水源涵養林

水源涵養林（forest for water resources conservation），是具有特殊意義的水土防護林種之一，是一種復雜的森林生態系統，具有森林普遍具有的生態、經濟和社會效益，最主要的是具有涵養保護水源、調洪削峰、防止土壤侵蝕、凈化水質和調節氣候等生態服務功能。

水源涵養林是調節、改善、水源流量和水質的一種防護林，簡稱水源林。它泛指河川、水庫、湖泊的上游集水區內大面積的原有林（包括原始森林和次生林）和人工林，是涵養水源、改善水文狀況、調節區域水分循環、防止河流、湖泊、水庫淤塞，以及保護可飲水水源為主要目的的森林、林木和灌木林。

水源涵養林，用于控制河流源頭水土流失，調節洪水枯水流量，具有良好的林分結構和林下地被物層的天然林和人工林。水源涵養林通過對降水的吸收調節等作用，變地表徑流為壤中徑流和地下徑流，起到顯著的水源涵養作用。為了更好地發揮這種功能，流域內森林需均勻分布，合理配置，并達到一定的森林覆蓋率和采用合理的經營管理技術措施。

水源林可調節坡面徑流，削減河川汛期徑流量。一般在降雨強度超過土壤滲透速度時，即使土壤未達飽和狀態，也會因降雨來不及滲透而產生超滲坡面徑流；而當土壤達到飽和狀態后，其滲透速度降低，即使降雨強度不大，也會形成坡面徑流，稱過飽和坡面徑流。但森林土壤則因具有良好的結構和植物腐根造成的孔洞，滲透快、蓄水量大，一般不會產生上述兩種徑流；即使在特大暴雨情況下形成坡面徑流，其流速也比無林地大大降低。在積雪地區，因森林土壤凍結深度較小，林內融雪期較長，在林內因融雪形成的坡面徑流也減小。森林對坡面徑流的良好調節作用，可使河川汛期徑流量和洪峰起伏量減小，從而減免洪水災害。結構良好的森林植被可以減少水土流失量90%以上。

水源林可減少徑流泥沙含量，防止水庫、湖泊淤積。河川徑流中泥沙含量的多少與水土流失相關。水源林一方面對坡面徑流具有分散、阻滯和過濾等作用；另一方面其龐大的根系層對土壤有網結、固持作用。在合理布局情況下，還能吸收由林外進入林內的坡面徑流并把泥沙沉積在林區。降水時，由于林冠層、枯枝落葉層和森林土壤的生物物理作用，對雨水截留、吸持滲人、蒸發，減小了地表徑流量和徑流速度，增加了土壤攔蓄量，將地表徑流轉化為地下徑流，從而起到了滯洪和減少洪峰流量的作用。

水源林可調節地下徑流，增加河川枯水期徑流量。中國受亞洲太平洋季風影響，雨季和旱季降水量十分懸殊，因而河川徑流有明顯的豐水期和枯水期。但在森林覆被率較高的流域，豐水期徑流量占30～50%，枯水期徑流量也可占到20%左右。森林能涵養水源主要表現在對水的截留、吸收和下滲，在時空上對降水進行再分配，減少無效水，增加有效水。水源涵養林的土壤吸收林內降水并加以貯存，對河川水量補給起積極的調節作用。隨著森林覆蓋率的增加，減少了地表徑流，增加了地下徑流，使得河川在枯水期也不斷有補給水源，增加了干旱季節河流的流量，使河水流量保持相對穩定。森林凋落物的腐爛分解，改善了林地土壤的透水通氣狀況。因而，森林土壤具有較強的水分滲透力。有林地的地下徑流一般比裸露地的大。

造成水體污染的因素主要是非點源污染，即在降水徑流的淋洗和沖刷下，泥沙與其所攜帶的有害物質隨徑流遷移到水庫、湖泊或江河，導致水質渾濁惡化。水源涵養林能有效地防止水資源的物理、化學和生物的污染，減少進入水體的泥沙。降水通過林冠沿樹干流下時，林冠下的枯枝落葉層對水中的污染物進行過濾、凈化，所以最后由河溪流出的水的化學成分發生了變化。

森林通過光合作用可吸收二氧化碳，釋放氧氣，同時吸收有害氣體及滯塵，起到清潔空氣的作用。森林植物釋放的氧氣量比其他植物高9~14倍，占全球總量的54%，同時通過光合作用貯存了大量的碳源，故森林在地球大氣平衡中的地位相當重要。林木通過抗御大風可以減風消災。另一方面森林對降水也有一定的影響。多數研究者認為森林有增水的效果。森林增水是由于造林后改變了下墊面狀況，從而使近地面的小氣候變化而引起的。

由于水源涵養林給生物種群創造了生活和繁衍的條件，使種類繁多的野生動物得以生存，所以水源涵養林本身也是動物的良好棲息地。

水源涵養林通過轉化、促進、消除、恢復等內部的調節機能和多種生態功能維系著生態系統的平衡，是生物圈中最活躍的生物地理群落之一。不同的森林類型具有不同的結構、功能特點，當森林植被發生動態變化，森林植被的整體功能輸出也發生相應的變化。水分受森林的影響而表現出來的水分分配和運動過程，包括降雨、降雨截持、干流、蒸散、地表徑流等，構成了森林的水文過程。它是森林的4個作用層，即森林喬木層、灌草層、枯枝落葉層和土壤層對降水進行再分配的復雜過程。

