水土流失地區經人工控制（水土保持林業措施）的土地經濟系統和土地自然系統間耦合構成土地經濟系統，如何使這個複雜系統的結構合理，水土流失處於正常侵蝕範圍之內，經濟效益最佳，執行高效，是多年來林業工作者研究的重大課題之一。林業措施不僅是技術和社會經濟問題，而且是發展經濟與充分發揮土地的生產潛力和環境保護的生態經濟問題。通過林業措施使相對穩定的土地生態經濟系統，在一定範圍內，可使它對外界的干擾、破壞，有一定的自我調節能力，因而在一定的情況下能保持相對的平衡，持續發展。
第一節水土保持林的水文效益
水不僅是生命存在和延續的先決條件，而且是全球與區域性氣候狀況的重要決定因素。隨著人類文明的發展，人們對水的用途要求越來越高，用量越來越大，例如我國目前的全國年總需水量在二十世紀80年代4400億m3的基礎上增加到了6800億m3，即增加50％以上。當前，在第三世界的一些國家中乾旱、半乾旱地區，水資源的短缺已成為工農業發展的嚴重障礙。
但是，由於水的性質所決定，它不僅對人類的生活帶來方便，而且有時造成不便甚至對人類生命財產造成嚴重威脅，據估計，地球大陸上的總降水量約11.9萬km3。這些水一部分以水蒸氣的形式返回大氣；面另一部分則變成地表徑流。
由於這些降水在時間和空間上分配的不均勻性，過量的地表徑正常常超出正常的河槽，形成洪水而淹沒平地，破壞農田與城鎮，引起重大**事故，造成毀滅性的災害。另一面。當高空的水蒸氣以雨滴的形式下降時，雨滴的動能又可使土壤顆粒崩解，形成結皮，迅速降低地表土壤的入滲能力，引起坡面侵蝕，並增加洪水量，引起溝道、河流侵蝕，甚至引起泥石流暴發，誘導滑坡等重力侵蝕，被衝入河流的礦物質和有機質沉積，可造成河床、湖泊、水庫的淤積，降低其調洪能力，並使水質受到汙染，成倍地增加洪水所造成的損失。
一方面是水資源的嚴重匱乏，另一方面是大量降雨所造成的破壞。在長期的生產實踐和科學研究中，人們不僅認識到了修建水利工程可以解決水資源不平衡的矛盾，而且也認識到了陸地森林的巨大調節作用。地球上現有約40億ha的森林正在保護著地球上的主要江河的安全。
森林對水資源的這種調節作用即所謂的「涵養水源，保持水土幹「的作用。又稱森林水庫的作用。
水土保持林與的關係其實質是水土保持林的水量平衡，即水土保持林對各水量平衡要素的影響。由於這種影受氣候、地形、土壤、地質等多方面的影響，因此，在綜合評價中如何區分出水土保持林的作用是極為重要的。總的來說，水土保持林對涵養水源，保持水土，調節徑流，防止洪水，改造區域性地區水文迴圈，調節區域性氣候等都起到了一定的作用，也就是說與原無林地相比水量平衡發生了較大的變化。
一、水土保持林對降雨的再分配作用
在有林流域中，當降雨到達林冠層上時，從林冠層向下運動的過程中就要被重新分配，總的趨勢是到達林地上土壤表面的降雨有所減少。其中相當的一部分降雨要被林冠層（喬木、下木、灌木和活地被物）和桔枝落葉層我留，通過蒸發返回大氣中去，對林地土壤來說成為無效降雨。但是這種林冠或枯校落葉濕潤條件下的蒸發又可以增加大氣濕度從而抑制林木的蒸騰和地表土壤的蒸發，使進人土壤的水分有充足的時間在土內重新分配，而後更有效地供給林木及其它植物的蒸騰需要。
同時這種從林冠至地面上對降雨的再分配作用，對降雨的雨滴動能可以起到一定的消耗作用，即減少或消滅雨滴對土壤的分散力、防止地表土壤被侵蝕。
大氣降水落到水土保持林表面時，首先被林冠層截留（這裡的林冠層泛指所有森林植物地上部分）引起降水的第一次分配。然後，當降水量足夠大時，一部分降水到達枯枝落葉層引起降雨的第二次再分解，這種再分配持續的時間和各層所能容納的降水量，與它們的數量、性質和降雨特性有關。對於林冠層來說，與當時的氣象條件如降水量、降水強度、風速等和林冠的特徵如鬱閉度、林冠乾燥度、林冠特徵、林齡等因子有關。
對於枯枝落葉層來說，還主要與枯枝落葉層的數量、性質、分布及乾燥程度有關。
（一）林冠層對降水的截留作用
