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号 一
第 16卷 第 5期
1 9 9 6年 1 0月
秭巍 ， 鬻
ACTA ECOLoGICA SINICA
、
Vo1．16，No．5
，
。
on[．，l996．， 手
台风和强热带风暴对尖峰岭热带山地雨
林生态系统的水文影响研究
HYDRoLoGICAL EFFECTS oF TYPHoON AND SEVERE
TROPICAL STORM ON THE REGENERATIVE TROPICAL
MoUNTAlN FoREST AT JJANFENGLlNG
周光益 陈步峰 曾庆波
— — — — 一
2h0u Guangyi Chen Bufeng Zeng Qingbo
W u Zhongmin Li Yide
林 明献
Lin M Ingxian
(中国林科院热带林业研究所，广 l州，510520)
(7 ReSearch Institute of Tropical Forestry．CAF，G埘增 ￡^ t 510520，China)
s{ ；fl )
f 8、
强热带风暴和台风，是破坏性极强的一种热带气旋 。 。在每年的夏秋季节，经常侵袭我国华南沿海
地区、台湾和海南岛，登陆后常常深入到内陆各省。尤其在海南岛登陆的台风次教占全国台风登陆总次
数的 1／4[ ，索有“台风走廊”之称。台风和热带风暴对森林生态系统影响最大的一十方面是对森林水文学
过程(尤其是降雨及其分配、径流等)的影响，开展这方面的研究，对进一步认识和评价热带林生态系统
的水文生态功能和效益具有重要的理论和实际意义。 ‘
1 试验地概况与研究方法
1．i 试验地概况
试验地位于海南省尖峰岭热带林保护区内，气候、土壤和植被情况详见文献[4．5]。’
1．2 研究方法
在林内生态厝子综合观测铁塔顶部(高出林冠层 2 m处)设置一雨量计，观测降雨I在试验林分中选
取一块面积为 1200m。有代表性的标准地，根据林木调查资料．以重要值和径级为指标选取 35株茎流观
视f样株，并进行树干茎流的收集和计算 ：I同时在同一标准地中，用网格法机械地布设标准雨量筒 23个
(距地面 70 cm)，测定穿透雨量 利用闭合集水区技术，在集水 区出口设置无喉量水槽和三角堰(配水位
计)，以观测水位和径流量I对水文过程线的基流分割．采用斜线分割法 ：I水文年的起始点一般是以一
年 中最小流量时刻为准 ．在该试验地 ，n～翌年 4月为旱季 ．4月为旱季的末期 ，所以选定 5月为水文
年的起点I本文中的台风和强热带风暴是采用国际分类标准。
2 结果分析
2．1 强热带风暴 ，台风与降雨输A
水，是森林生态系统中最重要的固子之～，降雨是系统最主要的水分输入。台风和强热带风暴多教
· 林业部重点项目 海南岛尖峰岭热带生态系统定位研究 及国家科学基金项 目(59570158)[~部分研究内容 。
Il盆稿日期：1994—05-ii，修改穑收到 日期 ：1095—05-05
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伴有暴雨，根据 1989年 5月至 1 993年 4月4个水文年的雨量分析，得出：这 4 a中，登陆及影响的台风
和强热带风暴共有 1 3个，其中台风 10个，强热带风暴 3个，它们主要出现在雨季t带来的雨水年平均
1078 3 mm，占年平均降雨量的 37．O4 (表 1)，这是个不小的数 目。窳所周知，海南岛西南部是个旱区 ，
高温 热量资源丰富 ，台风和强热带风暴带来大量的雨水，使该地的干热气候得到 了调节 ，并为表作物及
森林植物生长提供了有利的水分条件，从此角度看t台风和强热带风暴对该地的农业生态系统和森林生
态系统产生良好的水文生态效益。当然，有些台风或强热带风暴是“干性”的，整个过程中．雨量不多 ，这
与登陆与否、登陆位置及路径有关 ，如8907号强热带风暴是在海南东北部的文昌登陆并向西北移动，对
尖峰岭的降雨影响较 小，试验地雨量 只有 14．1 r哪 ，而 8905号和 9025号台风是在霞水和三亚一带登陆
的．对尖峰岭的影响较大 ．试验地雨量分别为 797 1 mm和 31 3．7 mm
衰 1 强热带风暴和台风对森林生态系统降雨辅人的贡献(1989—05～1 993—04)
Table 1 Rainfall contribution．of球vere tropical storm and typh~ to tbe f~-est~co6ystem
注，R为总降蓿量， 为台风和强热带风暴带来的降雨量 。
R is tom ra an|m is rai~all taking by severe tropic~ storm and ~yphoom
2．2 强热带风暴、台风与林冠对降雨的再分配规律
大气降雨进入森林生态系统时，林冠首先对降雨进行第一次再分配，形成树干茎流、林内穿透水和
林冠截留损失几个分量。林冠对降雨的再分配具有重要的水文生态意义，由于林冠层对雨水的截持和缓
冲 ，减少了进入林地的水量，碱小了降雨的动能和势能 ]，从而起蓟了消弱洪峰流量、防止土 壤侵蚀和涵
