全 文 ：广 西 一植 物 Gui hai a 1 1( 3):2 4 7 一2 5 3. Au g.9 19 1
西江坪常绿阔叶林地表径流的研究 *
黄 承 标
( 广西农学院林学分院 , 南宁 5 3 0 0 0 1
摘要 本文采用固定小区径流法 ,对常绿阔叶林及其皆伐迹地草坡地表径流进行了对 比研究 .
结果表明 : 常绿阔叶林年径流量为9 . 79 毫米 , 占大气降水量0 . 5多; 较迹地草坡减少径流56 . 3终。
径流的季节变化以夏 、 春 、 秋 、 冬依次递减; 其中 4 一 8月为径流高峰期 , 径流量占全年 6 2 . 4一
96
.
5耳。 常绿阔叶林对暴雨以下雨量级的削减作用显著 ; 而对持续性大暴雨以上雨量级的削减作
用不明显。
类键词 常绿阔叶林 ; 皆伐迹地草坡 ; 地表径流 ; 径流量
森林地表径流是森林水量平衡的重要组成部分 。 其数值上的大小是反映 森 林 蓄 水 、 保
水 、 调水功能的最好说明 。 因此 , 研究森林及其皆伐迹地地表径流的形成与变化规律 , 可以
为合理开发森林和保护森林水源涵养功能提供依据 。 木文是西江坪定位站1 9 8 2一 1 9 8 8年连续
七年观测研究的结果 。
一 、 研究地段概况
研究地段设在龙胜县里骆林场的西江坪林区 。 地理坐标 为 25 。弱 ` N , 1 1 0 0 04 ` E 。 海 拔
1 0 2 0米 。 坡向NW , 坡度 29 . 6 。 。 据龙胜县西江坪森林生态站气象资料 ( 19 8 2一1 9 8 8年 ) , 年
均气温1 3 . 9 ℃ ,年均降雨量 1 9 7 1 . 8毫米 ,标准差 1 5 4 . 1毫米 。 其中 4 一 8 月雨量占全年 6 5 . 2 % 。
一 日最大降雨量为 2 07 . 2毫米 。 年均相对湿度89 % , 林内年均蒸发量 186 . 4毫 米 , 占降 水量
9
.
5%
。
研究林分为常绿阔叶林 , 保存尚好 。 为米椎 、 红润楠一羊角杜鹃一广东杜鹃 、 岩杜鹃一
杜茎山 、 伯拉木一狗脊 、 镰叶瘤足荻一熊巴耳群落 。 郁闭度 0 . 85 。 乔木层可明显分成三个亚
层 。 第一亚层以米椎 、 红润楠为优势 , 高 15 一 20 米 , 胸径 4。厘米左右 , 盖度 65 % , 第二亚层
以羊角杜鹃 、 红润楠为主 , 高 8 一 15 米 , 胸径 10 一 15 厘米 , 盖度 50 % , 第三亚层 以 广 东 杜
鹃 、 岩杜鹃和羊角杜鹃为主 , 高 4 一 7 米 , 胸径 10 厘米以卞 , 盖度 40 % 。 灌木层以杜茎山 、
伯拉木和上层乔木幼树为主 , 高 1 一 3 米 , 盖度 30 % 。 草本层可分两层 。 一亚层以狗脊 、 镰
叶瘤足族为主 , 盖度 30 % , 二亚层以熊 巴耳为优势 , 贴地而生 , 形似地毯 ,单种盖度达 50 % 。
枯枝落叶层厚度 4 一 7 厘米 , 每公顷现存量 5 . 1吨 。 土壤为震旦系砂页岩发育的山地 黄 壤 ,
土层厚度 1米 以上 。 0 一 1 米深度的土壤容重为。 . 6 9 6 8一。 . 9 4 6 4克 /立方厘米 。 非毛管 孔 隙
度在 1 5 . 6 9一 2 4 . 4 2 %之间 。
在距离上述林分约 50 0米的同一坡向 、 相同坡度的等高坡位上皆伐林木 12 亩 , 形 成 迹地
草坡 。 迹地的草被以五节芒 、 狗脊为主 。 每年春 、 夏 、 秋季各割草一次 , 保持高度 40 一 60 厘
. 西江坪生态站和本院生态室的部分同志参加观测研究工作 , 本文经李信贤副研究员审阅 , 并提出宝贵意见 , 在此
一并致谢 t
2 4 8 广 西 植 物 1 1卷
米 , 覆盖度 85 %左右 。草坡系常绿阔叶林 皆伐后演替而成 , 其土壤背景与森林土壤大致相同 。
二 、 研究方法
1
。 径流场的建筑及装皿 采用固定小区径流法 f ’ 〕 。 在上述林分和迹地草坡分别 设 置
水平面积为20 x 15 m 么的地表径流场 。 周边挖沟深 1 米 , 用火砖 、 水泥等建筑互不渗透 水 的
