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森林保持水土、涵養水源的作用層次主要是林冠和林下植被層（灌木和草本植物）、枯枝落葉層、根系土壤層，通過這三個層次對降水進行調節，並提高土壤的抗蝕抗衝性能。
01林冠和林下植被層
①植被截留
林冠和林下植被層就像一把傘，削減了雨滴勢，也攔截了部分降水。植物截留量可視為兩部分組成，其一，降水過程中從枝葉表面蒸發的水量；其二，降水終止時枝葉上存留的水量，這部分最終也消耗於蒸發。
截留後，阻止了雨滴擊濺表土，避免了土壤顆粒被擊碎；另一方面，大大減少了落到地面的降雨量，從而減少了地表徑流量，也從而減少了土壤侵蝕量。
林冠越低，鬱閉度越大，林下植被越茂密，這個作用就越強。在中緯度條件下，一個基本鬱閉的森林生態系統，大約可截留當年降水量的15%—30%。其中喬木冠層對降水有較強的截持能力。
同時，林冠可減少太陽長波輻射，降低風速和氣溫，減小林地空氣飽和水氣壓差等，從而降低土壤水分蒸發量。
02枯枝落葉層
①截蓄降水
當林冠和林下植被層的承雨能力達到飽和後，從樹冠和植冠上落下的水滴對地面土壤具有更大的衝擊力。此時森林的枯落物所形成的枯枝落葉層就構成了第二道屏障。
<br/>森林每年產生的枯落物很多，其中數量最多、作用最大的是喬木樹種的葉子，約佔60%—80%。與林冠層相比，枯枝落葉層覆蓋在地面，防止雨滴擊濺土壤的效果更為明顯。這些枯落物具有很大的孔隙度，可以吸收和滲透降水，具有很強的水源涵養性能，最大持水率均在136.56%以上，最大持水量在9.32t/hm以上。
②改善土壤性質
枯枝落葉層腐爛後，形成腐殖質和有機質，參與土壤團粒結構的形成，特別是還能組合粗粒土壤和增加粘重土壤的孔隙度，使前者持水量增加，使後者易於通氣透水，促進雨水的迅速下滲，從而減少了地表徑流對土壤的衝刷。
③阻延徑流，防洪減災
當降水強度超過林冠截留和森林枯落物與土壤的臨界持水能力時，就會產生坡面徑流。由於枯枝落葉層的存在，徑流在其中的流動速度因受阻而減緩。
另外，枯枝落葉層自身抵抗水流衝刷的能力，以及通過影響林地土壤結構和植物根系含量，均能增強土壤的抗衝效應。在坡度為25°，衝刷流量達到常見暴雨雨強，對覆蓋有不同枯落物厚度的林地土壤進行抗衝刷試驗的結果表明，覆蓋有1cm厚枯落物時，可減少土壤衝刷量47.1％—89.8％，覆蓋2cm時即可基本或完全防止衝刷發生。由於徑流不能在短時間內過量集中，因而能減免土壤侵蝕、 洪災和地質災害的發生。
④抑制土壤蒸發
林下土壤表面覆蓋枯落物後，阻礙了土壤表面蒸發水分，土壤蒸發量減少。
綜上，枯枝落葉層是森林保持水土、 涵養水源的核心層次，保持枯枝落葉層不被破壞，對防止水土流失具有決定性的意義。
03根系土壤層
①固土護坡
植物根系對土壤抗衝性能具有明顯的增強作用，且隨根密度的增加而增強，但根的密度達到60—80個以後，強化作用趨於最大。喬木樹種樹體堅挺，根系深廣，有很強的固土和阻擋作用。
<br/>②涵蓄降水
在土層厚度一定時，林地的水源涵養性能主要取決於土壤的孔隙特性，孔隙度尤其是非毛管孔隙大的土壤，入滲性能強，從而減小地表徑流。
由於森林的枯枝落葉層對土壤的改良和林木根系對土壤結構的改良(穿插切割、細根死亡、根系分泌物)等，林地表層和深層土壤的孔隙度，特別是非毛管孔隙度均較高，因此具有很強的蓄水保水能力。
土壤層含蓄的這部分水，在較長時間內能作為滲流補給河流、水庫，增加河流枯水期流量。因此說植被有「削峰補枯」的效益。
【參考文獻】
[1]李傳文.森林保持水土涵養水源的效應及評價[J].山西水土保持科技,2006(02):1-3.
[2]張萍,曾信波.植被蓄水保土功能研究[J].山地農業生物學報,1999(05):300-304.