养水源的生态功效。从 1 989年 5月至 1 993年 4月这 4个水文年的资料统计分析可看出(表 2)：以茎流形
式流^封术根部周围土壤的水分中，49．34 是由强热带风暴和台风产生的，这大量的雨量对林地土壤不
产生破坏性的冲蚀，同时茎流水带着大量养分进入根际，从而促进了养分的吸收利用。另一方面，由于强
热带风暴和台风带来的是大雨强、大雨量的暴雨，而森林林冠层的蓄水能力是有限的，当雨量超过其最
大容量时 ，林冠截 留雨水的能力就逐渐减弱 ．截留率变小。
裹 2 强热带风暴和台风对降雨再分配规律的影响(1989—05-1993—04)
Table 2 Effect of typhoon and ere troDical storm Oil re—dbtrIh●t of ralnfal
2．3 强热带风暴、台风与森林集水区径流
强热带风暴和台风对森林集水区径流的增加起重要的作用，尤其是快速径流即快速流出集水区的暴
雨径流(包括地表径流和壤中流)，其大部分是由强热带风暴或台风产生的。森林集水区的基流量同样在
很大程度上是受强热带风暴和台风的影响，但究竟有多步基流量是由它引起的，还很难划分。本文根据
海南岛尖峰呤热带山地雨林天然更新林集水区径流的分析 ，得出(表 3) 强热带风暴和台风引起 的快速径
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5期 周光益等：台风和强热带风暴对失峰岭热带山地 557
流量年平均 255，7 mm，占年总快速径流量(341．1 ram)的 74．96 。台风和强热带风暴产生的水文响应值
(即快速径流量与同期降雨量的比值) 。为23．71 t比其它降雨过程形成的水文响应(4．66 )大得多．因
此，从水土保持和水据【涵养效益看，强热带风暴和台风是起到负效应。这主要原因是森林的水土保持和
水源涵养能力有一定的限度，而热带风暴和台风带来的降雨，雨量和雨强都比较大．如 1983年 7月8303
号台风引起失峰6l孥出现一场特大暴雨 ，测得 16～18日 3 d过程雨量达 987．0ITITI．24 h暴雨量选 965．3
mm，占垒国第 5位“
丧 3 强热带风暴和台凤对集水 区径流的髟响(1989一O5～1993—04)
Table 3 lntlueace of typhoon and 5 efe trQpical storm on runof ·
2．4 强热带风、台风与森林水循环
对森林生态系统来说，热带风暴和台风对其水分循环的影响是通过改变系统的降水输入、改变降水在
森林系统内部的再分配比倒 及改变系统内水分输出等来实现的。水量平衡是水循环定量计算的一种表
达形式，从表 4看出．在海南岛尖峰岭热带山地雨林天然更新林生态系统中，受热带吼暴和台风影响较小
的 1990年和影响较大的 1991相比较，森林水量平衡模式相差甚大。1990年降水输入量为 2224．4ITIWI，
而 1991年高达 3502．6 mm，在各分量中林冠截留量和森林蒸散总量绝对值相差不大，而其它分量相差较
大 说明，在降水充足的条『卑下 林冠截留达到一定值后不再随降水量的增加而明显增加，森林系统的蒸
表4 台风和强热带风暴对森林水量平街的影响
Table 4 Effect of typhoon and~Yere trolMCal storm 叫 water hllmaee 0f the forest eco~tstcm
1990
1991
179 8
78．8
444 4
394．4
8．1
1I．0
12．7
35．4
614 7
— —
1813 8
27 6
— —
51．8
1388．1
— —
1413 S
62 4
～
40．4
41．8
～
169．4
A 为年值 B为 台风和强热带风暴 A ls value 0f annLa1；B is value of：severe tropical 8toFm and typho。n．
* 为水文年最后与开始时期 1 m绦土壤内蓄水量之差值。
发散总量也不再随降水量的增加而显著增加，降水多出的部分 ，几乎都以径流的形式流出系统。
3 结语和讨论
海南岛热带森林生态系统不仅为社会提供了大量的珍贵木材和林副产品，而且对全岛生态平衡起着
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极其重要的作用 ，海南 岛各类热带森林生态系统一直是在台风和强热带风暴的影响下发生和发展，而热
带风暴和台风对热带森林 生态系统影响的系统研究 ，到目前止罕见报道 ，仅步数学者报道过台风对橡胶
林的机槭影响’”] 因此这方面的研究几乎是空白。摸清台风和热带风暴对热带林生态系统 各种影响规律
(如水文学过程和水循环、养分 的生物小循环和地球化学循环、植物生长和演替等)．掌握热带林生态系
统对 台风和强热带风暴 的反应，使我们能更清楚地了解和评价热带林生态系统的生态功能和效益 ，以使
人们在社会生产实践中遵循生态规律办事 ，防御台风灾害 ，为 目前兴起的“国际减灾十年 运动做贡献
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