隔水墙。 在径流场下方的顶面设置集流沟 , 使径流场内的径流水汇集于集流沟内 , 再注入体
积为 1 X O . S X O . 9 ( 顶面 ) m “ 的堰池 。 堰内所集径流水再从三角堰 口溢流出外 。 堰 池 上 方
安放 S W 40 型 日记水位计 , 作地表径流过程的自动记录 。
2
。 径流 t 的计茸方法 采用堰测法 〔“ 〕计算流量 。 即 60 。角三角形薄壁堰的 水 位 流 量
式 : O = 8 , 。6 x l 。“ 3 H “ ’ ` “ ` 。 式中O示瞬时流量 ( 1/ 5 ) ; H 示堰上水位 ( O M ) 。 从流量
式可计算 出一次产流过程的径流总量 。 即不 二 国了二三+ 1 士 ( 。 , + Q , ) △ , 。 式 中平 示为一产 、 ’ 切 犷 `汁 山 F 、 , U ,“ 一 ,山 曰 J ’一 v , U `。 ~ o 尸 ,一 ’ r 习 f = 0 石 、 、 ” 飞 , , ~ ’ o 决 、 ” 一 ’ “ J ’ / J次产流过程的径流总量 ( I ) ; 。 `、 QJ 分别为水位H , 、 H ,时的瞬 时 流 量 ( 1/ 5 ) , △ f 示 从
表 1 两种植被的截留量与持水量比较
{降雨量 {乔木层截留量 }灌草层截留量}类 型 } l— 一飞一 , - }一一刃一一泞一 }}( m m ) ! m m { , } m m } , }
枯 枝 落 叶 层
现存量 }。 、 。 ` 峨 、 { 持水量 } 持水深
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常绿阔叶林
迹地草坡
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.
4 1
昔表中为模拟降雨所占%的推算值 。
表 2 两种植被类型径流量比较 ( m m )
{训 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 1 2 }年合计卜平均类型
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迹地草坡
3期 黄承标 : 西江坪常绿阔叶林地表径流的研究
O
`到 QJ 相邻两水位点的产流时间 ( S ) 。 一次产流过程的径流总量 ( I ) 除以径流场的 集 水
面积 ( m , ) , 可得出一次产流过程的径流量 ( m m ) 。 然后按 日 、 月 、 年合计之 。
三 、 研究结果及分析
1
。 两种植被影晌地裹径流的比较 在土壤质地基本一致的情况下 , 林木冠层 , 林内灌
草层及林地枯枝落叶层 , 这三个水文层截留降水的大小与地表径流的关系极大。 也是影响林
地与迹地地表径流差异的主要因素之一 。 表 1 为我们的研究结果 [ 3 〕 。
从表 l 中知道 , 林木层 ( 包括灌草层 ) 截留量共占大气降雨量的 1 1 . 12 % , 平均每 年 以
21 4
.
3毫米的雨量被截留蒸发 ; 加上林地枯枝落叶层现存量与持水量也明显大于迹地 草 坡 5
倍左右 。 可见 , 森林的存在 , 对于阻滞降水 、 肖lJ弱暴雨对地面的溅击能力 , 减少地表径流是
极为有利的 。
2
· 两种植被的年径流 t
研究结果见表 2 。
从表 2 中看出 ,常绿阔叶林年径流量变动在 1 . 98 一 1 5 . 19 毫米之 间 , 年均值为 9 . 79 毫米 ,
占大气降水量 0 . 5% 。 与卢俊倍等 仁` 〕在海南岛尖峰岭半落叶季雨林的年均径流量 9 . 7 8毫米 、
占降雨量 0 . 69 % 的数值很接近 。 迹地草坡年均径流量为2 . 41 毫米 , 是常绿阔叶林的2 . 3倍 。
与许多学者 [ ` ’ 2】的研究结果相近似 。 森林皆伐后变成禾草植被地表径流量的成倍 增 大 , 表
现了两种不同性质和结构的植被蓄水涵养功能显著差别 。
经统计 , 这两种植被的年径流变动系数较大 。 其中常绿阔叶林为 53 . 7% , 迹 地 草 坡 为
48
.