降雨到達森林時，首先被林冠所截持。截留的水約占降水量的5%~10%?，這部分水從葉面蒸發到大氣，不能為森林貯存。林冠截留量受到風速、降雨特點、樹種、林齡、郁閉度、林冠蒸發能力等多種因素的影響。林冠截持和截持雨量的蒸發在森林生態系統水文循環和水量平衡中占有重要地位。受林冠的截留作用，降水在到達地面前進行了第一次分配，截留的部分通過蒸發返回大氣，小部分的林內降雨直接到達地面，另一部分的降水順著樹干流到地面。林冠的截留作用使得降水對地面的機械沖擊力減弱，從而間接地保護了林地土壤層。林冠層降水截留作用的大小是由林冠層枝葉的生物量、葉面積指數和持水率所決定。中國主要森林生態系統的林冠截留量平均為134.0~626.7mm，變動系數為14.47%~40.53%，截留率平均為11.40%~34.3%?，變動系數為6．86%~55.05%?。

林下灌草層不僅能截留一定量的雨水，而且對于分散、減弱林內的降雨動能，減緩降水對林地面的直接沖擊有重要的作用，是森林截流降水的重要組成部分。從研究資料來看，林下冠草層的截留量與蓋度成正比，同時還受林分郁閉度的制約并與之成負相關，其截留量約為林冠截留量的1/10。林冠郁閉度高的類型，灌木草本層稀少、覆蓋度低，灌木草本層的截留量小。林冠下層植被種類不同、密度不同其降雨截留量也不同。由于林分結構和經營目的不同，林下植被的種類和數量存在一定的差異，導致不同林分下植被的持水性能也存在一定差異。

森林的凋落物是由林地植物地上部分器官或組織枯死脫落后堆積而成，包括葉、枝、樹皮、花、果實、種子等。枯枝落葉層上部是很少腐爛的落葉枯枝，疏松而有彈性；下部是半分解的殘體，有菌絲纏繞，較疏松，透水性強。林地內凋落物是森林涵養水源的重要組成部分，它覆蓋林地表面，除本身具有很大吸水或截留降雨能力外，還提高地表粗糙度、增加滲透能力，避免地表土壤遭到降雨直接濺蝕打擊和降低徑流速度、削弱地表徑流對土壤的沖刷作用，并通過腐殖質的形成，改善土壤結構及其持水性能。林地凋落物的水分截流功能很強，枯落物的截持能力和水分蓄持能力取決于枯落物的現存量及其最大持水能力。其截持的水量約占降水量的8%~10%?。中國的研究認為，枯枝落葉吸持的水量可達自身干重的2~4倍，各種森林的枯枝落葉層的最大持水率平均為309.54%。

森林土壤具有較大的孔隙度，特別是非毛管孔隙度大，從而加大了林地土壤的入滲率、入滲量。由于土壤毛管孔隙和非毛管孔隙的作用，使降雨量的70%~80%被貯存。落到林地上的部分雨水涵養于土壤孔隙內，主要蓄于非毛管孔隙內，因此非毛管孔隙的多少與土壤涵養水分的能力密切相關。降落到林地上的雨水，大部分都直接從土壤孔隙滲入到了土層中，即使是激烈驟雨，也不至于急速流出而是緩慢流出，從而在緩解了洪水的同時也涵養了水源。這是森林的非常重要的功能。森林通過林冠層、林下植被層、凋落物層和林地土壤層對雨水的涵蓄后，除了部分供應林木生長發育所需及蒸發外，通過林地土壤滲透，大部分所涵蓄的水以滲透地下水的潛流形式慢慢地匯人江河，從而起到涵養水源，平穩河川流量，減低洪水災害的作用。土壤的滲透性能可以反映出這一作用的強弱。

在適地適樹原則指導下，水源涵養林的造林樹種應具備根量多、根域廣、林冠層郁閉度高（復層林比單層林好）、林內枯枝落葉豐富等特點。因此，最好營造針闊混交林，其中除主要樹種外，要考慮合適的伴生樹種和灌木，以形成混交復層林結構。同時選擇一定比例深根性樹種，加強土壤固持能力。在立地條件差的地方、可考慮以對土壤具有改良作用的豆科樹種作先鋒樹種；在條件好的地方，則要用速生樹種作為主要造林樹種。

在不同氣候條件下取不同的配置方法。在降水量多、洪水為害大的河流上游，宜在整個水源地區全面營造水源林。在因融雪造成洪水災害的水源地區，水源林只宜在分水嶺和山坡上部配置，使山坡下半部處于裸露狀態，這樣春天下半部的雪首先融化流走，上半部林內積雪再融化就不致造成洪災。為了增加整個流域的水資源總量，一般不在干旱半干旱地區的坡腳和溝谷中造林，因為這些部位的森林能把匯集到溝谷中的水分重新蒸騰到大氣中去，減少徑流量。總之，水源涵養林要因時、因地、因害設置。水源林的造林整地方法與其他林種無重大區別。在中國南方低山丘陵區降雨量大，要在造林整地時采用竹節溝整地造林；西北黃土區降雨量少，一般用反坡梯田（見梯田）整地造林；華北石山區采用水平調整地造林。在有條件的水源地區，也可采用封山育林或飛機播種造林等方式。

水源林在幼林階段要特別注意封禁，保護好林內死地被物層，以促進養分循環和改善表層土壤結構，利于微生物、土壤動物（如蚯蚓）的繁殖，盡快發揮森林的水源涵養作用。當水源林達到成熟年齡后，要嚴禁大面積皆伐，一般應進行弱度擇伐。重要水源區要禁止任何方式的采伐。