森林植被的水分自营机制及其定量模拟研究

森林群落除了能够适应环境条件的变化以外,还具有对环境要素的正向（主动）改造作用，通过自主地营造林区水分场,可高效地利用有限的地表水分供给，我们称为森林对水分的自营作用，即森林通过对林区水分场的自主调节机制来改造林区的水文气象环境，增加林地的有效水分供应，创造出有利于森林群落的生存条件，同时也可能增加（或者降低）河川径流量。项目将依托国家重点森林生态观测站，研究森林对地表辐射平衡、蒸散发能力、林冠和枯落物层、表层土壤结构、下垫面水分传输等要素的改造，观测林地和非林地水分场的差异,分析这种变化的植被水分利用效应，定量计算森林对下垫面要素的水分配置作用。通过野外观测试验和地表植物与土壤参数测定，检验森林水分自营作用的影响度和适应范围，提出森林水文效应的定量计算指标和评价模式。结合森林流域的分布式水文数学模型的情景模拟，科学地预测与定量评价森林变化的水文生态效应。

森林对水分的自营作用即森林通过对林区水分场的自主调节机制来改造林区的水文气象环境，增加林地的有效水分供应，创造出有利于森林群落的生存条件，同时也可能增加（或者降低）河川径流量。项目依托四川盐亭国家重点生态观测站，研究森林对地表辐射平衡、蒸散发能力、林冠和枯落物层、表层土壤结构、下垫面水分传输等要素的改造，观测林地和非林地水分场的差异,分析这种变化的植被水分利用效应，定量计算森林对下垫面要素的水分配置作用。通过野外观测试验和地表植物与土壤参数测定，检验了森林水分自营作用的影响度和适应范围，提出森林水文效应的定量计算指标和评价模式。我们的观测结果表明，林地的土壤水分明显高于裸地，而且林地的土壤水分变化比较小。由于林地土壤水分的特点，造成森林区径流具有持续稳定的特性，这是从径流组成和变化过程上的特征，而在径流总量上不一定有明显的变化趋势。林地水分的这种变化动态还能直接促进林地植物的生长，并影响土壤结构，尤其是土壤养分对植物生长产生间接影响。本研究发现的林地水分的这种动态变化是林地的一种普遍现象。进一步的研究表明植物可以通过冠层、枯落物和根系来调节水分，供植物生长利用。因此。我们认为林地水分的变化动态是森林生态系统调节的结果，是植物的一种生存策略。我们还在此之上开发出了分布式森林水文模型，验证了森林水分自营作用的变化过程，提高了森林水文效应机制的认识。