9%
。 影响年径流变幅大的因素是多方面的 。 除与年降雨量的大小有关外 , 主要是与全年
中的降雨分配的均匀程度 、 频度 , 尤其是高雨量级的频度密切相关 。 现以 1 9 8 5年和 1 98 6年相
比较加以说明 。 1 9 8 5年全年七 0 . 1毫米的降水日数为 198 天 , 共 1 8 31 . 8毫米 。 其 中降小 、 中、
大 、 暴雨的 日数分别 占7 2 . 7 % 、 1 8 . 2% 、 6 . 6% 、 2 . 5% 。 没有降大暴雨 , 而且年中的月雨量
分配也较均匀 。 所以 , 该年的两种植被径流量都最小 , 仅占多年均值的 1 / 5 ,而且年中径流变
化较缓和 、 稳定 。 1 9 8 6年全年七 0 . 1毫米的降水日数为 18 9天 , 共 19 0 9 . 5毫 米 。 其 中降 小 、
中 、 大 、 暴 、 大暴雨的日数分别 占7 2 . 5% 、 15 . 9% 、 6 . 9 % 、 3 . 7% 、 1 . 1% 。 从这一 数 据 中
看出 , 该年高雨量级的频度明显大于 1 9 8 5年 , 而且全部集中在雨季的 4 一 7 月份 。 所以年径
流量常绿阔叶林和迹地草坡都分别较 19 85 年大 7 . 7倍和 6 . 1倍 。 表明两种植被的年径流量在不
同年份有较大的变幅 。
3
。 两种植被径流的季节变化 - ·
从表 2 、 图 1 中看出 , 两种植被径流的季节变化均遵循夏 > 春> 秋 > 冬的变化趋势 。 从
多年平均值看 , 常绿阔叶林的夏 、 春 、 秋 、 冬各季径流量的百分率依次为 50 . 7% 、 35 . 。% 、
9
.
5%
、
4
.
8 % , 迹地草坡依次为 4 4 . 2% 、 3 . 3% 、 1 6 . 1写 、 6 . 4% 。 从这两组数据 中 知 道 ,
常绿阔叶林在秋 、 冬两季的径流比率明显小于迹地草坡 , 而夏 、 春两季则相反 。 这是由于该
区秋 、 冬雨量偏小 , 强度微弱 , 加上此时期的林木冠层 , 林内灌草层及林地枯枝落叶层都比
较干燥 , 导致截留与持水率较大的缘故 。
径流的月变化 , 以 4 一 8 月为径流最大值 , 即为径流的高峰期 。 其径流量占全年径流总
量的 62 . 4一9 6 , 5% , 12 一 2 月径流量最小 , 仅占全年的 0 . 2一 8 . 6 % 。 月径流量的大小基本与
3期 黄承标 : 西江坪常绿阔叶林地表径流的研究
O
`到 QJ 相邻两水位点的产流时间 ( S ) 。 一次产流过程的径流总量 ( I ) 除以径流场的 集 水
面积 ( m , ) , 可得出一次产流过程的径流量 ( m m ) 。 然后按 日 、 月 、 年合计之 。
三 、 研究结果及分析
1
。 两种植被影晌地裹径流的比较 在土壤质地基本一致的情况下 , 林木冠层 , 林内灌
草层及林地枯枝落叶层 , 这三个水文层截留降水的大小与地表径流的关系极大。 也是影响林
地与迹地地表径流差异的主要因素之一 。 表 1 为我们的研究结果 [ 3 〕 。
从表 l 中知道 , 林木层 ( 包括灌草层 ) 截留量共占大气降雨量的 1 1 . 12 % , 平均每 年 以
21 4
.
3毫米的雨量被截留蒸发 ; 加上林地枯枝落叶层现存量与持水量也明显大于迹地 草 坡 5
倍左右 。 可见 , 森林的存在 , 对于阻滞降水 、 肖lJ弱暴雨对地面的溅击能力 , 减少地表径流是
极为有利的 。
2
· 两种植被的年径流 t
研究结果见表 2 。
从表 2 中看出 ,常绿阔叶林年径流量变动在 1 . 98 一 1 5 . 19 毫米之 间 , 年均值为 9 . 79 毫米 ,
占大气降水量 0 . 5% 。 与卢俊倍等 仁` 〕在海南岛尖峰岭半落叶季雨林的年均径流量 9 . 7 8毫米 、
占降雨量 0 . 69 % 的数值很接近 。 迹地草坡年均径流量为2 . 41 毫米 , 是常绿阔叶林的2 . 3倍 。
与许多学者 [ ` ’ 2】的研究结果相近似 。 森林皆伐后变成禾草植被地表径流量的成倍 增 大 , 表
现了两种不同性质和结构的植被蓄水涵养功能显著差别 。
经统计 , 这两种植被的年径流变动系数较大 。 其中常绿阔叶林为 53 . 7% , 迹 地 草 坡 为
48
.
