森林是如何保持水土、涵养水源的？

森林保持水土、涵养水源的作用层次主要是林冠和林下植被层（灌木和草本植物）、枯枝落叶层、根系土壤层，通过这三个层次对降水进行调节，并提高土壤的抗蚀抗冲性能。

01林冠和林下植被层

①植被截留

林冠和林下植被层就像一把伞，削减了雨滴势，也拦截了部分降水。植物截留量可视为两部分组成，其一，降水过程中从枝叶表面蒸发的水量；其二，降水终止时枝叶上存留的水量，这部分最终也消耗于蒸发。

截留后，阻止了雨滴击溅表土，避免了土壤颗粒被击碎；另一方面，大大减少了落到地面的降雨量，从而减少了地表径流量，也从而减少了土壤侵蚀量。

林冠越低，郁闭度越大，林下植被越茂密，这个作用就越强。在中纬度条件下，一个基本郁闭的森林生态系统，大约可截留当年降水量的15%—30%。其中乔木冠层对降水有较强的截持能力。

同时，林冠可减少太阳短波辐射，降低风速和气温，减小林地空气饱和水气压差等，从而降低土壤水分蒸发量。

02枯枝落叶层

①截蓄降水

当林冠和林下植被层的承雨能力达到饱和后，从树冠和植冠上落下的水滴对地面土壤具有更大的冲击力。此时森林的枯落物所形成的枯枝落叶层就构成了第二道屏障。

森林每年产生的枯落物很多，其中数量最多、作用最大的是乔木树种的叶子，约占60%—80%。与林冠层相比，枯枝落叶层覆盖在地面，防止雨滴击溅土壤的效果更为明显。这些枯落物具有很大的孔隙度，可以吸收和渗透降水，具有很强的水源涵养性能，最大持水率均在136.56%以上，最大持水量在9.32t/hm²以上。

②改善土壤性质

枯枝落叶层腐烂后，形成腐殖质和有机质，参与土壤团粒结构的形成，特别是还能组合粗粒土壤和增加粘重土壤的孔隙度，使前者持水量增加，使后者易于通气透水，促进雨水的迅速下渗，从而减少了地表径流对土壤的冲刷。

③阻延径流，防洪减灾

当降水强度超过林冠截留和森林枯落物与土壤的临界持水能力时，就会产生坡面径流。由于枯枝落叶层的存在，径流在其中的流动速度因受阻而减缓。

另外，枯枝落叶层自身抵抗水流冲刷的能力，以及通过影响林地土壤结构和植物根系含量，均能增强土壤的抗冲效应。在坡度为25°，冲刷流量达到常见暴雨雨强，对覆盖有不同枯落物厚度的林地土壤进行抗冲刷试验的结果表明，覆盖有1cm厚枯落物时，可减少土壤冲刷量47.1％—89.8％，覆盖2cm时即可基本或完全防止冲刷发生。由于径流不能在短时间内过量集中，因而能减免土壤侵蚀、 洪灾和地质灾害的发生。

④抑制土壤蒸发

林下土壤表面覆盖枯落物后，阻碍了土壤表面蒸发水分，土壤蒸发量减少。

综上，枯枝落叶层是森林保持水土、 涵养水源的核心层次，保持枯枝落叶层不被破坏，对防止水土流失具有决定性的意义。

03根系土壤层

①固土护坡

植物根系对土壤抗冲性能具有明显的增强作用，且随根密度的增加而增强，但根的密度达到60—80个以后，强化作用趋于最大。乔木树种树体坚挺，根系深广，有很强的固土和阻挡作用。

②涵蓄降水

在土层厚度一定时，林地的水源涵养性能主要取决于土壤的孔隙特性，孔隙度尤其是非毛管孔隙大的土壤，入渗性能强，从而减小地表径流。

由于森林的枯枝落叶层对土壤的改良和林木根系对土壤结构的改良(穿插切割、细根死亡、根系分泌物)等，林地表层和深层土壤的孔隙度，特别是非毛管孔隙度均较高，因此具有很强的蓄水保水能力。

土壤层含蓄的这部分水，在较长时间内能作为渗流补给河流、水库，增加河流枯水期流量。因此说植被有“削峰补枯”的效益。

【参考文献】

[1]李传文.森林保持水土涵养水源的效应及评价[J].山西水土保持科技,2006(02):1-3.

[2]张萍,曾信波.植被蓄水保土功能研究[J].山地农业生物学报,1999(05):300-304.

