森林为什么可以保护水土（森林涵养水源的巧妙科学方法）
森林为什么可以保护水土（森林涵养水源的巧妙科学方法）林地土壤由于存在大量的有机质，土壤结构良好，孔隙较多，也能贮存较多的水分。同时，还由于地被物覆盖在地面上，不但能减弱雨滴对地面的直接打击，而且使地表粗糙，能够滞蓄径流和泥沙。据试验测定，1千克枯枝落叶能吸收1.2~3.6千克雨水，腐殖质层的吸水量可达到本身重量的2~4倍。油松林地可使地表径流减少78.4%，泥沙流失量减少94%。林地枯枝落叶的饱和贮水量可达10~20毫米。另外，林内苔藓、地衣等活地被物结构疏松似海绵，也能吸收大量水分。1980年4月至9月，比相距只有20公里，没有大片林地的韦州，蒸发量减少112.6毫米，降水量增加了44.4毫米。（二）林地地面植物和枯枝落叶层吸水林地内杂草及枯枝落叶等地被物，由于具有结构疏松，通气良好的特性，能吸收大量的水分，枯枝落叶越多，吸水量就越多。山杨枯枝落叶的最大吸水量为本身重量的3.16倍，油松为2.21倍，刺槐为1.8倍。
一、森林涵养水源的巧妙科学方法（一）林木树冠能截留降雨
有森林的地方，当雨降落时，由于枝叶、树干和林下的灌木、草类截留了总降雨量的15%~40%，减少了降落地面的雨量，削弱了雨滴对地面直接的打击能力，这样就减少了土壤侵蚀，延缓了产生径流的过程，避免了水土流失。树冠截留雨水的多少，因树种、林木密度、降雨强度等因素的不同各有差别。据科研部门观测，云杉树能截留汛期总降雨量的40%，截留率最高；五年生刺槐树为30.1%，白桦树为23%，油松树为22.4%；海棠、山杨树分别为15%和13.1%。林冠截留雨水的作用叫空中蓄水。它截留的雨水在雨后很快蒸发，增加大气湿度，为森林增加雨量创造条件。
森林能够调节小气候，增加雨量。一般说来，大范围降雨量的多少，要受大气环流的影响，但具体说来，一个地方的降雨量，在很大程度上要看空气中水蒸气的多少。据测算，树木在生长过程中所蒸腾水分，是树木本身重量的300~400倍。1株中等大小的榆树，夏季一天至少要蒸腾100千克左右的水分。1亩阔叶林一个夏季能蒸腾160吨的水分。一般森林上空的空气湿度，比农田上空高5%~10%，有时高达20%。
水分的蒸发要吸收大量的热，温度相应就降低。湿度的增加和温度的降低，水蒸气就容易凝结成云而致雨。据资料记载，同心县下马关乡的刘家滩原来是气候干旱、风沙灾害频繁的一个地方，从1957年开始营造农田防护林23500亩，刘家滩初步形成杨、榆、沙枣、沙柳疏透结构的防护林体系。这样，刘家滩的区域性气候有了较显著的变化。
1980年4月至9月，比相距只有20公里，没有大片林地的韦州，蒸发量减少112.6毫米，降水量增加了44.4毫米。
（二）林地地面植物和枯枝落叶层吸水
林地内杂草及枯枝落叶等地被物，由于具有结构疏松，通气良好的特性，能吸收大量的水分，枯枝落叶越多，吸水量就越多。山杨枯枝落叶的最大吸水量为本身重量的3.16倍，油松为2.21倍，刺槐为1.8倍。
林地枯枝落叶的饱和贮水量可达10~20毫米。另外，林内苔藓、地衣等活地被物结构疏松似海绵，也能吸收大量水分。
林地土壤由于存在大量的有机质，土壤结构良好，孔隙较多，也能贮存较多的水分。同时，还由于地被物覆盖在地面上，不但能减弱雨滴对地面的直接打击，而且使地表粗糙，能够滞蓄径流和泥沙。据试验测定，1千克枯枝落叶能吸收1.2~3.6千克雨水，腐殖质层的吸水量可达到本身重量的2~4倍。油松林地可使地表径流减少78.4%，泥沙流失量减少94%。
（三）林地的透水性强，
