干旱,半干旱,高寒地区,水分过多的低洼地为什么不能形成森林
随着经济的发展,人民生活水平的提高,人们对生活环境的要求也越来越高。粮食作物产量的提高和粮食储备的增加,使我国可以有计划的退耕还林、还草,就森林、草地的水文作用许多学者提出了自己的观点。在20世纪80年代以前,人们过分夸大了森林的作用,认为在西部干旱地区应该大力植树造林,通过森林调节水量、涵养水源、保持水土,如此则能造出多少秀美山川和万顷良田;通过森林消减洪峰,可以提高河流堤防标准、降低维护费用;通过森林降低水土流失,也能彻底根治多泥沙河流。针对此种片面的夸大作用,许多学者特别是西部干旱、高寒地区的学者根据本地区的实际情况提出不要片面的夸大森林的作用。
在水文领域,我们利用水箱模型、新安江模型、斯坦福模型、SHE模型等建立降水和径流之间的关系,在所有模型中都存在森林植被对径流的影响。例如在新安江模型中植被情况通过蓄水容量、不透水面积、各层蒸发能力、B值等综合确定,斯坦福模型中假定植物截留量来考虑森林林冠的影响,水箱模型中通过调整孔口出流系数和高程计入森林影响。各种模型都考虑了森林植被的影响,但影响的计入方式不同,则模型的施用性不同,由此而产生森林对径流影响计算的不同结果。经过多年来学术界对森林与水的科学研究,许多模型的建立和很好的应用,学术界形成了一些共识,森林通过林冠和枯枝落叶层的截留作用以及特殊的森林土壤结构对降水进行了再分配,使林内的降水量、降水强度和降水历时发生了很大的变化,从而影响了流域的水文过程,森林的多样结构也影响水分的蒸发。此种流域水文过程也反作用于森林植物群落的构成,比如土壤含水量对物种进行选择,地表径流的水力梯度造成冲刷决定地表矮小植物的存活。这种生态环境之间的相互作用决定了森林对水文的影响非常复杂。学术界对此问题的争论主要集中于2个方面:即森林对降水的影响和森林对径流的影响。
1 森林对降水的影响
森林,特别是原始森林,成立体结构,高大树木、低矮灌木、地面草木、菌类植物共存,对水蒸气的捕获能力强,当这些水蒸气凝结后降水落到地面上时,就相当于降水。在我国南部地区,林区烟雾缭绕,此种降水不容小觑。由于水比热较大,云雾存在减少了地面的蒸发能力,单就云雾林所捕获的水分来说,超过了其蒸散量,即增加了降水。但就整个流域来说,局部森林对降水的影响存在分歧。一种观点认为植树造林能够增加降水,此观点的理论根据是森林吸收深层土壤水分供树木蒸腾,水蒸气随大气运动出森林之外,其中相当大一部分在林区附近凝结成雨,增加降水。另一种观点认为此种降水的很大贡献来自林区的蒸散发,对流域来说水量未变,这种降水不是真正意义上的降水。
2 森林对径流量的影响
关于森林对径流的影响,主要有 3 种不同的观点:第一种观点认为森林增加径流量,前苏联学者统计资料表明森林覆盖率每增加 1%,年平均径流量增加 1.1 mm。第二种观点认为森林的存在减少年径流量,论点的支持为湿润地区的森林,林冠上的水汽容易被气流带走;在干旱地区,林木根系往往更深,比灌木和草本植物更容易获得深层土壤水分,蒸散发量也高;根据流域水量平衡,在降水量大致相同的条件下,蒸发量增加,径流量相应减少。第三种观点认为森林存在对年径流量基本无影响。
流域内的枯水径流取决于林地蒸散发与土壤入渗率的综合作用。在湿热带地区,植树根系使水分容易下渗,此种地下水可以补给河流,使枯水径流增加。在干旱地区,森林植被的蒸散发较强,降低枯水径流,相反森林被砍伐后,蒸散发的作用被削弱,可能会使枯水径流增加。因此,造林不一定增加枯水径流,而地区、林种等因素的影响可能更大。