【地理试题中的森林】

（2018年新课标全国卷Ⅱ）地处黄土高原的汾川河流域多年来植被覆盖率大幅度提高。2013年7月，汾川河流域降水异常增多，表1为当月6次降水过程的时长、降水量和汾川河洪峰情况。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水含沙量极高。据此完成1—3题。表1

降水序号	降水历时（天）	降水量/mm	汾川河洪峰情况
1	2	53．0	无明显洪峰
2	4	80．3	无明显洪峰
3	5	100．1	无明显洪峰
4	2	73．2	无明显洪峰
5	2	90．7	洪峰流量346m3/s
6	2	54．4	洪峰流量1750m3/s

1.汾川河流域植被覆盖率大幅度提高能够

A.减小降水变率   B．减少河水含沙量

C.增加降水量       D．加大河流径流量

2.第5次降水产生洪峰的原因是此次降水

①历时长  ②强度大  ③下渗少  ④植被截流少

A．①②      B．②③     C．③④      D．①④

3.第6次降水产生的洪水含沙量极高，其泥沙主要源于

A．河床           B．沟谷

C．裸露坡面    D．植被覆盖坡面

【答案】1.B    2.B     3.D

【解析】

1.我国降水变率的大小与植被覆盖率无关，A项错误；植被覆盖率高，保持水土能力强，可以减少河水含沙量，B项正确；植被覆盖率提高能够提高区域降水量，但提高幅度不大，C项错误；植被覆盖率高，涵养水源能力高，河流径流量会有所减小，D项错误。

2.第5次只有两天，历时不长，①错；第5次降水，时间较短，但降水量在几次降水中接近降水最多的第3次，降水强度大，②对；前面连续的几次降水，导致地下水含量增加，达到饱和，大量降水以地表径流形势汇入河流，形成洪峰，③对；植被对径流汇聚的作用每次降水都相同，④错。B项正确，A、C、D项错误。

3.河流形成洪峰冲刷河床和沟谷的泥沙，能够提高河流含沙量。第5次降水形成洪峰，但含沙量小，说明河床和沟谷的含沙量较小，A、B项错误。裸露坡面植被覆盖率低，每次降水都会出现水土流失，导致河流含沙量增大，前5次降水河流含沙量都比较小，说明该流域裸露坡面少，C项错误；经过连续的多次降水，形成的坡面径流将植被覆盖坡面植株之间的堆积物冲走，导致土壤裸露，第6次降水形成的坡面径流冲刷这些土壤，引起水土流失，增加河流的含沙量，故D选项正确。

蓄水能力是评价土壤水源涵养、调节水循环能力的主要指标之一。林地土壤蓄洪作用主要反映在毛管孔隙水的贮存能力上。土壤持水量饱和后会产生地表和地下径流。表1为四川盆地东部海拔350米～951米某山不同林地土壤孔隙度和持水性资料。据此完成4—6题。

林地类型	孔隙度(%)			有机质含量（%)	饱和持水量 （吨公顷）
	总孔隙	非毛管孔	毛管孔
针阔混交林	59	17	45	4.62	503
常绿阔叶林	63	16	47	3.18	648
楠竹林	52	12	40	2.08	312
灌木林	73	17	56	7.79	1833

4.最不适合该山地作为水土保持林的林地类型是

A.针阔混交林    B.楠竹林   C.常绿阔叶林    D.灌木林

5.不考虑其他因素，在相同降水条件和相同前期土壤湿度条件下，产生径流时间最长的是

A.针阔混交林    B.楠竹林   C.常绿阔叶林    D.灌木林

6.当地灌木林有机质含量高，与其关联度最小的是

A.植物种类多    B.枯枝落叶多

C.地表径流大    D.年均温较高

答案：4.B   5.D  6.C

解析：

4.从材料可知：林地土壤蓄洪作用主要反映在毛管孔隙水的贮存能力上，表中数据显示楠竹林毛管孔隙水数字40最小，因此楠竹林的蓄洪能力最差；

5.材料可知：土壤持水量饱和后会产生地表和地下径流，表中数据显示灌木林的饱和持水量1833吨公顷最大，所以从降水到产生地表径流间隔的时间最长；

6.从材料给的信息我们得知该地位于四川低海拔山区，因此灌木林的植物的种类和枯枝落叶数量多，年平均气温高不利于有机质的积累，加上灌木林的蓄洪能力强且饱和持水量大所以地表径流小。

