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文献分享:海南热带雨林研究(李意德)

前言

本篇主要分享了李意德老师发表的有关海南热带雨林对当地水文影响的文献。
以下内容仅为个人对文章的学习与理解,详情请阅读原文。

专有名词学习:

  • 截留损失:停留在与林冠的接触面上,最后蒸发掉的雨水量。
  • (树干)茎流:雨水经树叶、树枝并沿树干流入林地的过程。
  • 穿透雨:通过林冠空隙直接落入林地的雨水 以及 由树冠下层处形成、落入林地的水滴。
  • 林地净降雨:穿透雨与茎流之和。
  • 林冠截留量:空旷地降雨量与净降雨量之差。
  • 淋溶系数:穿透水含量/降水中含量。
  • 迁移系数:输出含量/输入含量。

热带山地次生雨林的水化学特征及其与降雨量关系的研究(1993)

实验区地质概况:土壤属砖红壤性黄壤,其母质基岩为伟晶花岗岩,主要成分为钾长石。

热带山地次生雨林区降雨的功能和化学性状

降雨是热带山地次生雨林生态系统化学物质的主要来源之一。尖峰岭热带山地次生雨林区,地处高温高湿多雨地,大气层雨水中溶解的与保留的以有机、无机微粒或者大气层中以“干沉降”形式的气雾及烟雾进入生态系统。此外,邻近集水区外的部分海洋水汽及集水区外围森林采伐后烧山的部分烟雾灰尘均溶解在雨水中。

该研究对降雨的水质进行测定发现,降雨各化学元素含量序列为:Ca>C>N>Mg>Si>P>Al>Mn;其中Ca、Mg、K来源为海洋水蒸气与烟尘;C、N来源于大气层;其他元素来源于溶解尘埃和有机物。

热带山地次生雨林区林层水的功能和化学性状

在山地次生雨林系统中,林地水体及土壤中的一些养分物质会受蒸腾作用而上升到林冠,同时也会被留在叶、枝、花、果及树体的各个部位,之后会因为淋溶或者落叶分解而进行再循环;林层也能有效地截获空气中的尘埃、烟、雾、花粉以及在风的作用下沉积在林层上面的化学物质。

植物各器官的化学物质体外分配:茎叶中的盐分会被淋洗;木质部汁液可以被根压由叶子的气孔和水孔压出;雨水中的氢离子可以经过角质层把叶内的金属阳离子交换出来。

(1)N:微生物会在高温高湿下持续活动,N的转化会持续进行,且易从老叶迁移到嫰叶中而易于雨水溶脱;

(2)P:以H2PO42-状态为植物吸收,在植物各组织中以果实、种子及活跃的分生组织含量最多,易从老叶迁移新叶和分生组织;

(3)K:植物活跃的生长区,特别是芽、嫩叶和根尖部位含量很多,在化学上移动性极强,水中极易溶解,极易从叶、枝、花、果上溶脱;

(4)Ca:老叶中的含量多于嫩叶,并以果胶钙形式永久固定于细胞壁的中胶层,不易移动与再分配;

(5)Mg:在种子内含量多,易移动且易溶脱;

降雨淋溶叶、树干面上的尘埃、盐分、有机物,同时可以溶解叶细胞的浸出物,穿透水和干流化学物质的输入,保障了林分对养分量的需求,并且淋溶出来的养分都是水溶性的,可被植物直接吸收,从而加速了次生雨林的生长。

热带山地次生雨林集水区地表和地下径流化学元素含量变化

地表及地下径流是化学物质损失的一个重要渠道。

(1)地表流损失:凋落物及动物尸体在高温高湿以及地表微生物活动下迅速分解,但释放出的养分不能直接移动到土壤或林木的根系;C、H、O、N大部分形成CO2、H2O、NH4及复杂的高分子腐殖质,植物分解过程中则可释放出SiO2和Al2O3

(2)地下径流损失:进入土壤中的水分经土壤剖面向下淋溶,热带山地次生雨林区由于高温高湿会引起强风化,会使SiO2、Ca、K、Mg淋失量较大,Al则呈氧化物/氢氧化物聚集在风化壳中;有机质被迅速分解,产生CO2,腐殖酸则会被大量雨水冲稀。