由于媒体的广泛宣传,森林能拦蓄洪水,好像已经在人们的头脑里形成了定论。特别是我国的 1998 年大洪水之后,森林的这种作用更加引人注目。持这种观点的人认为,森林可减少洪水总量、削弱洪峰流量及推迟延长洪水的汇集时间。但是,也有学者认为,森林拦蓄洪水的作用是有限的。在降雨强度较小的情况下,森林对洪水的影响较大,长时间的大雨,其影响逐渐减弱,甚至接近于零。在林地,当暴雨强度大、历时短、量级小且前期流域干旱的情况下,森林能起到显著的削峰、减洪作用;但当暴雨量级大,前期流域已经蓄满后,其削减洪水的作用即行减弱且将起到增加产流量的作用。当森林滞蓄出流而与新的暴雨洪水遭遇时,森林将导致洪峰流量增加。
造成以上各种观点的原因主要包括研究方法、研究区域、森林情况、流域大小等条件的差异。早期的研究大都采用试验流域的方法,这些对比研究通常在小流域进行,研究周期长,可对比性差。所采用的模型有许多,象水箱模型、新安江模型、斯坦福模型、SHE模型、PHILIP模型、hattan模型等(见表1),每个模型都有自己的适用范围,对同一问题所得结果各异。
森林本身的复杂性,不同的树种、森林类型、层次结构、生长状况及经营管理方式等对水文的影响是不同的。对于原始森林来说,结构立体性好,截蓄能力高。而对速生林和经济林来说,林木结构单一,对降水的调节作用较小。
每一个流域,或大流域内的一个小流域,其地理位置、气候条件差异较大,有着不同的降水和入渗。对适用于高寒地区的模型来说,降雪产流一般模拟的很好,而对适用于温湿带的模型降雪可能根本未考虑或模拟的差距较大。人为因素的干扰对流域的影响也是很大的。同时存在实验设计和长期野外观测的实验结果能否适用于更大尺度的问题,有学者提出应进行大尺度上的生态实验,因为诸如运动、扩散和种间关系只有从大尺度上才能观测到。最近大多数实验研究都加强了国际间的合作,这不仅有利于重要实验的重复,也可能避免人力和物力的浪费,还可以对实验结果的普遍性进行检验。
3 计算森林对降水径流影响应注意的问题
要注意地带性差异。在热带、亚热带、温带,湿润地区、半湿润、半干旱及高寒地区以及泥炭、沼泽地带等不同的自然气候带,制约植被类型及流域水文过程的水热条件与下垫面状况有很大的差异。因此,不同地区的森林水文效应是不同的。
要注意流域和时间的尺度。小流域与大流域的水文机制不同,小流域所得出的结论用到大流域可能就行不通。因此,在评价森林的水文效应时,应首先定义流域的尺度,也许在小流域观测到森林明显减少径流,在大流域,由于各种条件的变化,往往就看不出什么影响,这都是很正常的。所以许多学者致力于更大范围内的水文研究,例如,应用NOAA/AVHRR卫星测量评价全球尺度上冠层的物候阶段,用微波资料定量地测量不同地貌和植被覆盖的土壤湿度条件等。时间尺度在评价森林的水文效应时也应被重视,生态环境最终要达到一个动态平衡,森林植被发生变化时,流域会逐渐达到新的平衡,在达平衡之前的不稳定期,森林植被变化对水文的影响也不稳定。
要注意森林的类型。森林的类型及树种结构不同,叶面积指数、树冠结构、林下土壤结构等也相应不同,影响流域水文的蒸散发、截留量、入渗等都会有很大的差异。总之,森林对水文的影响是有条件的,在强调保护森林和植树造林的同时不能片面地夸大它的积极作用,也不能忽视它的消极影响。只有对其进行正确的评价,才能合理地确定不同地区的生态建设目标和措施,才能真正改善环境。
参考文献:
[1]袁作新.流域水文模型[M].水利电力出版社,1988.
[2]中国林学会森林水文与流域治理专业委员会. 全国森林水文学术讨论会文集[C].测绘出版社,1989.