所謂林冠截留作用，是指降水到達林冠層時，有一部分被林冠層枝葉和樹幹所臨時容納，而後又蒸發返回大氣中去的作用。在降雨過移中的某一時段內，；在該時段內林冠截留量與林外降水量之比稱為林冠截留率、或簡稱為截留率。同時，在大氣降水過程中還有一部分雨量從林冠枝葉體轉到樹幹流入地表形成樹幹徑流，稱為於流量。
林外降雨量與林冠截留量和幹流量的差就形成了林內降雨量。。其中前者的雨滴動能不受林冠截留作用的影響，而後者則要受林冠截留作用的影響。
1．林冠特性與截留量
林冠之所以對降水有一定的截留作用，是由林冠校時特性和水分的物理性質所決定的。雨滴作為一種液體具有一定的粘滯力，當其浸潤枝葉體表面時形成上層水膜，並在葉緣形成水滴，從而產生一定的表面張力。同時，雨滴又具有一定的重量。
因此，當降雨的雨滴落到林木的枝時中等樹體表面後，在表面張力與重力的均衡作用下被吸附著。這樣，林冠截留量的大小就由林冠所能產生的這種總的表面張力的大小所決定，二是降雨量增加到一定量時，表面張力之間就會失去平衡，其中一部分雨滴就會自然的下滴，產生冠滴下雨，或由於風加大了重力的作用也會產生冠滴下雨。當降水量達到某一值之後，降水量增加，林冠截留量不會再增加，達到它的極限值，即所謂的林冠飽和截留量，也稱林冠貯水容量。
對林冠截留量影響較大的因子有：
第一、 樹種；
第二、 樹冠結構；
第三、 林冠鬱閉度；
第四、 林冠的濕潤狀況。
據單株（叢）觀測結果，一般規律是，針葉樹的枝葉茂密，層次多，樹枝水平或輪狀重疊排列，枝葉面積大，截留量較大；闊葉樹的情況則相反；硬質闊葉樹比軟闊葉樹的截留量更小；灌木的截留量則居於針葉樹和闊葉樹之間。
2.降雨量、降雨性質與林冠截留量
林冠截留量的大小受降雨量、降雨性質的影響很大。一般來說，降雨量大，截留量也大，但並非直線關係。當降雨量較小，截留量隨降雨量的增加而增加，相應截留率也隨降雨量的增加而增加，直至林冠截留達到飽和，這時，降雨量增加截留量則不再增加而截留率相對減小。
降雨強度對截留量的影響有時甚至超過了降雨量的影響。當降雨強度較小時，、儷觸直徑也比較小，雨滴的動能也比較小，降雨對林冠枝葉體表面的打擊力也較小、；雨滴在表面張力的作用下很容易被林冠所截留；而當降雨強度比較大時，儷衍動能也比較大，對林冠枝葉體表面的打擊力也比較大，枝葉體的晃動幅度也比較大，這樣就加大了夏力的作用使林冠截留量減小。另一方面，降雨強度比較小但歷時比較長，或者問歇性降雨、截留降
小雨不僅能均勻濕潤枝葉體表面，而且它蒸發到大氣中的時間也比較長，因而截留量也大。一般來說，林冠截留量與降雨量成反比關係，即隨降雨強度增加，截留量減小。
對於歷時較長的降雨，在降雨過程中林冠的枝葉體表面還會蒸發掉一部分截留降雨到大氣中去）又會增加一部分截留量。一般把這種因蒸發作用而增加的戮留量稱為附加截留量，所以，對於歷時較長的降雨林冠總截詔量一般都超過林冠貯水容量。
據中野秀章（1976）推算日本的森林的林冠年截留率大約為15％～20％；美國、紐西蘭的一些地方年截留率達40％以上（小雨和降雪佔的比例攏較大的地區）。我國的成林截留率在5％～30％可能是比較恰當的。
3．幹流
幹流也稱為樹幹截留或徑流，是指在降雨時由於林冠截留作用降雨。的一部分從林冠轉向樹幹流向地面而形成幹徑流。水土保持林如果生長在比較乾旱的地區，在降雨量比較小時由於林冠截留作用林內雨量很小，這時幹流側很可能直接流到材幹基部周圍被林木根系所吸收。
所以當林地土壤比較乾燥以及水分滲透到下層土壤受到限制時，幹流一般不會變成地表徑流而流走，對於林木根系生長是十分有益的。
幹流量一般隨著降雨量、降雨強度的增加而增加。當降雨量很小時（一般小於5mm），一般不會產生幹流。幹流量的變化範圍很大，從0～10%以上。
例如，松林降雨量小於60mm，幹流率（幹流量佔林外降雨量的百分比）小於2.5%；降雨量在60～100mm時，幹流率3.3%～4.
