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森林的作用在北京大暴雨中“凸显”

来源：中国治理荒漠化基金会作者：时间：2012.07.31

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2012-7-30　浏览次数：6次

7月21日的北京大暴雨刚刚过去，但这次特大暴雨引发的城市伤痛却难以像猛烈来袭的暴雨一样迅速退去。
　　据官方最新统计，这场61年来遭遇的最强暴雨导致北京受灾面积1.6万平方公里、190万人受灾，造成直接经济损失高达116.4亿，致77人死亡。
　　随着灾情的逐渐明晰，人们痛定思痛：为什么北京这座庞大都市在大自然面前如此脆弱？有没有更好的办法监测雨情、减缓灾情？
　　在不断反思的同时，一份来自基层的观测报告给人们带来了安慰。这份报告显示，森林对于制衡易怒的大自然的作用很“光鲜”。
　　这份报告来自于国家林业局首都圈森林生态系统定位观测研究站。
　　7月21日午后至22日凌晨北京发生特大暴雨时，首都圈生态站的全程自动观测系统像往常一样安静地记录着水文、土壤、气象、生物等生态因子实时数据。人们并不知道，这段时间取得的珍贵的第一手资料却成为验证森林对于暴雨洪灾的消减作用的最鲜活的证据，留下了森林调节自然、减缓灾害、庇护人类的有益启示。
　　据首都圈生态站站长、北京林业大学余新晓教授介绍，暴雨尤其是特大暴雨，由于雨量和降雨强度大，常引发滑坡、泥石流等，形成一定的危害。而森林植被对暴雨侵蚀能够起到良好的减灾和生态调控作用，对于确保经济社会安全、宜居环境保护具有非常重要的意义。
　　北京“7·21”特大暴雨降雨总量之多历史罕见。全市平均降雨量170毫米，城区平均降雨量 225毫米，为新中国成立以来北京市最大的一次降雨过程，降雨量在100毫米以上的面积占全市的 86%以上；局部降雨强度之大近500年一遇，全市最大降雨点房山区河北镇为460毫米；局部洪水之巨更是历史罕见，拒马河最大流量达每秒2500立方米，北运河最大流量达每秒1700立方米。造成部分山区丘陵地带形成山洪和泥石流爆发。大石河和拒马河洪水暴发，引发新的次生灾害，破坏力叠加，对基础设施破坏明显，极大地威胁着人民群众的生命财产安全。
　　国家林业局科技司负责人告诉记者，首都圈生态站是国家林业局森林生态系统定位观测研究站网（CFERN）的台站之一。国家林业局高度重视生态站建设，已在全国森林、湿地和荒漠三大生态系统的典型区域建设生态站100个，初步形成了覆盖全国主要生态区的生态站网观测体系。这个观测体系经过多年建设，正在逐步发挥着不可替代的突出作用。
　　据了解，首都圈生态站重点承担着监测首都林业生态防护效能、都市重要水源区水源保护功能和都市生态与环境变化等特色功能的任务。首都圈生态站采取“一站多点”式布局，在北京市共布设1个主站和5个观测点。“7·21”特大暴雨，首都圈生态站依托现有仪器设备、固定样地等，监测森林植被对暴雨侵蚀发挥了良好的减灾作用和生态调控功能，具体表现为5个“给力”：
　　给力一：林冠截留，降低灾害发生可能性。
　　数据表明，首都圈生态站主站降雨达164.4毫米，累计降雨时间达14小时，降雨强度亦达特大暴雨级别。然而,未有明显的水土流失、泥石流和山洪等灾害现象,其中,林冠截留发挥了重要作用。观测数据表明,侧柏、栓皮栎、油松、刺槐等典型森林植被的林内降雨率为62.44%-71.52%，而截留率达25.87%-35.82%，有效地降低了地表径流和山洪暴发的可能性。另外，林内降雨在开始时间上要晚于林外降雨，延滞的时间在21分钟左右，延滞并降低了降雨对地面的侵蚀强度；同时，减少了单位水体的雨滴动能，降低了水土流失、泥石流等灾害发生的可能性。
