森林对多年平均径流量影响的探讨

雒文生

（武汉水利电力学院河流工程系　湖北　武汉　430072）

【摘要】　本文在分析降水、蒸散发机制和观测实验资料基础上，运用水平衡原理，揭示了森林对多年平均径流量影响的机理和两种观点对立的原因，为解决这一问题提供了一条新的成因分析途径。根据分析，本文认为：一般情况下，森林将使多年平均径流量减少，小面积造林减少得多，近似等于森林增加的蒸散发量；大面积造林减少得少，但不低于森林增加的蒸散发量的35%。南方温湿地区造林减少得多，北方干旱地区造林减少得少。

【关键词】　森林；降水；蒸散发；多年平均径流量

由于影响河川径流的因素和它们之间的关系错综复杂，在估计森林影响上，不仅使定量计算难以准确，甚至在定性上也还存在着尖锐的争论。森林是增加还是减少多年平均径流量就是这些争论中的一个问题。对此，目前有两种根本对立的观点：一种是美国的部分水文学者，从砍伐森林最大面积达7km2时流域年径流量由40mm增加到400mm的一些实验得出结论，砍伐森林或将森林变为草地时，会使多年平均径流量增加，即营造森林将使多年平均径流减少；另一种是以部分苏联学者为代表的观点，他们根据多年平均径流量与10000km2以上的流域的森林覆盖率成正相关关系的分析，断言上述结论只对10km2以下的面积才是正确的，对于较大的流域则会得出相反的结论，即大面积上森林率增加会使多年平均径流量增加。法国学者F.Grazynski对美国面积介于0.03～19000km2的196个流域的多年平均径流量Q和森林覆盖率βF的关系进行回归分析，得到的结论是：①美国东北部从0.025～65km2的流域，多年平均径流量与森林率的相关关系有正有负，当流域面积大于65km2后则为正效应；②西俄勒冈州的流域面积大于150km2时森林影响为正效应，③加利福尼亚州西南部，流域面积小于130km2时为负效应，超过210km2时为正效应。并认为面积较大的流域森林率对多年平均径流量产生正效应是下述两方面的原因所致：一是较大面积的森林能增加降水；再是森林有利于下渗，林区的地下径流比较大，流域面积大时，测流断面可以测得流域的全部径流。在我国有些水文学者也有类似的看法，如刘昌明等根据我国西北地区的水文资料分析，认为黄河中游黄土高原的森林流域使年径流减少，而土石山区森林使年径流增大。金栋梁根据在长江中上游挑选的6对面积介于674～5322km2的森林、非森林对比流域进行分析，表明林区的年径流和年径流系数比非林区大。为什么会出现两种完全相反的结论？何者正确？对此，下面根据水量平衡原理和径流形成，结合实验和实测资料进行全面分析。

对于某一非闭合流域，如小的水文实验场和实验流域，河道下切深度小，有一部分地下径流将不通过测流断面而渗漏到外流域，此时可写出施加森林措施前后的多年平均水量平衡方程式为：

造林前

造林后

式中：为造林前后流域的多年平均径流深，mm；为由于流域非闭合，造林前后不经测流断面而渗漏到外流域的多年平均径流深，mm；为造林前后流域的多年平均降水量，mm；为造林前后流域的多年平均蒸散发量，mm。

二式合并，得森林措施后的多年平均径流深为：

对于闭合流域，如非岩溶地区的大中流域，河道下切深度大，测流断面能够测得流域的全部地面地下径流，此时和等于零，式（3）变为：，森林将增加径流，即正效应；反之，则减少径流，为负效应。在非闭合流域上造林时，若大于

可见在大流域上造林时，若大于，森林才表现为正效应；否则，为负效应。因为森林能保护土壤，有利于下渗，故造林后地下径流将增加，这对非闭合流域说，会有更多的地下径流不通过测流断面而渗漏到外流域，即将大于为一个正值，所以小的非闭合流域上造林，径流减少的现象尤其突出。由上述分析可知，为弄清造林对多年平均径流量的影响，根本的问题是研究：①森林对蒸散发的影响；②森林对降水的影响；③它们之间的对比关系，即对多年平均径流量的影响。