(duì)林冠截留造成影響。

1.2 枯枝落葉層水土保持功能

枯枝落葉層位于林冠層和土壤層之間，是森林水文效應(yīng)的第2個(gè)層次，主要由林木、林下植被凋落物及枯死的植物殘?bào)w組成?？萋湮飳有纬墒杷珊＞d狀覆蓋物，具有較好的吸水、持水能力，能夠吸收地表徑流、抑制土壤水分蒸發(fā)，起到保護(hù)植被和土壤的作用?？萋湮飳訉?duì)降水的攔截能力也有所差異，這種能力受枯落物組成、分解狀況、水分狀況等多種因素影響。綜合各種研究結(jié)果得出，枯落物的最大持水量可達(dá)到自身干質(zhì)量的2～4倍，最大持水率可達(dá)到309.54%[3]。

1.3 土壤層水土保持功能

森林土壤是森林水文效應(yīng)的最后一個(gè)層次，也是水分轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的重要介質(zhì)。土壤蓄水能力取決于土壤容重和孔隙度等物理性質(zhì)，而林木根系和枯枝落葉改善了上述性質(zhì)，使得土壤蓄水和透水能力增強(qiáng)。尤其是林地土壤的孔隙度要大于其他土地利用類(lèi)型，大孔隙可以產(chǎn)生優(yōu)先流，對(duì)水分運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程起到重要的調(diào)節(jié)作用，從而增大土壤的入滲率和入滲量。森林土壤的儲(chǔ)水能力很強(qiáng)，研究表明喬木土壤蓄水量大于灌木和草地，白樺林的蓄水量是荒坡蓄水量的3.21倍，闊葉林土壤蓄水量大于針葉林。

2 森林水土保持功能評(píng)價(jià)研究

隨著森林水土保持機(jī)理研究的深入，森林水土保持功能評(píng)價(jià)已經(jīng)歷了定性到定量，由單項(xiàng)研究到多方面、多層次的生態(tài)環(huán)境綜合研究，指標(biāo)也從單一指標(biāo)逐步發(fā)展為多個(gè)指標(biāo)體系進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.1 單一評(píng)價(jià)指標(biāo)

起初森林水土保持功能評(píng)價(jià)局限于單項(xiàng)指標(biāo)或單項(xiàng)內(nèi)容的研究。研究人員通過(guò)對(duì)黃土丘陵區(qū)人工林地的研究，分別得出植被覆蓋度與土壤侵蝕量及徑流量之間的關(guān)系方程，結(jié)果表明它們之間的相關(guān)性很強(qiáng)，但這種結(jié)果具有一定局限性，不同植被類(lèi)型在覆蓋度相同的情況下，水土保持功能有所差異，覆蓋度這一單一指標(biāo)無(wú)法反應(yīng)植被水土保持功能。

2.2 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

鑒于單一指標(biāo)無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)森林水土保持功能，學(xué)者們提出了很多綜合性指標(biāo)體系。黃進(jìn)等人利用林冠截留率、灌草層蓋度、枯落物蓋度、土壤穩(wěn)滲透速率、土壤可蝕性K值等8個(gè)指標(biāo)對(duì)浙江省生態(tài)公益林的水土保持功能進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]；于法展等以江西廬山主要森林植被為研究對(duì)象，選取了郁閉度、豐富度指數(shù)、毛管孔隙度、枯落物分解強(qiáng)度、海拔、坡度等15個(gè)指標(biāo)構(gòu)建多層次多指標(biāo)的水土保持功能評(píng)價(jià)體系[5]；張銳選取了植被、枯枝落葉、土壤、地形4個(gè)準(zhǔn)則層的19個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合比較了5種類(lèi)型人工林地的水土保持功能，發(fā)現(xiàn)杉木純林優(yōu)于其他植被群落。

上述指標(biāo)均以群落的觀(guān)點(diǎn)綜合對(duì)森林的水土保持功能做出合乎實(shí)際的科學(xué)評(píng)價(jià)，指標(biāo)體系也能較為全面地反映植物特性。但目前為止，鑒于影響因素的復(fù)雜性及效益計(jì)量的特殊性，森林植被水土保持功能的評(píng)價(jià)存在很多方法，各種方法的適用性仍有待進(jìn)一步討論。