热带山地次生雨林集水区化学物质的迁移变化

养分可以被植物和微生物吸收和同化,有的传递到异养消费者,并通过呼吸、生物分解等过程得以再利用。

该研究对冠净淋溶、淋溶溪水、迁移系数和相当平衡进行计算发现,除Si和Ca为损失元素外,尽管山地次生雨林土壤的淋溶率高,但由于各种养分保存机理制约,如林分根系的生物量大,根在土壤表层或近于土壤表层的聚集,菌根、复杂的地下群落的维持,寿命长、抵抗力强的叶子,林分有较厚的树皮,土壤的迅速排水,以及可能存在的硅的代谢,降低了养分的损失。

热带山地次生雨林化学元素与降雨关系的研究

该研究将每次降雨量(x1),每次降雨至上次降雨的时间间隔(x2)、每次降雨的最大雨强(x3)、上次降雨量(x4)、每次降雨时间(x5)以及每次降雨后的总流量(x6)与各化学元素进行多元回归分析发现:

穿透水:降雨经林冠介面到达林地的穿透水的各元素量变化与降雨特征密切相关。根据该研究的回归分析,各元素量变化与林内穿透雨量、最大雨强和上次雨量成负偏关,与降雨间隔和降雨时间成正偏关。影响因素的机理主要在于林冠截获与植物体内元素的移动速率及其积累量,溶脱和离子交换的时间效应。

干流:其影响效应类同穿透水。特征是除冠淋溶外增加了枝干表面物的溶脱。热带山地次生雨林的干枝浓密,树体粗大皮厚,干流量大,冠淋溶的部分水经枝干汇聚于干底部,同时淋溶了枝干表面的化学物质。

集水区径流:径流是系统内物质经复杂的循环过程后输出系统外的。拟合检验得出元素在径流中的含量模式:N与降雨间隔成二次回归,K与上次雨量成直线回归,Ca与流量成幂回归,Al在径流中未表现出数量规律。

(拟合出的多元回归公式详情请见原文)。

热带山地次生雨林的水化学特征及其与降雨量关系的研究(原文链接)


热带山地次生雨林生态系统的水文学过程及养分动态(1994)

热带山地雨林更新林生态系统的水文学特征

受热带季风气候的影响,海南热带山地雨林生态系统具有高温、高湿、多雨,尤其是台风暴雨频繁、干湿季明显的特征,形成丰富的光、热、水资源。年降水量的一半多来源于台风暴雨。该研究记录了1989年-1991年3年间降水、林内雨和总径流的水文分量变化,分析发现:

(1)季节分配:降水、林内雨输入主要分配在5~10月份(雨季);降水量较少的11~4月为旱季;两个季节的冠层截留率均值分别为15.1%(雨季)和19.7%(旱季),旱季降水量少,强度小,林层较干,截留率高,雨季则相反;

(2)从径流与降雨峰值来看,月径流峰值(8月)滞后于降水峰值月(6月),反映出更新林生态系统的蓄贮水源、延缓洪峰的发生,尤其是对大暴雨及特大暴雨的雨季降水径流的滞后作用,具显著的水文效益。

热带山地雨林更新林生态系统的水化学特征

热带山地雨林区域的气候、地质生物群落和系统的发育水平,决定了养分源的大小、溶解物质和微粒物质的最小输出量及最大抗蚀力。

(1)大气降水输入热带山地雨林更新林系统的9种元素总量为111.03kg/(hm2·a);其中Ca元素占比例最大,为降水输入元素总量的51.1%,其次是C和N元素,为年降水输入总量的20.1%和12.5%,余下为Mg>K>Si>Al>P>Mn;

(2)林内雨,即到达林地的水量,包括穿透水和干流,这部分水中水化学元素是经林冠截留和淋溶综合作用后的结果。林内雨中元素年输入序列为:有机C>K>Ca>N>Mg>Si>Mn>Al>P;林层淋溶量序列为:有机C>K>Si>Mg>N>Mn>Al>P>Ca;穿透水与林地的状况构成水的来源面,树干流与树根周围的大空隙,决定了这部分水的运动以点源形式进入林地,因而干流水质元素更易被植物吸收。淋溶量的增加,无疑增加了林地化学物质的输入,特别是解决了林分从母质风化所得不到或量少的元素,如N、P元素等,从而加速植物的生长

(3)总径流化学物排出不仅受降水、林内雨、枯落水中元素相互作用的影响,而且受生物的吸收、淋溶作用和土壤离子交换以及母质风化水解等复杂化学反应过程的影响。年总径流输出元素的序列为:Si>Ca>有机C>K>N>Mg>Al>P>Mn;