能渗透存蓄大量水分地表径流量的大小和土壤透水性有密切的关系。不同土地类别由于土壤结构不一样，它的透水性也有差别。森林有改良土壤结构的作用，林地一般有良好的土壤结构，给水分渗透创造了有利条件。所以林地的透水性比农地、荒地、草地都大。从不同植被类型的坡面径流观测资料来看：灌木林地平均初渗量（产生径流前的雨量）为20.6毫米，山杨林地为10.1毫米，油松林地为7毫米，草坡为3.17毫米，农田为2.5毫米。
这就是说灌木林地、山杨林地、油松林地和草坡的初渗量分别为农田的8倍、4倍、2.7倍和1.26倍。一般情况下，森林可使降雨量的50%~80%渗入土壤，可涵养河川平时流量的70%。因此，每亩林地能比无林地多蓄水20立方米，5万亩森林所蓄的雨水，就相当于一座100万立方米的水库。渗入地下的雨水，变为地下潜流，经过几十天到几个月才能流入江河。所以群众说的“山上多栽树，等于修水库，雨多它能吞，天早它能吐”是有科学道理的。
另外，森林内各种植物的根系，盘结交错，也有固土的本领，即使雨滴较大，降雨时间较长，产生的地表径流也不容易把土壤冲走。由以上可以看出，森林由于树冠截留、地被物吸水和林地透水作用，大大减少了地表径流量，削弱了雨水冲刷，滞蓄了洪水，保持水土的效果十分显著。而破坏森林、草坡，就可能把无灾变成有灾，小灾变成大灾。
据资料记载，1975年8月5日一场暴雨，贺兰山大武口沟流域，因无森林涵养水源，24小时降雨79.9毫米，洪峰达到1330立方米/秒，冲毁农田1.9万亩，冲塌房屋1200间，淹死大小牲畜560头，以及多处公路、输电、电话线路被冲毁。而贺兰山苏峪口沟流域，因为有30万亩森林，森林覆盖率达42.2%，虽然24小时降雨154.4毫米，但洪水下泄量不大，没有造成沿山地区农牧业的损失。
实践证明，森林是水的调节者，它可以压低洪峰，减免洪水灾害；可以涵养水源，使清水长年畅流。
在河流渠道两侧植树，还能够保护河岸、减轻渠沟冲刷和防止倒塌，对降低渠道渗漏，减少渠道水面蒸发，也具有明显的作用。据宁夏贺兰县林业站等单位观测，有林带比无林带的渠道，水面蒸发量可减少55%。
二、森林能够防风固沙，促使农业增产增效
在西北风沙地区有这样的说法：“寸草挡丈风”，“要想风沙住，多种草灌树”。那么，树草是怎样挡风的呢？当风吹来，经过多行树木的护田林带的阻挡，一部分气流从树梢上绕了过去，另一部分气流透过枝叶时，被交叉的枝叶左拦右挡，被分割成许多方向不同的小股气流，风力又互相抵消了不少，余下的风势因受树木阻挡上升到树冠以上越带而过，在改变行进方向时，也失去一部分风力；这两股风在林带后汇合，因为方向和速度不同，相互引起摩擦，又再次消耗一部分能量。因此，林带后面的风速就缓慢。离开林带越远，风力正要逐渐恢复时，又遇到第二条林带树木的阻滞。这样，凡是有林带保护的农田，由于风力的减弱，就消除了风沙灾害威胁。如中卫县灌区农田林网能降低风速40%~50%贺兰县在四天小麦“青干”灾期林网内比林网外风速平均减弱59.6%。
春季，广阔的田野经过冬去春来的逐日融冻，质地松散，如果没有护田林，大风刮来，往往吹走细肥表土，或卷起粗细沙粒于高空，落下后，淹没农田，填平沟渠，阻塞道路；刚播下的农作物种子也会被一起吹走，即使是出土的禾苗也不能幸免，有时甚至几次播种也不能保苗。
从各地观测的结果来看，一条10米高的林带，在背风面的150米以内，风速平均降低50%以上，在250米以内，降低30%以上。风力小了，就吹不动沙土和种子，也不会打坏幼苗和刮倒、刮断庄稼。
