为什么说森林是抽水机和引水器 (为什么说森林是陆地生态平衡的调节中枢)
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为什么说森林是抽水机和引水器?
中国西部的水资源一直相对紧张,除了气候干旱的原因之外,人工植树造林等人为的因素,也是加剧西部水资源紧张的原因,所以一些人认为,森林变成了“抽水机”。
不过,也有人认为,人工植树造林增加了降雨,森林是一个“引水器”。

中国林科院森林与水资源研究领域的专家,在谈到对中国西部生态环境建设中林水关系的看法时指出,不能简单地看成是退耕还林现象造成西部水资源紧张的。
森林、植被、水资源,是影响生态平衡的主要生态环境因素,同时,人为活动是影响生态环境的载体,在改变、治理生态环境中起着关键的作用,它们之间也存在着十分复杂的关系。
如何处理好林水关系,是合理进行西部生态环境建设的一个关键方面。
对于西部缺水的地方,要针对具体的环境具体考虑,宜林宜草。
种树是为了逐渐恢复生态环境,这是应该首先考虑到的。
有些人认为,大量的植树,会像“抽水机”一样,让整个地区的水资源变得紧张起来。
因为在西部一些十分干旱的地区,由于常年干旱,树是很难被种活的,这就需要把地下水打上来或者是使用河水来浇灌树木。
在这种情况下,植树就不能形成水的良性循环,消耗的水量比它能涵养的水量还要多,就形成了“抽水机”的现象。
同时也有人认为,森林是“引水器”,它是能够增加降雨的。
中国曾进行过许多卓有成效的森林水文学方面的研究,表明森林植被确实具有涵养水源、调节径流、改善水质、保护土壤和水环境的水文作用。
但是,森林能增加降雨和涵养水源是两个不同的概念。
对于森林是“引水器”的观点,专家也曾进行了研究。
森林确实能增加一部分降雨,但是只占百分之几的比例,增加的是有限的,和大气环流对降雨的影响相比,真是微乎其微。
森林是“抽水机”还是“引水器”,学术界认为,这是两个截然不同的观点,这两种说法都是不恰当、不科学的,都是“外行”的说法,没有普遍的意义。
不论是退耕还林工程也好,生态环境建设工程也好,目的都是为了改善生态环境,保持社会的可持续发展,不能说植树使水资源减少了,就不再植树了,这也是不科学的,有些方面就是要做出牺牲的。
在西部缺水的地方,要因地制宜。
种树时,必须要考虑耐旱的树种,根要能扎得很深,但不一定要长得很高,也不要求一定要成材,关键是无论最后得到什么样的木材,都是为了逐渐恢复生态环境。
长期以来,因缺乏科学的数据和过硬的科学研究,国内学界关于森林植被与水的争论很多。
森林耗水,到底耗多少水?哪个树种耗多少水,在什么结构的时候耗水?森林植被的耗水特征是什么?没有人能够说得清楚。
中国在森林植被与水关系的研究方面,也开展了一些基础的研究。
中国存在水资源数量不足和时空分布不均、水质下降、水环境恶化、旱涝灾害频繁、水土流失严重等生态环境问题,影响着社会经济的可持续发展。
增加森林植被是解决水资源水环境问题的重要途径,开展空前的大规模林业生态环境建设,需要生态水文学的科学理论和技术支持。
随着全球范围内环境问题的呼声日趋高涨,中国林业,从林业工业向生态优先转变。
开展的“中国林业发展战略专题——植被建设与水资源合理配置战略问题”,就是旨在充分发挥森林植被的涵养水源、减免洪灾、改善水质的作用,考虑森林植被对缺水地区的影响,科学而详细地进行林业生态环境建设规划,结合全国和区域水资源管理及综合配置规划,以保障中国社会、经济、生态环境的可持续发展。
社会上有一种观点认为,西部地区因为植树造林增加了用水的比例,从而减少了工业、农业、以及生活用水。
针对这种观点,专家认为,是多年来生产和生活用水挤占了生态用水,而不是生态用水挤占了生产和生活用水,现在是归还挤占的生态用水的时候了,应该将长期忽略的生态用水列入水资源配置计划。
目前,人们有了一个认识上的进步,承认和认可了生态用水,但还有很多具体的问题等待解决。生态用水怎样归还?怎样降低生态恢复的成本,如何在生态和生产、生活用水之间找到最优的平衡点?