9%
。 影响年径流变幅大的因素是多方面的 。 除与年降雨量的大小有关外 , 主要是与全年
中的降雨分配的均匀程度 、 频度 , 尤其是高雨量级的频度密切相关 。 现以 1 9 8 5年和 1 98 6年相
比较加以说明 。 1 9 8 5年全年七 0 . 1毫米的降水日数为 198 天 , 共 1 8 31 . 8毫米 。 其 中降小 、 中、
大 、 暴雨的 日数分别 占7 2 . 7 % 、 1 8 . 2% 、 6 . 6% 、 2 . 5% 。 没有降大暴雨 , 而且年中的月雨量
分配也较均匀 。 所以 , 该年的两种植被径流量都最小 , 仅占多年均值的 1 / 5 ,而且年中径流变
化较缓和 、 稳定 。 1 9 8 6年全年七 0 . 1毫米的降水日数为 18 9天 , 共 19 0 9 . 5毫 米 。 其 中降 小 、
中 、 大 、 暴 、 大暴雨的日数分别 占7 2 . 5% 、 15 . 9% 、 6 . 9 % 、 3 . 7% 、 1 . 1% 。 从这一 数 据 中
看出 , 该年高雨量级的频度明显大于 1 9 8 5年 , 而且全部集中在雨季的 4 一 7 月份 。 所以年径
流量常绿阔叶林和迹地草坡都分别较 19 85 年大 7 . 7倍和 6 . 1倍 。 表明两种植被的年径流量在不
同年份有较大的变幅 。
3
。 两种植被径流的季节变化 - ·
从表 2 、 图 1 中看出 , 两种植被径流的季节变化均遵循夏 > 春> 秋 > 冬的变化趋势 。 从
多年平均值看 , 常绿阔叶林的夏 、 春 、 秋 、 冬各季径流量的百分率依次为 50 . 7% 、 35 . 。% 、
9
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5%
、
4
.
8 % , 迹地草坡依次为 4 4 . 2% 、 3 . 3% 、 1 6 . 1写 、 6 . 4% 。 从这两组数据 中 知 道 ,
常绿阔叶林在秋 、 冬两季的径流比率明显小于迹地草坡 , 而夏 、 春两季则相反 。 这是由于该
区秋 、 冬雨量偏小 , 强度微弱 , 加上此时期的林木冠层 , 林内灌草层及林地枯枝落叶层都比
较干燥 , 导致截留与持水率较大的缘故 。
径流的月变化 , 以 4 一 8 月为径流最大值 , 即为径流的高峰期 。 其径流量占全年径流总
量的 62 . 4一9 6 , 5% , 12 一 2 月径流量最小 , 仅占全年的 0 . 2一 8 . 6 % 。 月径流量的大小基本与
3期 黄承标: 西江坪常绿阔叶林地表径流的研究 25 1
产生地表径流 。 降中雨时 , 径流量也很小 。 但是 , 一旦产生径流 , 常绿阔叶林的径流量都比
迹地草坡小石当降大雨或降暴雨时 , 常绿阔叶林的径流量仍较迹地草坡明显减少 ( 图念 ) 。
从图 2 中看 出 , 常绿阔叶林开始产流的时间较迹地草坡推迟 15 一25 分钟 ; 而延长径流结
束时间约30 分钟 , 最大流量出现的时间也相应推迟 ; 径流总量较迹地草坡减少 52 . 5%和健9 . 1
%
。 表明常绿阔叶林对减少径流量 、 减慢径流速度 、 延长径流时间 、 使径流缓和 、 稳定的效
果是显著的 。 -
( 2 ) 多日无雨后 降大基雨 的情况
在这种情况下 , 常绿阔叶林在产流初期的径流特征值与上述第 ( ·工 ) 种情况基本相似 。
无论平均流量或最大流量 , 常绿阔叶林均较迹地草坡小 , 开始产流时间也略有推迟 。 以后随
着降雨量的逐渐增大和降雨持续时间的延长 , 土壤水分基本达到饱和状态 。 此时 , 常绿阔叶
林无论径流总量 、 平均流量 、 最大流量都与迹地草坡无明显差异 ( 图 3 ) 。 图 3 表明了常绿
阔叶林在多 日无 雨后降大暴雨 , 其在径流初期削减作用较明显 , 而在中 、 后期对径流的调蓄
作用则不明显 。 一
( 3 ) 降小 、 中雨 后接着降大 雨或暴雨的情况 丫
在这种情况下 , 两种植被及土壤层都 比较潮湿 , 但尚未达到完全饱和状态 。 此时 , 常绿
阔叶林的各径流特征值与上述的第 ( 1 ) 种情况基本相似 ( 图 4 ) 。
从图 4 中看出 , 常绿阔叶林开始产流的时间较迹地草坡推迟 15 一 20 分钟 , 而延长径流时
间约 30 分钟 ; 径流总量 、 平均流量 、 最大流量均小于迹地草坡 。 表明常绿阔叶林在降小 、 中
