森林水分平衡senlin shuifen pinghengwater balance in forest

森林中水分收入量与支出量的均衡关系。在某个时期内，降至森林区域的降水量与沿着地表流出的径流量以及由森林蒸散消耗的水量是均衡的。通过森林水量平衡的研究，可以了解森林中水分循环的规律，以及森林对水分影响的数量关系。
简史 森林水量平衡研究始于19世纪， 早期包括在森林影响的研究内容中，并且只限于对某几个水文要素的测定研究。如1866年，德国学者E.埃贝梅尔在德国巴伐利亚开始测定林中降水量， 土壤蒸发量及枯枝落叶层对地面蒸发的影响。1900年，在瑞士的艾明托(Emmental)山地，对两个针阔混交林小集水区的降水量、蒸散量、径流流出量进行了测定，试图了解不同森林覆被率对流量的影响。日本于1906年开始建立了第一个森林试验站，对森林和空旷地流域的流量进行了比较观测，至1973年，根据全国五个气候带建立林业试验站，并控制着18个集水区，研究各种森林采伐对河流流量影响。美国从1911年起，先后在科罗拉多州，落基山脉等地区，设置若干森林小集水区，研究采伐森林所引起的河流流量变化。苏联于1937年，在全国布设各种森林水文试验观测网，20世纪中期，B.U.卢特科夫和Α.Α.莫尔恰诺夫等通过森林水量平衡各项要素的测定，阐明了各种森林的水文作用。
中国于1926年，在山西、山东、河南、安徽等地的林地上，对林地径流进行了测定。但有系统地开展森林水分平衡研究，始于1958年，先后在福建南平人工杉木林和四川西南部的高山原始云冷杉林内， 对树冠截留量、径流量、土壤水分等主要要素进行的测定，为丘陵地区的人工林和高山原始森林的水土保持、水源涵养提供了科学数据。此后， 还对黑龙江省的天然红松林和云南省西双版纳的热带雨林开展了有关森林水分平衡要素的测定和研究。
水量平衡方程 森林水分平衡中各分量， 通常用平衡式来表示， 闭合流域（与外界无水分交换）的森林水量平衡式是：
P=E_t+γso+γmo+ γuo+△S₁+△S₂+△S₃
其中： ❶P是从林冠上部输入流域内总降水量，

P=P₁+P_d+P_s+i

式中 P₁为直落降水量； P_d为滴落降水量； P_s为树干基流量， 占1～5%; P_t+P_d称穿透雨量； P_t+Pd+Ps为林内净降水量，占60%～85%; i为林冠截留量，占10%～40%。
❷E_t是森林（包括地表）水流的总蒸散量。

E_t＝eg+ev+i

式中 eg为土壤表面物理蒸发； ev为林冠及林冠下植被的蒸腾量； i为林冠截留蒸发。
❸γso是从林地流出的地表径流量。
❹γmo是从林地的不饱和地层(土壤层至地下水之间的中间层，包括土壤层及母质层的部分)的中间流出量。
❺γuo是林地的饱和地层流出量（地下水流量）。
❻△S1是森林地上部分及其所占空间的水分贮留量的变动量， 一般可略去。
❼△S₂是不饱和地层中水分贮留量的变动量， 即土壤含水量的变化。
❽△S₃是饱和地层中水分贮留量的变动量， 即地下水量的变化。
据1958年苏联瓦尔达依水文研究所在面积为45公顷、冷杉林占优势的森林集水区内进行水量平衡测定所得的各项数值如表。
森林水分平衡中各分量数值与森林覆被率、森林的特性(结构， 林龄， 疏密度等)、土壤和母质 (土壤类型，结构， 机械组成和母岩构造)有关。同时还与降水状况(降水性质， 频率， 强度， 持续时间)和季节有关。径流量的大小， 一般取决于当地的降水量和降水强度。两者相关性甚为密切。

森林流域， 年内季节水分收支平衡表/mm

水 分 平衡 要 素		冬	春	夏	秋	年
收 入	Pt+Pd Ps i P	166 0 22 188	27 0 13 40	200 1 69 270	189 2 38 229	582 3 142 727
	γ=γso+γmo+γuo	0	90	14	48	152
支 出	eg i ev	5 22 0	18 13 30	93 69 170	18 38 16	134 142 216
	Et	27	61	332	72	492
	r+Et	27	151	346	120	644
贮存水变化	△S1 △S2 △S3 △W P-Et-r	140 52 -12 180 (161)	-140 -28 37 -131 (-111)	0 -46 -25 -71 (-76)	0 55 42 97 (109)	0 33 42 75 (83)
误 差	ε=△W-(P-Et-r)	19	-20	5	-12	-8

森林对江河具有调蓄水分的功能， 它能减少地表径流， 并把地表径流变为土内径流和地下径流， 以补充增加冷季河流的枯水流量。在洪水时期，森林可以减少河流洪水流量。森林覆被率的多少对河流年径流量、洪水流量和枯水流量都具有一定影响。

森林水分平衡water balance in forest

森林中水分收支的均衡关系。在一定时期内，降至森林区域内的降水量与地表流出的径流量以及森林蒸散耗损水量的代数和为零。闭合流域的森林水量平衡包括下列8个分量：
❶从林冠输入流域内总降水量P=直落降水量Pt+滴落降水量P_d(P_t+P_d称穿透雨量)+树干基流量P_s(P_t+P_d+P_s称林内净降水量，占60%～85%)+林冠截流量i(占10%～40%);
❷森林（包括地表）水流的总蒸散量E_t＝土壤表面物理蒸发e_g+林冠及林冠下植物蒸腾量e_v+林冠截留蒸发j_n;
❸林地流出的地表径流量r_so;
❹林地土壤层至地下水之间的地层中的流出水量r_mo;
❺林地地下水的流出量γ_uo;
❻森林地上部分及其所占空间的水分贮留量的变动量（一般可以忽略）ΔS₁ ;
❼土壤含水量变化ΔS₂ ;
❽地下水量的变化ΔS₃。因此，森林水量平衡方程可简写为：

P=E_t+r_so+r_mo+r_uo+ΔS₁ΔS₂+ΔS₃

森林水量平衡各分量值与森林覆被率、森林特性、土壤和母质有关，同时还与降水状况和季节有关。森林能减少地表径流，并将它变为土内径流和地下径流，以补充河流的枯水流量，起着调蓄水分的功能。

森林水分平衡

森林中水分收入与支出的等量关系。可用下式表示：
降水量=林冠截留量+地表蒸发量+地表径流量+吹雪量+存入土壤水分量+进入地下水流量+保持于森林植物体内水分量+森林总蒸腾量。