　　给力二：枯落物截持，发挥生态调水作用。
　　枯枝落叶层主要是指覆盖在林地土壤表面未分解、半分解的地被覆盖物层。在“7·21”特大暴雨中，林地枯落物在调节径流和蓄水减沙方面发挥了重要的作用，枯落物覆盖时产流时间和裸地相比，比裸地滞后2-5倍，阻延径流速率为裸地的20%-55%。另外，枯落物对产沙量的调节作用非常明显，枯落物的覆盖使产沙量减少了97%-98%，不论是枯落物对降雨的有效拦蓄，还是对径流的阻滞作用，最终都表现在对林地的减流减沙方面，从而有力地说明：在水土保持过程中，枯落物发挥了巨大的作用，防止了大量的水土流失，起到了有效的生态调控功能。
　　给力三：土壤层蓄纳，发挥水源涵养功能。
　　在生态系统不同界面的水分传输中，土壤层通过入渗、蓄纳等作用，对降水资源分配格局产生的影响最为明显。在“7·21”特大暴雨中，林地土壤发挥了重要的生态调控功能。根据实测数据，林地各土壤层土壤含水量骤增并迅速达到稳渗速率，不仅增加了森林中土壤的蓄水量，同时，减少了地表径流、降低了水土流失发生的可能性。林地土壤层0-60cm间的平均含水量由降雨前的13.3%骤增至降雨后的24.1%，土壤储水量也由降雨前的11.97毫米增加至21.69毫米，表现出良好的水源涵养和绿色水库调蓄功能。
　　给力四：植被蒸腾，提高森林持水能力。
　　植物生长过程必然伴随着蒸腾作用的发挥，即植物体内的水分以气体状态向外界散失的过程。根据实测数据，在“7·21”特大暴雨期间，乔木层单株的平均蒸腾量维持在每分钟14.4 毫升，灌木层单丛的平均蒸腾量也达到了每分钟0.13毫升，对于缓解短时间的降雨输入对土壤层含水量带来的骤增情况起到了有效的调节作用。
　　给力五：径流调节，发挥防灾减灾作用。
　　经过林冠截留、枯落物截持、土壤入渗、植被蒸腾4个生态水文过程后，暴雨雨量和降雨强度被消减，地表径流已处于很小的状态，不易造成灾害或减缓山洪等灾害现象。据首都圈生态站水量平衡场的实测数据，林地的平均径流深仅为0.97毫米，远远低于本次降雨总量的164.4 毫米，表明降雨量的绝大部分被森林生态系统滞留，其所拦蓄的径流一部分以壤中流的形式在土壤表层包气带中侧向流出，另一部分则以垂直入渗的形式补给深层地下水，进一步印证了森林生态系统良好的径流调节作用。
　　有关专家认为，这次观测研究成果再次验证了森林对于洪灾的消减和缓冲作用，这是用数据说话、用事实证明、科学宣传森林功能和作用的一个强有力的例证，也再次体现了生态站在提供科学数据、反映林业成效方面不可替代的重要作用。特别是通过汇总分析这次观测数据，可以得出几点结论：一是森林的林冠截留延滞并降低了降雨对地面的侵蚀强度，减少了水土流失、泥石流等灾害发生的可能性；二是林地土壤发挥了重要的生态调控作用，具有良好的水源涵养和绿色水库调蓄功能；三是森林植被的径流调节消减了雨量和雨强，显著减轻了暴雨灾害的危害性。
　　有关专家建议，人们应高度重视森林在北京“7·21”特大暴雨中显现出的这些重要作用。它说明经济社会的发展离不开林业生态建设的保障作用。确保城市，特别是大中型城市的生态安全，必须大力植树造林，推进森林城市建设，这对于综合应对暴雨等灾害性天气具有十分重要的现实意义和长远的指导意义。

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