下图表示黄土高原地区降水、植被与侵蚀之间的关系。完成7—8题。

7.降雨侵蚀力急剧增大，而森林的水土保持作用仍较小的年降水量范围是

A．300mm—450mm   B．300mm—530mm

C．450mm—530mm   D．≥450mm

8.关于该地区降水、植被与侵蚀之间关系的叙述，正确的是

A．降雨侵蚀力随着森林的覆盖率提高而变强

B．年降雨量超过 450mm 后，森林对水土保持作用明显增加

C．森林的覆盖率决定降雨侵蚀力的大小

D．当年降雨量超过 300mm 后树木才迅速生长

【答案】7.A  8.B

【解析】

7.读图，根据图中曲线判断，在降水量300mm以下时，降雨侵蚀力和森林覆盖率关系稳定。降雨量大于450mm时，二者关系也稳定。在降水量300mm—450mm之间时，降雨侵蚀力迅速增加，森林覆盖率稳定，森林的水土保持作用仍较小，A对。故本题选择A。

8.降雨侵蚀力是伴随森林的覆盖率提高而减弱，A错。年降水量超过 450mm后，森林对水土保持作用明显增加，B对。森林的覆盖率影响降雨侵蚀力的大小，不是决定，C错。当年降水量超过 450mm后树木才迅速生长，覆盖率迅速提高，D错。故本题选择B。

9.阅读图文资料，完成下列问题。

原产澳大利亚东北部热带雨林中的几种高大桉树，主根深扎地下，能大量吸收地下水。这几种桉树适应性强，生长迅速，3～5年即可成材，统称“速生桉”。我国西南地区某地引种速生桉作为造纸原料。下图中a、b分别示意该地速生桉种植前、后的变化。

(1)读图a，分析当地沼泽获得稳定水源的原因及过程。

(2)读图b，分析种植速生桉后当地其他植被的变化及原因。

(3)简述我国西南地区引种速生桉发展造纸业的理由。

(4)就降水条件简述我国西南地区不适宜大面积种植速生桉的原因。

【参考答案】

(1)原因：山坡上的天然次生林和灌丛能涵养水源。

过程：截留大气降水，减缓地表径流，增加雨水下渗，(在山地形成水分蓄积地带，)(通过地表径流和地下水)为沼泽提供稳定的水源。

(2)植被变化：天然次生林和灌丛退化；沼泽萎缩。

原因：速生桉大量消耗地下水，地下水水位下降。

(3)速生桉适应性强，成材快，是良好的造纸原料。发展造纸业能增加就业，创造产值，带动相关产业发展。

(4)(我国西南地区属亚热带、热带季风气候，)年降水量低于热带雨林区；(有旱、雨季之分，)旱季时间较长，降水较少。

10.阅读材料，完成下列各题。

材料一  东南亚是世界上最大的天然橡胶生产地，云南西双版纳是我国最适宜的橡胶造林区。

材料二  在水汽充足、微风及大气层稳定的情况下，如果接近地面的空气冷却至某程度时，空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使近地面水平能见度下降，这种天气现象称为雾。云南西双版纳的原始森林砍伐后种橡胶林，导致当地雾日比以往减少很多。

材料三  图1为2010年西双版纳天然橡胶种植面积变化图，图2为原始森林和橡胶林的结构图。

（1）试推测西双版纳的气候特点。

（2）西双版纳原始森林砍伐后种橡胶林，导致雾日比以往减少很多，简析该地雾日减少的原因。

（3）该地原始森林砍伐后种橡胶林，导致土地生产力下降，简析其原因。

（4）说明该地天然橡胶种植面积变化的主要社会经济原因。

【答案】

（1）全年高温；明显地分为旱雨两季，降水丰沛。

（2）原始森林砍伐后种橡胶林，群落结构单一，地表植被覆盖率降低；林间空间增大，风力增强；植物蒸腾作用减弱，水汽变少；地面获得的太阳辐射增加，温度升高，水汽不易凝结。

（3）地表植被覆盖率下降，雨季淋溶作用增强，土壤养分流失较快；枯枝落叶减少，为土壤提供的有机质减少；地面径流增加，水土流失加剧；农业化肥的施用，土壤受到污染。

（4）天然橡胶种植技术水平的提高；天然橡胶的市场需求增加；单位面积产值高，经济效益较高；政策支持。

11.（2017全国II卷）我国南方红壤丘陵地区因受人为干扰，地表植被遭到破坏，土壤侵蚀严重，出现“红色荒漠”（图8）。为治理这一环境问题，20世纪80年代，当地采用人工种植松树和自然恢复等方式造林育林，形成了不同的植被景观。

图8

分析自然恢复的次生林比人工松林防止水土流失效果更好的原因。

答案：

天然次生林与当地的自然环境协调更好，植被种类多（丰富），密度大，覆盖率高，生态结构好，拦截径流和保护土壤的效果好。人工松林的结构单一，比较稀疏，扎入土层较浅，拦截径流和保护土壤的效果较差。