(4)水化学元素的收支状况:Si径流输出量最高,但极易从风化中得到补充;其余8种水质元素年输入林地总量的78.1%被生态系统积累。

水化学元素贮存动态

雨季为贮蓄水量的主要季节,占年贮水量的94.8%,系统水化学元素N、P、K、Ca、Mg的贮量也主要集中在雨季。旱季水化学元素贮量月动态变化较突出,5种元素均在12、1、3月份从系统内亏损或者是贮量较少。其原因是降水量少的旱季,随降水的养分输入相对较少,而径流量相对降水量大,使养分随径流流失大于输入量。

热带山地次生雨林生态系统的水文学过程及养分动态(原文链接)


热带山地雨林林冠对降雨的影响分析(1995)

林冠对降雨再分配的水文生态意义与影响

由于林冠层对雨水的截持和缓冲, 减少了进入林地的水量,减小了降雨的动能和势能,从而起到了消弱洪峰流量、防止土壤侵蚀和涵养水源的生态功效。

该研究根据历史单次降雨的穿透量、树干茎流量和林冠截留量发现:

(1)穿透量、树干茎流量和林冠截留量跟降雨量呈线性相关

(2)随着降雨量级的增大,穿透雨量(率)、树干茎流量(率)和林冠截留量都明显增大,而林冠截留率明显减小;

(3)5mm以下的降雨几乎不产生茎流

(4)降雨特性(降雨量、降雨强度)影响雨量的分配,同时林冠特性(尤其是林冠的湿润程度)对降雨分配影响较大;

(5)穿透雨、树干茎流与雨强及林冠湿润度成正相关,而林冠截留与雨强及林冠湿润度成负相关;

(6)在雨季(5-10月),雨强、雨量和降雨频度大,林冠相对湿润,所以截留雨水的能力低;旱季(11-4月)月截留雨量不多,但截留率却较大。

林冠对降雨的化学影响

该研究采集了74次降雨过程的林外降雨、林内穿透雨和树干茎流水样进行化学分析发现:

(1)降雨中各养分含量的序列是:Ca>C>N>Si>Mg>K>Al>P>Mn;

(2)穿透水中的养分含量序列为:C>K>Ca>Si>N>Mg>Al>Mn>P;

(3)各养分的林冠淋溶序列为:Mn>C>K>Si>Al>Mg>P>N>Ca;

(4)降雨通过林冠后,各养分浓度都有所提高;该林地降雨呈弱酸性,通过林冠后,由于阳离子的交换作用使穿透水中的pH值升高,而树干茎流水中的pH值变小;

林冠对降雨势能的影响

如果没有阻挡物,降落的雨水接触地面时,势能会转变成冲击表土的动能,从而引起土壤侵蚀。如果有森林存在,就可以通过林冠截留部分雨水(截留损失),并将部分降雨转化为缓慢流动的茎流,从而减小动能带来的冲击;此外,以穿透雨形式落入地面的那部分雨水多数从林冠下层高处落下,其势能也大大受到消弱。

该研究用以下公式来计算截留、茎流、穿透雨势能减少量(J/m2):

穿穿

其中E、E、E穿分别为截留损失量、茎流量、穿透雨量kg/m2;(H-h)为林冠层平均厚度(m);H、h分别是平均树高和平均林冠下层高(m)

计算得出截留耗能占32.7%, 树干茎流消能占16.42%,林冠缓冲穿透雨耗能占50.79%。

热带山地雨林林冠对降雨的影响分析(原文链接)


海南岛热带山地雨林短期水量平衡及主要养分的地球化学循环研究(1996)

降雨输入及其分配

该研究根据1989年5月至1993年4月这4个完整水文年的观测分析发现,降雨输入及分配规律具有明显的季节变化。年降雨量的87.11%是在雨季 (5-10月),且雨季的雨强、雨量和降雨频度大,林冠相对湿润,所以截留雨水的能力低,截留率小;而旱季的情况恰恰相反,虽然月截留量不多,但截留率却较大。

径流输出及其分配

径流的年内季节分配极不均匀。雨季前的各月(如1月、4月)和雨季后的各月(如11月、12月)相比较,降雨量相差不大,而径流量后者远大于前者。

该研究还发现,最大6个月降雨量是在5-10月,但最大6个月径流量出现在6-11月,说明该森林集水区具有较好的延长径流流出时间以增加旱季流量的水源涵养功能。

水量收支平衡

公式: ,式中 为降雨量,为蒸散量,为径流量,为系统内的蓄水变化量(主要为土壤蓄水的变化),且因为多年的系统蓄水变化可视为零,即。计算可得蒸散量占降雨量的47.08%,径流量占降雨量的52.92%,径流中基流和快速径流分别占41.21%和11.71%。