生态环境建设的出发点应该是在目前的技术和经济力量可及的前提下,首先修正那些破坏生态平衡的人为行为和改变那些不当的人为行为造成的生态环境退化结果。
西部生态环境问题有很多的方面,造成这些生态环境的问题,既有人为的,也有自然的,人为原因对不同生态环境问题所起的作用是不同的。
西部水资源和森林植被有关的生态环境问题,包括旱灾、水资源短缺、洪灾、水土流失、沙漠化,以及大面积的酸雨、农药、化肥污染引起的水质恶化。
水资源短缺是水资源需求大于水资源供给的结果,造成水资源短缺的原因很多,不仅仅是降水量,随着社会的发展,用水量快速的增加,其中农业就是用水大户,这些都是导致水资源短缺及一些地区生态环境退化的根本原因。
虽然在西北地区恢复和增加森林植被覆盖,会影响水文循环和消耗一些生态用水,但这是生态环境治理必须要付出的成本,节约用水和进行水资源的合理配置,是解决水资源短缺问题的根本。
森林水文学的介绍
森林水文学是森林生态学和水文学的边缘学科。
研究森林生态系统中水文过程和森林与水分循环相互的影响。
包括森林对水量、水文情势和水质的影响以及水分循环过程中对森林生长发育的作用。
涉及林学、水文学和地学等主要学科。
森林水文学研究热点
森林水文学就是研究森林与水之间关系的科学,它起始于19世纪末20世纪初欧美国家的“森林的影响”的研究,它有2个研究方向,一个是单个水文过程的研究,另一个是研究一个森林生态系统整个的水文过程和水文效应。
模型是森林水文学研究的重要工具,能帮助人们更好地理解和描述水文过程机制、预测不同条件下的水文效应。
水文过程研究包括对降水截持、入渗、径流、蒸散等的过程的研究。
降水截持的模型很多,可以分为统计模型、概念模型和解析模型。
截持模型发展方向是建立能充分反映降水截持过程,体现各种因素对截持过程影响的具有物理机制的模型。
经过截持后的达到地面的净降水通过表层土壤的孔隙进入土壤中再沿土壤孔隙向深层渗透和扩散。
入渗模型的发展方向也是建立能准确描述入渗过程的具有物理机制的模型。
但有很多因素限制了这类模型参数的确定,如模型参数在空间的异质性:在水平方向不同植被、地形等因素的组和下土壤入渗能力也大不一样;在垂直方向,包括结皮表面的各层土壤入渗的性能也不同。
忽略这些因素的影响,得到的入渗过程和实际情况会有很大差别。
径流根据发生的部位可分为地表径流、壤中流和地下径流。
现有产流机制的主要不足是:忽略了地形坡度和土层各向异性对产流的影响,对非饱和侧向流在壤中流和地下水流形成中的作用也注意不够。
蒸散是水分从系统内散失的另一条途径。
蒸散包括植物蒸腾和蒸发。
蒸散的研究方法有很多,包括水文学方法、微气象学方法,生理学方法、遥感测算法及SPAC模拟方法等,其中生理学方法测定的是植物的蒸腾作用。
森林水文学对土壤水分变化研究属于形态研究,研究森林土壤容重、孔隙度等参数及森林土壤对水分循环的调节能力,对土壤水分运动研究相对较少。
应用SPAC理论和能量方法进行土壤水分运动的研究是今后森林水文学需要加强的研究方向。
对于森林与降雨量之间的关系还没有一个统一的结论。
大多学者认为森林能增加水平降水,而对垂直降水影响不大,特别是在大尺度上这种影响很小,但不能排除在局部范围上影响大气降雨量。
多数学者认为,森林可以减少洪水量,削弱洪峰流量及推迟和延长洪水的汇集时间,但这种削弱作用并不是无限的,森林对洪水的削减作用是有条件的,受到很多因素的影响,如土壤前期含水量、枯枝落叶层被前期降水所饱和的程度、暴雨的强度与历时、森林分布的地貌部位、土壤厚度与下伏岩石的透水性、流域的大小等都会在不同程度上发挥作用,不能一概而论。
国外有关森林对水质影响的研究较多,自20世纪80年代中期以来,森林与水质的研究渐渐成为热点,不仅研究森林对河流泥沙悬移质含量的影响,也非常注重对森林与水质中的化学因子、生物因子的研究。
森林与水是相互影响、相辅相成的,森林水文过程与森林生态系统各个生态过程之间也是相互影响、相辅相成的关系。
森林水文学以往的研究主要考虑森林植被等因素对水文过程的影响,对水分影响植被的生长及分布格局等生态系统格局和过程方面考虑不够,不能全面研究森林与水的关系。
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