雨后接着又降大雨或暴雨的削减作用仍十分显著 。
( 4 ) 连续降中、 大 、 暴雨后接着降大暴雨 的情况
连续降中、 大 、 暴雨后 , 两种植被及土壤层的水分基本达饱和状态 。 此时又接着降大暴
雨 , 虽然常绿阔叶林在产流时间上较迹地草坡略有些推迟 , 但两种植被的其他产流特征值几
无差异 , 两条径流过程线几乎重叠在一起 , 有时相互交替升降 ( 图 5 ) 。 表明常绿阔叶林对
连续降中、 大 、 暴雨后又降大暴雨以上高雨量级的蓄水 、 保水 、 调水功能是有限的 。 即对地
招冲翻(.日í
丽几《月 )
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图 1
1984 1 198 5 ! 198 6 ! 1 93 7
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两种植被类型的径流量与降雨量相关图
25 2 广 西 ; 物 1 卷植
. … … ,. …
迹地草坡
常绿阔叶林 ·
(自动记录 , 下同)
、 二下二讨 .i’之
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图 2
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多日无雨后降暴雨的径流
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图 3 多日无雨后降大暴雨的径流
( 1 9 8 6
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图 4 降小 、 中雨后又降大雨的径流
( 19 86
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降小 、 中雨后又降暴雨的径流
( 19 87
.
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图 5 连续降中、 大雨后又降大暴雨的径流
( 1 9 83
.
5
,
5
. 身
3期 黄承标: 西江坪常绿阔叶林地表径流的研究 25 3
表径流的削减作用趋向于零 。
四 、 结 语
1
。 西江坪常绿阔叶林年均径流系数仅为 0 . 5 % , 这对于保蓄雨水和缓和 、 稳定河 川 水
量极为有益 。 但是 , 森林对地表径流的削减作用因雨量级不 同而异 。 当遇到暴雨以下雨量级
时 , 其蓄水 、 保水 、 调水功能显著 , 而遇到持续性大暴雨以上雨量级时削减 作 用 不 明显 。
2
。 皆伐迹地草坡年均径流系数为 1 . 1% , 以 2 倍多于常绿阔叶林 ,这是引起山洪暴发 ,
导致河川水量暴涨暴落的原因之一 。 因此 , 对现有的水源林区 , 不准皆伐 , 必要时只可采取
疏伐 。 要切实采取措施保护好现有森林的各个层次 , 使森林充分发挥蓄水保土的作用 。
3
。 今后 , 在水源林和水保林的经营中 , 应以乔 、 灌 、 草相结合为宜 。 乔木应营造阔叶
树种 , 最好深 、 浅根性树种混交 , 尤其是要注意选择冠型浓 密 、 枝叶凋落量大并易于分解的阔
叶树种。 营造针叶用材林 , 应逐步向针阔混交林形式发展 , 以提高森林蓄水保水的生态效益 。
· 参 考 文 献
( 1 ) 梁蕴华 , 森林水文学及其试验研究方法 。 东北林学院学报 . 1 9 8 3 ; n ( 4 ) : 1一 9 。
( 2 ) 中野秀章 , 李云森译 , 1 983 : 森林水文学 , 中国林业出版社 , 163 一 1 68 , 190 。
( 3 〕 黄承标 , 198 : 里骆林区不同森林类型对大气降水的再分配 。 广西林业科技 , ( 1 ) : 8一 1 .3
( 4 ) 卢俊培等 , 1987 : 热带森林水文学研究雏议 , 热带林业科技 , ( 2 ) : 1一 8 。
( 5 〕 R e e h a r d l e e , 张建列译 , 1984 : 森林水文学。 东北林学院出版 , 10 7一 1 0 8 0
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