干旱地区森林植被与水的相互关系及其调控

针对我国北方旱区日益突出的林水矛盾，选择宁夏固原、甘肃张掖、北京延庆等典型地区，采用野外定位观测与室内模拟相结合的方法开展了林水关系的深入研究。自2001年，完成单位执行了国家基金重点项目、973项目等多个课题的研究，结果概括如下。 1、主要技术内容 1）深入认识并耦合生态水文过程，为合理调控林水关系提供了理论基础 研究了典型植被的结构特征及其水文影响，确定了植被蒸散组成和径流量随年降水的变化，借助机理模型耦合了生态水文过程，提出了考虑树冠重叠从单株液流推算林分蒸腾等方法，加深了对林水关系的认识。 2）基于过程定量评价了造林减水作用及其空间差异 在坡面和小流域尺度上模拟分析了植被结构及其空间分布的径流影响，发现产流能力对植被类型变化敏感，草地转为森林时强烈减少径流 山坡下部森林消耗坡上流入水分是造林减少径流的重要机制之一 立地产流能力空间差异明显。 3）定量揭示了水分条件对植被恢复和生长的限制作用 用树木直径和高的年内生长揭示了水分对植被生长的限制，发现土壤水分是年内直径生长的关键因子，空气湿度和降水量对高生长的影响大于辐射和气温 阴坡乔木和高大灌木生长更多依赖土壤积累的上年降水，而阳坡的矮灌木和草地则主要依赖当年降水。 4）提出叶面积指数作为立地的植被承载力指标及其计算方法 基于叶面积指数是控制植被蒸散的关键指标和更具可比性，建议用其代替密度作为植被承载力的指标，并提出计算立地植被承载力的方法。 5）提出了林水关系的调控途径及调控技术 证明间伐林分不能有效降低植被蒸散耗水，根据立地承载力合理选择植被类型、充分利用小流域内不同立地的产流差别选择造林地点才是调控林水关系的有效途径。