有护田林，既可以适时春播获得全苗，又能依靠林带的增温作用，延长无霜期，使作物提前返青。据观测，固原三营林带长成后，风速一般减到起沙风的风速（5米/秒）以下。林带基本控制了风沙危害，结束了过去每年重播损失籽种75000千克，遭风沙灾减产500000千克，
20%的沙地无法耕种的局面。再如1982年4月27日的大沙暴，贺兰县金山乡数百亩麦田被流沙淹没，而林带庇护下的良田却安然无恙。护田林不但能起到防风、增温的作用，还有提高空气湿度、增强抗旱能力和防止土壤盐渍化的功能。在护田林减弱风速的作用下，除了直接减少土壤水分蒸发和作物水分无效蒸腾外，树木还不断通过叶面蒸腾的生物排水作用，向空中散发水分。因此，林网间的田面空气经常保持的湿度，要比空旷地高出10%~30%；而且林网还像帐幕一样，控制着湿润空气，不易被吹走。
这些湿润空气，在春早严重地区，有利于提高作物抗早能力，减少土壤因水分过量蒸发引起的返碱。据测定：在灌区林网内土壤蒸发量约可减少6%~30%，使相当于树高5～7倍的距离内地下水位下降10~20厘米，耕作层含盐量下降30%~50%。
夏季正是农作物开花、孕穗和逐渐成熟的关键时期，微风可以给作物传播花粉，但是大风又可造成作物倒伏、落花、落果，特别是常常有干热风为害。宁夏引黄灌区每年有数万亩小麦，常遭受不同程度的干热风危害，促使小麦早熟、迫熟。因此而造成的枇粒使产量约减少5%~10%，严重时达15%。如1979年由于低温和“青干”两害的发生，贺兰全县小麦总产比1978年减产7.5%，亩产减少10.3%。而林网完整的金星村2385亩小麦，总产比1978年增产12.5%，平均每亩增产7.4%。干早、风沙严重地区的同心县下马关，由于林带的保护，小麦增产10.1%~20.4%；糜子增产20.6%~66.8%。农作物生长的好坏，还取决于同化作用的强弱。植物同化作用主要是吸收低层空气里的二氧化碳，转化成自身的组成组织并储存能量。可是大风往往把低层空气里的二氧化碳吹向高空，使同化作用受阻。据科研部门观测，当风速达到10米/秒时，农作物同化作用会降低到无风时的1/20。有了防风林，大风受到阻挡，庄稼的同化作用加强了，便达到了增产的效果。
夏秋之交，一般进入雨季，在坡耕地上，雨水常常冲走肥沃表土和可溶性肥料。如果沿斜坡等高水平方向种植乔、灌木林带或草带，林下的一层枯枝落叶，可拦蓄上部坡耕地的大部径流，其中一部分渗入土壤转化为地下水，一部分慢慢从林下渗向附近农田。这样，既可以使下部农田免受冲刷，又能在无雨时保摘抗早。如在5度的坡地上有一条11米宽的林带，可以拦蓄来自带上50米范围内径流量的60%，还兼有减免风害和霜冻灾害的作用。
秋天，是农作物的收获季节。秋收后，田间积集的农作物和林木的残秆落叶，在护田林的庇护下，可均匀散布田面而不致被风吹走，经过翻耕入土后，会成为很好的肥料。
冬季，农田林网可使降雪均匀地散布田里，既可为越冬作物保温，又可使秋耕休闲地得到雪水的滋润，以较好的摘情迎接春耕春播。由于农田林网在降低风速、提高空气相对湿度、冬季增温、夏季降温、保持水土、增强作物同化作用和防止土壤盐渍化等方面的综合效益，有利于农田的高产稳产。据在“三北”广大地区的统计，在农田林网保护下，一般使小麦增产15%~20%，大豆增产20%，玉米增产13%，高梁增产15%，原来风害严重地区，增产幅度更大。在灌区观测：林网内的小麦比无林区的早萌动2~3天，出土提早3~5天，分集早4~8天，扬花早1~2天，成熟期迟2~4天。这样，小麦生长期延长了5~10天，产量提高23.8%。
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