2　森林对降水的影响

森林能否增加降水和对降水影响是否显著，目前也存在着各种不同的观点。其一，是面积较大的森林能使降水显著增加。如法国学者F.Grazynski对美国东北部大流域的资料作多元回归分析后，得出结论：大流域上森林率增加10%，年降水将增加3%；森林率增加50%，年降水增加14%。不过他也发现两者间的关系很微弱，偏相关系数仅0.33，即还难以肯定这就是森林的影响，但如前所述，他在论述森林对年径流的影响中却隐含着几十平方千米以上的森林流域便能明显增加降水而使年径流增加的观点。苏联的一些学者很早以来就持有这样的看法。其二，是森林可使降水增加，但很微小。例如K.汤姆林认为森林不会影响大尺度的气候，只是通过树高和林冠对气流的摩阻作用，起到微尺度的气候影响，它最多可使降水增加1%～3%。H·L·彭曼收集亚、非、欧和北美14处森林多年实验的资料分析，也认为森林没有明显增加降水的作用。其三，是森林可能减少降水。例如我国气象学者赵九章认为森林能抑制林区日间地面温度升高，削弱对流，从而可能使降水减小。这些观点都有一定根据，但缺乏从降水成因上作周全分析，致使各执己见，不能得出合适的结论。以下想从形成降水的主要因素——动力抬升和水汽来源上进行分析，进而说明森林增加蒸散发与影响降水的关系。

2.1　从对气流的抬升作用上分析森林对降水的影响

森林的树高和林冠对气流的摩阻作用所引起的抬升，相对于崇山峻岭来说，无疑是非常之小的，故对大尺度天气系统（如锋面雨、台风雨等）形成的降水，其增值作用无疑是很小的。相反，对于对流雨，因森林抑制白天地面温度升高，减少水汽对流上升的动力作用，可使对流雨有些减少。不过，绝大多数的降水，尤其是大的降水，都与天气系统相联系，故这项影响也不大。这些分析与H·L·彭曼收集的大量的森林实验资料的结果是一致的。因为局部的植林或砍伐森林的实验，不会影响天气系统和水汽输送的变化，从而看不出森林明显增加降水的效应。为进一步剖析上面的观点，这里举一个小的森林流域和非森林流域对比的例子。如图1所示，在河北省清水河上，有两个很邻近的小流域——东沟和西沟，它们的流域面积分别为775km2和706km2，森林率分别为39.8%和4.1%，流域平均高程分别为1644m和1355m，多年（1963—1981年）平均降水量分别为499.5mm和438.9mm。初看起来，似是因为森林率不同使东沟比西沟的降水增加14%（60.6mm）。其实，结合降水成因进行分析，便会了解这是一种假象和错觉。现通过张家口往东北方向至三道营作一剖面，在这个剖面上有6个长期记录的雨量站，它们的位置、高程和多年平均降水量见表3，点绘多年平均降水量P（mm）和相应的高程H（m）的关系如图2所示。

P（mm）和相应的高程H（m）的关系如图2所示，其相关方程为：

可见两者间的关系是很密切的。用该式估计东沟比西沟高程增加ΔH（=1644-1355=289m）而增加的多年平均降水量为54.5mm，这比实测的差值60.6mm小6.1mm，若把这个剩余量作为森林动力抬升作用的影响（因为这两个流域相距很近，水汽来源相同），则其增加降水的作用仅为1.4%，是很不明显的。这与第一种认为几十平方千米的森林流域便能明显增加降水的观点相矛盾，原因可能是因为大山区也往往是大森林区，持第一种观点者把地形影响混作森林影响所致。第一种观点的基础是单纯依赖回归分析，而不少事例说明，如果脱离成因分析，则其结果有时是不可靠的，甚至是解释不通的。例如有人用多元回归分析的方法，建立8月、9月、10月降雨量与该流域10月径流量的相关方程，结果是8月雨量与10月径流量呈负相关，即8月降雨越多，反而引起10月径流量减少，这显然是不合理的。究其原因，可能一是资料不够充分，再是多元直线相关方程不能反映降雨形成径流的规律。

2.2　从对水汽的补充作用分析森林对降水的影响

如前所述，森林可使流域的年蒸散发量增加，尤其在温暖湿润、植物常绿的低纬地带，从而使当地的水汽来源增加，促进内陆水分的循环，因而又使本地区和内陆的降水量增加对于大的流域或区域，如图3所示（其中l等于区域面积A的开方，即l=A＞1500km；Pɑ为输入的水汽量ɑ在本区域形成的降水量，c′为ɑ中未形成本区降水而输出的水汽；PE为区域蒸散发量E在本区形成的降水量，c″为E中未形成本区降水而输出的水汽；R为降水P（=Pɑ+PE）形成的径流量），A.I.Burtsev和O.A.Drozdov提出计算内陆蒸散发引起的降水量PE的估算公式为：

并估算得世界各大洲水分循环要素降水量P、外来水汽降水量Pɑ、本区蒸散发量E引起的降水量PE，见表4。可见除澳洲外，其余各大洲内陆蒸散发量的41%～76%又以降水形式回落到地面，这部分降水占总降水的30%～40%。因此，对于很大的流域或区域，森林增加蒸散发而引起降水量增加，将是值得重视的问题。不过，即是如此，在亚洲大面积造林增加的降水也不超过增加的蒸散发量的65%，即。对于小面积造林，Rakhmanov（1970）指出，森林面积小于300～3000km2以下时，对降水将没有重要影响，这与上述分析是符合的。

综上分析，可以认为：①小于300～3000km2的森林，对本区域降水影响不显著，可以略而不计；②大面积的森林，主要由于增加了蒸散发，促进水分循环，而使该区的降水有所增加。这种作用，从绝对值说，南方温湿地区的增值效应将大于北方干旱地区的，但增加的降水量，按表4估计，在我国将不超过增加的蒸散发量的65%。