2%；降雨量在150～180mm時，幹流率4.3%～5.3%。
（二）枯枝落葉層對降雨的截留作用
林地枯枝落葉層也叫枯落物層，是由林木及林下植被凋落下來的莖、葉、枝條、花、果實、樹皮和枯死的植物殘體所形成的一層地面覆蓋層。它是林地地表所特有的乙個層次。
有些文獻中把這一層分為三個亞層，即枯落物未分解層(o)、半分解層(a0)、完全分解層或腐殖質化層(a).林地枯枝落葉層的結構和其位置決定了它在水土保持林的經營管理中具有特別重要的意義。水土保持林的多種水土保持效益包括水文效益的產生都是依賴於枯枝落葉葉層的存在。
因此，是否具有良好的枯枝落葉層是評價水土保持林效益的一項重要指標，保護好林地枯枝落葉層，也成為水土保持林經營管理的一項重要指標。
林地枯枝落葉層的水土保持作用：①徹底消除降雨動能；②吸收降雨量；③增加地表糙度，分散、滯緩、過濾地表徑流；④形成地表保護層，維持土壤結構的穩定；⑤提高土壤有機質含量，改良土壤結構，提高土壤的抗蝕能力。
優良的水源涵養和水土保持樹種，應能產生大量的桔落物，在林地上形成連續交織覆蓋深厚枯枝落葉層，不同型別的森林枯落物的輸入量變化很大。但是，林地枯落物的數量不僅決定於輸入量，而且也決定於枯落物的分解速率，一般來說，枯落物的輸入量主要決定於樹種、林分密度、林齡、林分生長狀況等氣候條件；而分解速率則主要決定於枯落物的性質和環境條件。總的規律是闊葉分解快、針葉分解慢；高溫地區分解速快，低溫地區分解慢；濕潤條件下分解快，乾燥條件下分解慢；就其枯落物分解的動力學來說，因為其分解速率主要是在土壤微生物的作用下進行的，所以其分解速率受其碳氮比（c／n）的影響。
由於枯枝落葉的分解速度一般小於輸入速度，所似枯落物在林地上不斷積累形成了枯落物層。這j層的現存量就決定了它截留降雨量的多少。據西北林學院王建讓測定，在秦嶺南坡華山松林中枯落物的現存量為21.
220～26.578t／ha，油松林25.409t/ha，落葉松13.
366t／ha，冷杉林24.158t/ha，雲杉林26.609t/ha，樺木林19.
717t/ha，櫟林20.297t／ha。又據陳國定測定（1982），福建天然柏林區中枯落物的現存量分別為：
福建柏闊葉混交林29.0t／ha，福建柏水青岡甜儲混交林112.1t／ha，鐵杉闊葉混交林159.
0 t／ha。顯然，不同地區不同林種枯落物的現存量差異很大，因而截留降雨的能力也有很大的差異。
6第六章工作分析
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6第六章技術標準
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