新华网北京1月29日电(记者姚润丰)经过28位两院院士、上千名科研人员历时近3年的科考活动,我国水土流失最新现状基本摸清:目前我国水土流失面积达356.92万平方公里,亟待治理的面积近200万平方公里,全国现有水土流失严重县646个,其中82.04%处于长江流域和黄河流域。 为科学评价我国水土流失现状与发展趋势,2005年7月,水利部、中国科学院和中国工程院联合开展“中国水土流失与生态安全综合科学考察”。这次考察是新中国成立以来水土保持领域规模最大、范围最广、参与人员最多的一次综合性科学考察行动。在近3年的时间里,共有86个科研院所以及各流域机构、各省、地、县的近1000名工程技术人员参加,现场考察途经27个省份的315个县,行程14万公里,发放调查问卷近20万份。
科考报告指出,当前水土流失突出表现为四大危害:
――导致土地退化,毁坏耕地。经研究测算,按现在的流失速度,50年后东北黑土区1400万亩耕地的黑土层将流失掉,35年后西南岩溶区石漠化面积将翻一番,将有近1亿人失去赖以生存和发展的基础。
――导致江河湖库淤积,加剧洪涝灾害。1950年至1999年黄河下游河道又淤积泥沙92亿吨,致使河床普遍抬高2至4米;辽河干流下游部分河床已高于地面1至2米,也成为地上悬河;全国8万多座水库年均淤积16.24亿立方米,是造成调蓄能力下降的主要原因之一。
――恶化生存环境,加剧贫困。专家综合判定,我国现有严重水土流失县646个,江西赣南15个老区县中,水土流失严重县有10个,占67%;陕北老区27个县全部为水土流失严重县;太行山45个老区县中,水土流失严重县33个。调查显示,76%的贫困县和74%的贫困人口生活在水土流失区。
――削弱生态系统的调节功能,对生态安全和饮水安全构成严重威胁。随着水土流失的加剧,土层有效持水量降低、热量状况变劣,裸露土地温度升高,土壤调节水分的功能也随之下降,影响水资源利用,进而导致水旱灾害加剧。50多年来,我国从南到北,旱灾发生的频率也呈现逐渐增加的趋势。近10年来全国平均耕地受旱面积达到2.9亿亩,成灾面积达到1亿多亩。
在实地考察的基础上,科考报告提出了我国近期水土流失的防治目标:力争用15年至20年的时间,使全国水土流失区得到初步治理或修复;严重流失区的水土流失强度大幅度下降,所有坡耕地采取了水土保持措施,70%以上的侵蚀沟道得到控制;全国范围内的人为水土流失得到有效控制,开发建设项目水土保持“三同时”制度落实率达到100%,使98万平方公里的水土流失重点预防保护区实施有效保护
半干旱和半湿润地区分界 400mm
等
量线应该是沿大兴安岭—阴山山脉—贺兰山—巴颜喀拉山—冈底斯山脉 一线,其中中段大致与我国古长城一线吻合
湿润和半湿润分界800mm 秦岭--淮河一线
干旱和半干旱分界 200mm
参考资料:
800毫米年等降水量线沿秦岭——淮河一线向西折向青藏高原东南边缘一线,此线以东以南,年降水量一般在800mm以上,为湿润地区,此线以西以北年降水量一般在800mm以下,为半湿润地区。 它的地理意义是:等降水量线传统意义上南方与北方分界线北方旱地与南方水田的分界线水稻小麦种植分界线湿润地区与半湿润地区的分界线亚热带季风气候与温带季风气候的分界线热带亚热带常绿阔叶林与温带落叶阔叶分界线河流结冰与不结冰的分界线 等等。400毫米年等降水量线沿大兴安岭—张家口—兰州—拉萨—喜马拉雅山脉东端 一线,它同时也是我国的半湿润和半干旱区的分界线。是森林植被与草原植被的分界线。是东部季风区与西北干旱半干旱区的分界线。是农耕文明与游牧文明的分界线。西北地区与北方地区分界线。400mm降水量线把我国大致分为东南与西北两大半壁。[1] 200毫米年等降水量线从内蒙古自治区西部经河西走廊西部以及藏北高原一线,此线是干旱地区与半干旱地区分界线。也是中国沙漠区与非沙漠区的分界线。
中国三大自然区的分界限是什么
东部季风区与西北干旱半干旱区的界线:400毫米等降水量线。青藏高寒区与东部季风区的界线:3000米等高线。青藏高寒区的北部与西北干旱半干旱区的界线:大体从昆仑山向东经过阿尔金山、祁连山一线。东部季风区 特点:海拔较低,有广阔的平原;风向和降水均随季节有明显的变化;河流一般为外流河;植被以森林...