主要养分的地球化学循环

在森林生态系统养分的地球化学循环过程中(不包括生物小循环),养分的输入主要是大气输入(干、湿沉降),而地质输入在短期内可视为零;养分的输出则是以径流形式来实现的。

该研究从4年中获取了81次降雨过程的雨水、林内穿透雨和树干径流水样,以及63个基流水样和17个快速径流水样,分析发现:

(1)如果不考虑林冠和树干的养分淋洗量,降雨输入-径流输出的净变化,除Ca、Mg外,其它营养养分的变化趋势与哈巴布鲁克(HabbardBrook)阔叶林积累期生态系统的净变化规律一致。

(2)由于该区域的似斑状花岗岩贫Ca,富K、Si的特点,使得径流地质输出中K、Si量大,尤其是Si。Ca的冠层淋溶为负值,这可能与植物的叶面吸收及林冠层中的苔鲜、附寄生植物吸收有关。

(3)当考虑淋溶量时,养分的输入-输出净变化,除Si外,都是输入大于输出,说明该森林生态系统处于良好的养分积累阶段。

海南岛热带山地雨林短期水量平衡及主要养分的地球化学循环研究(原文链接)


热带山地雨林生态系统水文化学循环规律的研究(1997)

热带山地雨林生态系统的水文循环

该研究根据自1989年5月以来,5个水文年热带山地雨林集水流域的降雨量、林内净降雨量和径流量的测定结果分析可得:

平均年降雨量的积累值 总径流量 年均蒸发量 冠层截留年均截留雨量
2668.3mm 1245.1mm(46.7%) 1423.2mm(53.3%) 373.6mm(15%)

冠层截留能力受其本身的结构及降雨特征的强烈影响,截留能力旱季显著高于雨季;降雨量、林内净降雨量均以6月份为高峰月,1月为两者的最小雨量月,总径流量洪峰月份出现在7月份,最小径流量月份出现在3月,反映出该系统具有延缓降雨径流的效益。

降雨化学物质的输入

化学元素年均总量 Ca C N K Si Al P Mn
103.35kg/hm2 53.28kg/hm2 20.74kg/hm2 13.05kg/hm2 3.60kg/hm2 3.44kg/hm2 0.71kg/hm2 0.36kg/hm2 0.10kg/hm2

大气中的各种化学物质被降雨溶解或携带进入系统,其受降雨季节特征显著制约,山地雨林集水区化学输入高峰期集中在雨季(5~10月份),但对于雨季高速生长的热带雨林,雨季水化学物的大量输入宜于植物生长对养分物质需求,利于降雨资源的有效利用。

热带林层的水化学调节效应

降水到达林地的水化学物一部分是通过林冠穿透水或树干茎流水的形式携带的,而冠层也截留了另一部分降水输入化学物质。

截留部分或被枝叶吸附,被滞后的降雨所淋溶进入林地;或被吸收亦或被蒸发至周围环境中。降雨时冠层淋溶、淋洗的化学量是生物循环中归还部分,会迅速为植物吸收利用,加速系统养分流循环速率。

其中,Mn、有机C、K的淋溶效应较高,分别为18.2倍、17.2倍、11.4倍。

热带山地雨林集水区水化学物的输出

热带山地雨林集水流域水化学输出主要是通过地下径流及降雨产生的快速径流,其次是地表径流

然而,在雨季暴雨(雨强在74.1mm/h)情况下,地表径流不会造成很大的化学损失。由快速径流和地下径流引起的化学物损失,其径流化学组分浓度含量较低,加之林下群落的有效贮滤,径流化学损失中仅以母质花岗岩的化学风化、水解输入系统的金属离子(Si、K、Ca元素)。且由于植物土壤中可溶性有机C含量较多,径流中有机C输出较多。

总径流化学物含量的月、季节变化可反映山地雨林更新林生态系统的贮存特性。雨季总径流以蓄满产生的快速径流相对旱季较多,快速径流多从土壤层中渗出,径流量大时,径流元素量从土壤剖面淋失于径流中为较多;反之则径流元素量多以风化释放于径流较多。

山地雨林系统径流量高峰月滞后于降雨量峰月,总径流化学流失量最大月份又滞后于其径流量洪峰月,具有有效的水文化学保存机制,限定了最小的流失效应。

热带山地雨林集水区水化学循环

Si、K、Al、有机C净变化为负值,为该集水流域水化学循环中的亏损元素,尤其是Si、K的系统亏损量较大,但就其母质、土壤来讲,这些元素的径流损失,会不断地从母质风化输入系统中得到补充。

