气象百科

林带水文效应

2023-04-06

简介

在一定的防护范围内,由林带所引起的蒸发、湿度、积雪、降水和地下水等水文气象要素的变化。

蒸散 ①对可能蒸散的影响。可能蒸散是指供水充足条件下植被蒸腾和土壤蒸发所消耗的水量,主要决定于辐射平衡、风、温度和空气湿度等因素,同自由水面物理蒸发过程的影响因素完全一样。在实际蒸散与可能蒸散接近的湿润地区,由于植物体供水充分,土壤湿度较大,影响可能蒸散的主要因素是风速。因此,有林带保护的地方,风速降低, 可能蒸散比旷野小。在实际蒸散小于可能蒸散的半湿润地区, 由于一部分太阳辐射能量没有被利用于蒸散而使温度上升、空气的干燥程度增加,一般用与气温相同的自由水面的蒸发来表示, 自由水面的蒸发与风速成正比。由于林带可以减弱风速,因此在林带防护范围内的可能蒸散一般也比旷野低。在干旱地区,林带能使可能蒸散降低。②对实际蒸散的影响。实际蒸散是指在自然条件下植被蒸腾和土壤蒸发所消耗的水量。它与植物生理反应相联系。当植物最大水分输出量小于可能蒸腾量时,植物气孔或多或少要自行关闭, 而起到调节蒸腾的作用。在湿润和半湿润地区,植物最大水分输出量与可能蒸散量差异不大,在林带防护范围内可能蒸散量降低,实际蒸散量也随之降低。在较干旱地区植物供水不足的情况下,一天内有部分时间植物出现萎蔫现象, 当可能蒸散量大于植物最大水分输出量时,林带能使实际蒸散增加,反之则降低。在严重干旱地区,有林带保护的地方和旷野植物都有可能发生萎蔫现象,林带对实际蒸散影响很小。林带对实际蒸散的日变程也有一定影响,清晨减小,午后随可能蒸散的增加而增大。

湿度 ①对土壤湿度的影响。林带对土壤湿度的影响主要决定于降水和蒸散。通常在林带防护范围内土壤湿度有所增加。在降雪多的地区,这种作用尤为明显。在湿润和半湿润地区,林带防护范围内实际蒸散的减少则成为增加土壤湿度的决定因素。在较干旱地区,如可能蒸散小于植物最大水分输出量,林带能使实际蒸散减小,防护范围内的土壤湿度比旷野大;反之则减小。在严重干旱地区林带的这种作用并不明显。②对空气湿度的影响。在林带防护范围内, 由于风速降低和乱流交换作用减弱,植物蒸腾和土壤蒸发的水汽,停留在近地层大气中的时间比较长。空气湿度通常比旷野要高些。在湿润和半湿润地区,空气本身湿度很大,林带对提高空气湿度的作用不明显。在较干旱地区,如可能蒸散大于植物最大水分输出量,林带能使实际蒸散增加,林带防护范围内空气湿度比旷野大,反之则降低。严重干旱地区林带对空气湿度的影响很小。

降水 林带对一个地区的垂直降水影响很小,但对降水分布有利。林带背风一侧降水量比旷野有明显增加。林带能引起大量的水平降水, 在有雾的季节和地区,由于林带可阻留一部分雾水量, 尤其在滨海和河谷地带比较明显。另外, 林带枝叶辐射面积大, 夜间辐射冷却, 可产生凝结水, 如露、霜、雾等, 其量比旷野要大。

积雪 由于林带对水平风速和乱流交换的减弱,林带附近容易形成较厚的积雪层。各种结构林带对减弱风速和乱流交换作用的不同, 积雪分布也不一样:紧密结构林带以向风林缘积雪最厚,林带防护范围内积雪分布则很不均匀;疏透结构林带以背风林缘最厚,防护范围内可保存相当厚度的积雪; 通风结构林带由于冠层下部风速较大, 积雪分布比较均匀。林带内积雪随林带行数增加和疏透度减小而增大, 林带防护范围内积雪量则相对减少。一般营造3~5行,行距为2.5米左右,带间宽度为300~400米, 疏透度为0.5左右的林带不 仅积雪厚度最大, 而且分布均匀, 对提高农田土壤水分的作用比较明显。

径流和地下水 ①对径流的影响。林带根系发达,能增加地面粗糙度和土壤渗透性, 对径流系数的减小有明显作用。在降雪较多的地区和在坡地上营造林带,对减少径流的作用非常显著。②对地下水的影响。林带可以促使水平降水增加, 径流减少, 使得地下水的补给较好。苏联卡明草原营造林带后, 从1893~1947年, 地下水位平均升高2.64米。但在灌溉地区, 林带则起到降低地下水位的作用。灌溉地区, 渠道附近农田地下水位高, 农田中央低, 地下水位由渠道向农田倾斜, 呈凹形分布。当渠上有了林带后, 地下水位即呈凸形分布。在整个生长季节, 渠道林带下地下水位比农田低, 对防止或减轻渠道两侧的土壤盐渍化有明显作用。

英文

hydrological effect ofshelterbeltslindai shuiwen xiaoying