西北地区气候的主要特征
西北地区气候的主要特征是降水稀少、气候干旱;冬季严寒而干燥,夏季高温。1、降水稀少、气候干旱。西北地区降水稀少、气候干旱是本区主要的气候特征。西北地区由于地处亚欧大陆腹地,除秦岭以南地区外大部分地区降水稀少,全年降水量大部分地区在500毫米以下,属大陆性干旱半干旱气候和高寒气候。其中黄土高原年...
中国干旱半干旱地区的划分???
从气候类型上看,东部属季风气候(又可分为亚热带季风气候、温带季风气候和热带季风气候),西北部属温带大陆性气候,青藏高原属高寒气候。从温度带划分看,有热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带和青藏高原区。从干湿地区划分看,有湿润地区、半湿润地区、半干旱地区、干旱地区之分。而且同一个温度带内...
比较我国三大自然区的特点。(从地形、气候、水文、生物、农业、人口...
西北干旱半干旱区 地形地势:海拔较高,以高原或高山和盆地为主 气候:大陆性强,降水少,温差大,多大风天气 植被:荒漠,部分为草原 土壤:有机质含量低,盐分高 水文:多内流河,短小,雨水、融雪水补给 人类活动:影响小,水是农业发展的决定性因素 青藏高寒区 地形地势:海拔高,有世界高大山地 ...
四大地理区域按什么划分?
西北地区和青藏地区差异比较 以“干旱”为主要自然特征的西北地区 以“高寒”为主要自然特征的青藏地区 高原盆地为主,风蚀作用显著,多沙漠戈壁 雪峰连绵、冰川纵横、大河源地 由东向西植被变化:草原—荒漠草原—荒漠(降水由东向西逐渐减少) 藏北高原波状起状,高原东部山高谷深 河流稀少,多内流河...
我国半干旱气候原因
中国干旱半干旱地区主要分布于西北地区和青藏地区西北部。西北地区深居内陆距离海洋遥远,加之地形阻挡,海洋水汽难以到达,空气干燥降水稀少,形成比较干旱的气候。在气候影响下形成干旱半干旱的地理环境。青藏地区西北部海拔更高,深居内陆,海洋水汽难以到达,气候干旱,形成高寒的、干旱的地理环境。
中国地理的重要分界线
中国地理的重要分界线是以以黑龙江的黑河——云南腾冲一线为界线。自然区界线:(1)东部季风区与西北干旱半干旱区的界线:400毫米降水量等值线即从大兴安岭向西南,经张家口、兰州、拉萨附近,到喜马拉雅山的南麓。(2)东部季风区与青藏高寒区的界线:3000米等高线。(3)西北干旱半干旱区与青藏高寒区的界线:...
在青藏高原和内蒙古半干旱地区的土地利用类型是什么?
青藏高原是一个高寒生态区,而内蒙古半干旱地区则属于典型的干旱生态区,两个地区的土地利用类型有所不同。青藏高原:主要的土地利用类型包括草地和林地。由于高原气候寒冷,加之海拔高和气候干燥,导致该地区的生态环境较为脆弱。草地是青藏高原最主要的土地利用类型,草原植被茂密,供给了许多动物的食物和...
我国气候分界线
杨建平1, 丁永建1, 陈仁升1, 刘连友2 (1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州 730000; 2. 北京师范大学资源与环境研究所, 北京 100875) 摘要:利用中国北方1951~1999年年降水量和年蒸发量资料,计算了干燥度指数 (D), 并据此将中国划分为干旱区 (D(0.20)、半干旱区(0.20~0.50...
我国三大自然区的耕作方式和主要粮食农作物
西北干旱半干旱地区:主要范围是新疆盆地和黄土高原,一般是一年一熟,或者两年三熟,陕西,山西甘肃以小麦,马铃薯,玉米为主,宁夏和内蒙河套地区有水稻产区。新疆主要是经济作物,如棉花,玉米等 青藏高寒区:主要包括雅鲁藏布江谷地,青海部分地区,一年一熟,主要作物是油菜,青稞,雅鲁藏布江地区会有小麦...