主要营养元素净积累量较高,尤其是N、P这样母质风化过程中难以获取的元素。它们的积累为热带山地雨林系统的生物循环提供了重要的养分源。

由水化学循环过程中林冠层的净淋溶量统计,降雨各化学物经冠层淋溶,其净淋溶总量是降雨输入化学总量的4.11倍,降水经冠层的化学淋溶为增值效应,尤以有机 C、Mn、K、Si的淋溶增量为高,仅Ca的淋溶净量为负值,反映出冠层对该元素也有一定的吸附效应,致使出现负淋溶值。但总的来说,降雨时的林冠层化学淋溶增加了化学物的生物归还量,且淋溶元素均以水溶性,易于为植物吸收利用。

热带山地雨林生态系统水文化学循环规律的研究(原文链接)


热带山地雨林生态系统的水分生态效应——冠层淋溶、水化学贮滤(1998)

热带山地雨林降水化学输入

降水是该研究集水区相对丰富的水资源,在净化大气的同时,作为养分元素的携带者和溶解剂,吸收大气中所固有的各种化学成分、 浮游物以及尘粒,同时携带有海盐离子,以溶解态或以有机与无机的微粒输入森林生态系统,为系统重要的环境输入源,在其动态中起着重要的作用。

该研究将研究区1989~1992年对热带山地雨林集水区降水,以及携带养分元素经林冠层淋溶的水样分析结果,与半落叶季雨林和橡胶林生态系统进行了对比,发现实验区年降水量相对较高,各养分输入差别主要是雨量之差;净降雨量养分物质总量也是该研究集水区较高(约为2倍)。

降水中N、Ca的含量为该研究集水区最高;K、P元素含量则比其他两个区域低;Mg的含量高于半落叶季雨林区,低于橡胶林实验区,这主要是由于区域气候和海拔影响,降水量及养分元素浓度含量之差。

林冠层水化学淋溶的生态效应

林冠层的水化学淋溶效应:(1)大气颗粒物经气流传输至林层会被植物表面束缚、溶解或通过气孔被吸收,且这种溶解与吸收与植物表面的干湿相关;(2)降水对植物的淋失,即阳离子从植物内部的“自由空间”丧失。叶子表面阳离子的淋失包含着交换反应,即角质层的交换点上的阳离子与淋洗溶液中的氢离子交换。此外阳离子也会通过质流,直接从叶子中的运输流移入淋洗溶液。

该研究实验区频繁的降水扩大了淋溶淋洗发生的机率。从林内雨营养元素输入占降水输入的比例,即淋溶系数来分析,与半落叶季雨林和橡胶林对比可得:(1)K、Mg元素山地热带雨林最高;(2)N元素季雨林最高;(3)P、Ca元素橡胶林最高。

水化学淋溶的特征

雨季是降水及水化学物输入系统的集中季节,是降水淋溶林层产生效应最高的季节,雨季9种元素淋溶增量是相应年增量的77.6%。

这一特征的主要原因,是在5~10月份,大气层副高压影响、槽脊活动,气流活动加快,降雨和台风多发生,由此带来的暴雨侵入,降水频繁,森林植被表面基本上是经常潮湿的,密集的林层截获的大部分溶解气体物质及颗粒物为溶解或束缚的比例较大,植物被雨水淋失和淋洗的程度增高,植物体代谢速度加快,从而扩大了淋溶量(其中突出的是N、Ca、Mg、Si)。

元素的大量输入,对该森林群落的养分循环产生的效应是积极的,输入的水及营养物质可直接参与植物高生长期的代谢过程;以加速养分循环速率,满足植物高生长期的代谢需求,加速植物生长。

水化学淋溶的动态

降水是热带山地雨林生态系统水化学发生淋溶作用的主动力,而林冠层的枝、叶、干则构成淋溶作用的巨大介面,水体对植被枝叶干表面截获物的淋洗及对植被表面物质的溶解、离子交换等化学作用,产生的淋溶量大小与降水量及降水特征、植被表面结构特性等具有复杂的相关性。

该研究使用色关联动态模型来寻找水化学元素淋溶量与降水的关系。研究发现:降水对K元素淋溶增量增加作用最大,其次促进效应依次为 N>Si>Mg>P,降水对Ca元素淋溶产生抑制作用。

