水源涵养林

水源涵养林（forest for water resources conservation），是具有特殊意义的水土防护林种之一，是一种复杂的森林生态系统，具有森林普遍具有的生态、经济和社会效益，最主要的是具有涵养保护水源、调洪削峰、防止土壤侵蚀、净化水质和调节气候等生态服务功能。

水源涵养林是调节、改善、水源流量和水质的一种防护林，简称水源林。它泛指河川、水库、湖泊的上游集水区内大面积的原有林（包括原始森林和次生林）和人工林，是涵养水源、改善水文状况、调节区域水分循环、防止河流、湖泊、水库淤塞，以及保护可饮水水源为主要目的的森林、林木和灌木林。

水源涵养林，用于控制河流源头水土流失，调节洪水枯水流量，具有良好的林分结构和林下地被物层的天然林和人工林。水源涵养林通过对降水的吸收调节等作用，变地表径流为壤中径流和地下径流，起到显著的水源涵养作用。为了更好地发挥这种功能，流域内森林需均匀分布，合理配置，并达到一定的森林覆盖率和采用合理的经营管理技术措施。

水源林可调节坡面径流，削减河川汛期径流量。一般在降雨强度超过土壤渗透速度时，即使土壤未达饱和状态，也会因降雨来不及渗透而产生超渗坡面径流；而当土壤达到饱和状态后，其渗透速度降低，即使降雨强度不大，也会形成坡面径流，称过饱和坡面径流。但森林土壤则因具有良好的结构和植物腐根造成的孔洞，渗透快、蓄水量大，一般不会产生上述两种径流；即使在特大暴雨情况下形成坡面径流，其流速也比无林地大大降低。在积雪地区，因森林土壤冻结深度较小，林内融雪期较长，在林内因融雪形成的坡面径流也减小。森林对坡面径流的良好调节作用，可使河川汛期径流量和洪峰起伏量减小，从而减免洪水灾害。结构良好的森林植被可以减少水土流失量90%以上。

水源林可减少径流泥沙含量，防止水库、湖泊淤积。河川径流中泥沙含量的多少与水土流失相关。水源林一方面对坡面径流具有分散、阻滞和过滤等作用；另一方面其庞大的根系层对土壤有网结、固持作用。在合理布局情况下，还能吸收由林外进入林内的坡面径流并把泥沙沉积在林区。降水时，由于林冠层、枯枝落叶层和森林土壤的生物物理作用，对雨水截留、吸持渗人、蒸发，减小了地表径流量和径流速度，增加了土壤拦蓄量，将地表径流转化为地下径流，从而起到了滞洪和减少洪峰流量的作用。

水源林可调节地下径流，增加河川枯水期径流量。中国受亚洲太平洋季风影响，雨季和旱季降水量十分悬殊，因而河川径流有明显的丰水期和枯水期。但在森林覆被率较高的流域，丰水期径流量占30～50%，枯水期径流量也可占到20%左右。森林能涵养水源主要表现在对水的截留、吸收和下渗，在时空上对降水进行再分配，减少无效水，增加有效水。水源涵养林的土壤吸收林内降水并加以贮存，对河川水量补给起积极的调节作用。随着森林覆盖率的增加，减少了地表径流，增加了地下径流，使得河川在枯水期也不断有补给水源，增加了干旱季节河流的流量，使河水流量保持相对稳定。森林凋落物的腐烂分解，改善了林地土壤的透水通气状况。因而，森林土壤具有较强的水分渗透力。有林地的地下径流一般比裸露地的大。

造成水体污染的因素主要是非点源污染，即在降水径流的淋洗和冲刷下，泥沙与其所携带的有害物质随径流迁移到水库、湖泊或江河，导致水质浑浊恶化。水源涵养林能有效地防止水资源的物理、化学和生物的污染，减少进入水体的泥沙。降水通过林冠沿树干流下时，林冠下的枯枝落叶层对水中的污染物进行过滤、净化，所以最后由河溪流出的水的化学成分发生了变化。

森林通过光合作用可吸收二氧化碳，释放氧气，同时吸收有害气体及滞尘，起到清洁空气的作用。森林植物释放的氧气量比其他植物高9~14倍，占全球总量的54%，同时通过光合作用贮存了大量的碳源，故森林在地球大气平衡中的地位相当重要。林木通过抗御大风可以减风消灾。另一方面森林对降水也有一定的影响。多数研究者认为森林有增水的效果。森林增水是由于造林后改变了下垫面状况，从而使近地面的小气候变化而引起的。

由于水源涵养林给生物种群创造了生活和繁衍的条件，使种类繁多的野生动物得以生存，所以水源涵养林本身也是动物的良好栖息地。

水源涵养林通过转化、促进、消除、恢复等内部的调节机能和多种生态功能维系着生态系统的平衡，是生物圈中最活跃的生物地理群落之一。不同的森林类型具有不同的结构、功能特点，当森林植被发生动态变化，森林植被的整体功能输出也发生相应的变化。水分受森林的影响而表现出来的水分分配和运动过程，包括降雨、降雨截持、干流、蒸散、地表径流等，构成了森林的水文过程。它是森林的4个作用层，即森林乔木层、灌草层、枯枝落叶层和土壤层对降水进行再分配的复杂过程。