范泄消癌: ①决定差异的基本因素:气候与地貌. 自然要素 地域差异 形成原因 地貌 地势西高东低,呈三级阶梯状分布 复杂的地质作用 气候 气温 年平均气温由南向北递减 太阳辐射从赤道向两极递减 等温线在青藏高原出现转向 青藏高原地势高,气温...
建邺区19715069033: 不同地区一般饮用水来源和水质情况 - ?
范泄消癌: 饮用水的来源主要有三种:湖泊、水库,河流,地下水,水质都要求达到地表水环境质量标准的二类标准. 至于自来水给水方式没怎么了解过,但估计北方一般不会采取水箱给水吧,冬天会冻住的.
建邺区19715069033: 中国自然地理环境的地域分异规律,分异格局,分异过程和原因 - ?
范泄消癌: 四大区:北方地区,南方地区,西北干旱半干旱区,青藏高寒区. 以热量(积温)和降水分异为基础进行划分. 比如:北方/南方 以秦岭淮河线为界(800mm年等降水量线和1月份0摄氏度等温线).
建邺区19715069033: 中国干旱半干旱地区的划分??? - ?
范泄消癌: .气候复杂多样 中国幅员辽阔,跨纬度较广,距海远近差距较大,加之地势高低不同,地形类型及山脉走向多样,因而气温降水的组合多种多样,形成了多种多样的气候.从气候类型上看,东部属季风气候(又可分为亚热带季风气候、温带季风...
建邺区19715069033: 我国三大自然区的特点(水文、生物、农业、城市)只要这四点,不管写多少,答到点上就给分西北干旱半干旱 大部分为____区,大部分为_____区,注入 - ... - ?
范泄消癌:[答案] 三大自然区 ①自然地理分界线 400mm年等降水量线:西北干旱、半干旱地区/东部季风区; 3000米等高线:青藏高原/东部季风区 昆仑山——阿尔金山——祁连山:青藏高原/西北干旱、半干旱地区 ②三大自然区的特点 东部季风区 西北干旱、半干旱...
建邺区19715069033: 根据气候的干湿程度,我国划分为()、()、()、()四个干湿区 - ?
范泄消癌: 根据气候的干湿程度,我国划分为(湿润区、半湿润区、半干旱区、干旱区)四个干湿区 根据降水量与蒸发量的对比关系,中国可划分为湿润、半湿润、半干旱、干旱四类干湿地区.①湿润地区.主要分布在东南部和东北三省的东部,降水量多...
建邺区19715069033: 干旱半干旱地区的定义是什么? - ?
范泄消癌: 我国西部与北部部分地区属干旱半干旱气候.这里年降水量不到300毫米,蒸发能力超过降水量约1000毫米以上.干旱半干旱地区与季风区的分界线约在河西走廊. 我国干旱半干旱地区的辐射与热量资源都很丰富,只是降水资源不足,使气候...
建邺区19715069033: 依据降水量和蒸发量的关系我国可以划分为哪四个地区? - ?
范泄消癌: 湿润区、半湿润区、干旱区、半干旱区湿润地区 我国干燥度 半湿润地区 我国干燥度在1~1.49之间的地区.降水量一般在400~800mm之间.自然植被为森林草原和草甸草原.属湿润地区森林带和半干旱地区草原带的过渡.耕地大多是旱地,水...
建邺区19715069033: 我国湿润地区,半湿润地区,半干旱地区,干旱地区各有哪些省,要全 - ?
范泄消癌: 湿润地区:东南大部、东北的东北部 半湿润地区:东北平原、华北平原、黄土高原南部和青藏高原东南部 半干旱地区:内蒙古高原、黄土高原和青藏高原大部份 干旱地区:新疆、内蒙古高原西部、青藏高原西北
建邺区19715069033: 中国湿润、半湿润,半干旱,干旱地区的分界线上都有什么地形区?在线等 - ?
范泄消癌: 湿润-半湿润 : 基本就是秦淮一线 东北那块是长白山、小兴安岭 半湿润-半干旱:青藏高原 黄土高原 大兴安岭 半干旱-干旱: 昆仑山 天山 内蒙古高原