热带山地雨林生态系统的水文效应

降水通过热带山地雨林系统时,由于热带山地雨林更新林林冠层浓密,森林地被物中高浓度有机物和 土壤良好的渗透性,进入系统的水与活、死生物体及矿质土密切接触,元素组成发生一系列物理与化学变化。

茂密的热带山地雨林的林冠层及丰富的地被物层,有效地截持了水量,削弱了雨滴侵蚀土壤表面的能量和强度,尤其是强度大的暴雨;再则森林土壤渗透性能良好,蓄水性大,有效地疏导和延缓径流洪峰,最大限度的减少了水土流失。

林冠层的水化学物调节功能,以及聚集在热带林地表或近地表的生物量大的根系、菌根,丰富的地下群落维持、土壤的迅速排水、母质风化等作用,使水化学物迁移过程中有较高的贮存率,系统仅以Si、K、有机C和Al有相应的亏损,但又因为母质岩主要为钾长石,高温高湿土壤富铝化程度较高,极容易从风化释放中输入系统得到补充。

热带山地雨林生态系统的水分生态效应——冠层淋溶、水化学贮滤(原文链接)


尖峰岭热带山地雨林生态系统的水文生态效应(2000)

热带山地雨林生态系统的蓄养水源效应

根据1995~1996年降雨径流统计,5~9月份山地雨林生态系统的降水量输入高于输出912.4mm,相当于每公顷山地雨林生态系统蓄留水量9124m3,用于于森林植被的蒸腾蒸发等生理过程;从10月份至翌年2月份,山地雨林系统径流输出较输入高143.5mm水量,相当于每公顷山地雨林产出1435m3的水量。前者为山地雨林生态系统的延缓洪峰、蓄养水源效应,后者则为该系统有效地补充旱季枯水径流即补枯效应。3、4月份则降雨、径流相差为小,降雨略高于径流。热带山地雨林生态系统的延缓雨季洪峰、补充旱季枯水效应极为显著。

热带山地雨林生态系统对降水微量元素的影响

森林生态系统对降雨水质的影响主要表现在森林生态系统的结构、组成体系在水循环的地球化学过程中,对水体化学物质产生了有效的生物化学作用。

天然恢复林系统处在向原始林系统演替进展阶段,岩石风化及土壤的化学作用较强烈,对径流Ni、Mn和Fe元素的增加效应较强。而原始雨林生态系统的水化学循环过程中,降水经雨林生态系统后,水体的质量变得更为纯净,表现出净化机能。

热带山地雨林生态系统对雨水中Zn、Cd、氨氮、Pb、酚的输入流量有较高储留,对林区居民的水环境质量起到了净化效应,即山地雨林生态系统对水体中(属污染的)微量元素的质流量产生有效贮滤效应。各元素的贮滤强度为:Fe>Zn>Cd>氨氮>Pb>酚>Cu>As。对于Mn、Ni元素,则由于花岗岩母质在长期湿润条下的物理化学作用、酸性土壤的影响,径流输出量远高出降雨输入量,贮滤强度表现负值。

热带山地雨林生态系统对特大暴雨的水文效应

(1)该研究记录了1996年三次特大暴雨的降雨量和径流量,发现热带山地雨林系统对特大暴雨的有效蓄贮作用主要与前期雨量、暴雨历时、系统的蓄积水量程度、降雨强度密切相关。随着雨季降雨量的增加,山地雨林系统对暴雨的蓄养水源功能逐渐减小。

(2)该研究还测定了1996年首次大暴雨产流微量化学物时段含量,分析出山地雨林生态系统对大暴雨水质贮滤效应是显著的,尤其是对暴雨水循环中 Zn、Cd、Pb、Cu这些水体重金属(属污染物质)元素的贮滤净化效应,以生态系统自身的机能使水体达到净化。

热带山地雨林生态系统水文过程的保土保肥效应

尖峰岭热带山地雨林生态系统的蓄养水源、减少水土流失及水体富养化的效应,是山区经济发展和居民生活所依赖的主要环境生态功能。有效地减少径流携带泥沙输出及土壤养分的损失,对于土地退化以及流域水质富养化,都是极为重要的。

该研究对比了天然恢复的热带山地雨林和伐后人工更新杉木发现,有台风特大暴雨严重影响的年份,天然恢复的山地雨林系统每年每公顷泥沙流失量仅为皆代后人工恢复杉木幼林的1/2;无台风特大暴雨年份,山地雨林生态系统泥沙流失量为杉木幼林的1/3。

尖峰岭热带山地雨林生态系统的水文生态效应(原文链接)