降雨到达森林时，首先被林冠所截持。截留的水约占降水量的5%~10% ，这部分水从叶面蒸发到大气，不能为森林贮存。林冠截留量受到风速、降雨特点、树种、林龄、郁闭度、林冠蒸发能力等多种因素的影响。林冠截持和截持雨量的蒸发在森林生态系统水文循环和水量平衡中占有重要地位。受林冠的截留作用，降水在到达地面前进行了第一次分配，截留的部分通过蒸发返回大气，小部分的林内降雨直接到达地面，另一部分的降水顺着树干流到地面。林冠的截留作用使得降水对地面的机械冲击力减弱，从而间接地保护了林地土壤层。林冠层降水截留作用的大小是由林冠层枝叶的生物量、叶面积指数和持水率所决定。中国主要森林生态系统的林冠截留量平均为134.0~626.7mm，变动系数为14.47%~40.53%，截留率平均为11.40%~34.3% ，变动系数为6．86%~55.05% 。

林下灌草层不仅能截留一定量的雨水，而且对于分散、减弱林内的降雨动能，减缓降水对林地面的直接冲击有重要的作用，是森林截流降水的重要组成部分。从研究资料来看，林下冠草层的截留量与盖度成正比，同时还受林分郁闭度的制约并与之成负相关，其截留量约为林冠截留量的1/10。林冠郁闭度高的类型，灌木草本层稀少、覆盖度低，灌木草本层的截留量小。林冠下层植被种类不同、密度不同其降雨截留量也不同。由于林分结构和经营目的不同，林下植被的种类和数量存在一定的差异，导致不同林分下植被的持水性能也存在一定差异。

森林的凋落物是由林地植物地上部分器官或组织枯死脱落后堆积而成，包括叶、枝、树皮、花、果实、种子等。枯枝落叶层上部是很少腐烂的落叶枯枝，疏松而有弹性；下部是半分解的残体，有菌丝缠绕，较疏松，透水性强。林地内凋落物是森林涵养水源的重要组成部分，它覆盖林地表面，除本身具有很大吸水或截留降雨能力外，还提高地表粗糙度、增加渗透能力，避免地表土壤遭到降雨直接溅蚀打击和降低径流速度、削弱地表径流对土壤的冲刷作用，并通过腐殖质的形成，改善土壤结构及其持水性能。林地凋落物的水分截流功能很强，枯落物的截持能力和水分蓄持能力取决于枯落物的现存量及其最大持水能力。其截持的水量约占降水量的8%~10% 。中国的研究认为，枯枝落叶吸持的水量可达自身干重的2~4倍，各种森林的枯枝落叶层的最大持水率平均为309.54%。

森林土壤具有较大的孔隙度，特别是非毛管孔隙度大，从而加大了林地土壤的入渗率、入渗量。由于土壤毛管孔隙和非毛管孔隙的作用，使降雨量的70%~80%被贮存。落到林地上的部分雨水涵养于土壤孔隙内，主要蓄于非毛管孔隙内，因此非毛管孔隙的多少与土壤涵养水分的能力密切相关。降落到林地上的雨水，大部分都直接从土壤孔隙渗入到了土层中，即使是激烈骤雨，也不至于急速流出而是缓慢流出，从而在缓解了洪水的同时也涵养了水源。这是森林的非常重要的功能。森林通过林冠层、林下植被层、凋落物层和林地土壤层对雨水的涵蓄后，除了部分供应林木生长发育所需及蒸发外，通过林地土壤渗透，大部分所涵蓄的水以渗透地下水的潜流形式慢慢地汇人江河，从而起到涵养水源，平稳河川流量，减低洪水灾害的作用。土壤的渗透性能可以反映出这一作用的强弱。

在适地适树原则指导下，水源涵养林的造林树种应具备根量多、根域广、林冠层郁闭度高（复层林比单层林好）、林内枯枝落叶丰富等特点。因此，最好营造针阔混交林，其中除主要树种外，要考虑合适的伴生树种和灌木，以形成混交复层林结构。同时选择一定比例深根性树种，加强土壤固持能力。在立地条件差的地方、可考虑以对土壤具有改良作用的豆科树种作先锋树种；在条件好的地方，则要用速生树种作为主要造林树种。

在不同气候条件下取不同的配置方法。在降水量多、洪水为害大的河流上游，宜在整个水源地区全面营造水源林。在因融雪造成洪水灾害的水源地区，水源林只宜在分水岭和山坡上部配置，使山坡下半部处于裸露状态，这样春天下半部的雪首先融化流走，上半部林内积雪再融化就不致造成洪灾。为了增加整个流域的水资源总量，一般不在干旱半干旱地区的坡脚和沟谷中造林，因为这些部位的森林能把汇集到沟谷中的水分重新蒸腾到大气中去，减少径流量。总之，水源涵养林要因时、因地、因害设置。水源林的造林整地方法与其他林种无重大区别。在中国南方低山丘陵区降雨量大，要在造林整地时采用竹节沟整地造林；西北黄土区降雨量少，一般用反坡梯田（见梯田）整地造林；华北石山区采用水平调整地造林。在有条件的水源地区，也可采用封山育林或飞机播种造林等方式。

水源林在幼林阶段要特别注意封禁，保护好林内死地被物层，以促进养分循环和改善表层土壤结构，利于微生物、土壤动物（如蚯蚓）的繁殖，尽快发挥森林的水源涵养作用。当水源林达到成熟年龄后，要严禁大面积皆伐，一般应进行弱度择伐。重要水源区要禁止任何方式的采伐。