【地理試題中的森林】
（2018年新課標全國卷Ⅱ）地處黃土高原的汾川河流域多年來植被覆蓋率大幅度提高。2013年7月，汾川河流域降水異常增多，表1為當月6次降水過程的時長、降水量和汾川河洪峰情況。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極高。據此完成1—3題。表1
1.汾川河流域植被覆蓋率大幅度提高能夠
A.減小降水變率B．減少河水含沙量
C.增加降水量D．加大河流徑流量
2.第5次降水產生洪峰的原因是此次降水
①歷時長 ②強度大 ③下滲少 ④植被截流少
A．①②B．②③C．③④D．①④
3.第6次降水產生的洪水含沙量極高，其泥沙主要源於
A．河床B．溝谷C．裸露坡面D．植被覆蓋坡面
【答案】1.B 2.B 3.D
【解析】本題組以汾川河流域降水後水文特徵的變化為載體，考查植被對徑流量和含沙量的變化，主要考查考生獲取和解讀地理信息、調動和運用地理知識的能力。
1.我國降水變率的大小與植被覆蓋率無關，A項錯誤；植被覆蓋率高，保持水土能力強，可以減少河水含沙量，B項正確；植被覆蓋率提高能夠提高區域降水量，但提高幅度不大，C項錯誤；植被覆蓋率高，涵養水源能力高，河流徑流量會有所減小，D項錯誤。
2.第5次只有兩天，歷時不長，①錯；第5次降水，時間較短，但降水量在幾次降水中接近降水最多的第3次，降水強度大，②對；前面連續的幾次降水，導致地下水含量增加，達到飽和，大量降水以地表徑流形勢匯入河流，形成洪峰，③對；植被對徑流匯聚的作用每次降水都相同，④錯。B項正確，A、C、D項錯誤。
3.河流形成洪峰衝刷河床和溝谷的泥沙，能夠提高河流含沙量。第5次降水形成洪峰，但含沙量小，說明河床和溝谷的含沙量較小，A、B項錯誤。裸露坡面植被覆蓋率低，每次降水都會出現水土流失，導致河流含沙量增大，前5次降水河流含沙量都比較小，說明該流域裸露坡面少，C項錯誤；經過連續的多次降水，形成的坡面徑流將植被覆蓋坡面植株之間的堆積物衝走，導致土壤裸露，第6次降水形成的坡面徑流衝刷這些土壤，引起水土流失，增加河流的含沙量，故D選項正確。
蓄水能力是評價土壤水源涵養、調節水循環能力的主要指標之一。林地土壤蓄洪作用主要反映在毛管孔隙水的貯存能力上。土壤持水量飽和後會產生地表和地下徑流。表1為四川盆地東部海拔350米～951米某山不同林地土壤孔隙度和持水性資料。據此完成4—6題。
4.最不適合該山地作為水土保持林的林地類型是
A.針闊混交林 B.楠竹林
C.常綠闊葉林 D.灌木林
5.不考慮其他因素，在相同降水條件和相同前期土壤溼度條件下，產生徑流時間最長的是
A.針闊混交林 B.楠竹林
C.常綠闊葉林 D.灌木林
6.當地灌木林有機質含量高，與其關聯度最小的是
A.植物種類多 B.枯枝落葉多
C.地表徑流大 D.年均溫較高
答案：4.B 5.D 6.C
解析：
4.從材料可知：林地土壤蓄洪作用主要反映在毛管孔隙水的貯存能力上，表中數據顯示楠竹林毛管孔隙水數字40最小，因此楠竹林的蓄洪能力最差；
5.材料可知：土壤持水量飽和後會產生地表和地下徑流，表中數據顯示灌木林的飽和持水量1833噸公頃最大，所以從降水到產生地表徑流間隔的時間最長；
6.從材料給的信息我們得知該地位於四川低海拔山區，因此灌木林的植物的種類和枯枝落葉數量多，年平均氣溫高不利於有機質的積累，加上灌木林的蓄洪能力強且飽和持水量大所以地表徑流小。
下圖表示黃土高原地區降水、植被與侵蝕之間的關係。完成7—8題。
7.降雨侵蝕力急劇增大，而森林的水土保持作用仍較小的年降水量範圍是
A．300mm—450mmB．300mm—530mm
C．450mm—530mmD．≥450mm
8.關於該地區降水、植被與侵蝕之間關係的敘述，正確的是
A．降雨侵蝕力隨著森林的覆蓋率提高而變強
B．年降雨量超過 450mm 後，森林對水土保持作用明顯增加
C．森林的覆蓋率決定降雨侵蝕力的大小
D．當年降雨量超過 300mm 後樹木才迅速生長
【答案】7.A 8.B
【解析】
7.讀圖，根據圖中曲線判斷，在降水量300mm以下時，降雨侵蝕力和森林覆蓋率關係穩定。降雨量大於450mm時，二者關係也穩定。在降水量300mm—450mm之間時，降雨侵蝕力迅速增加，森林覆蓋率穩定，森林的水土保持作用仍較小，A對。故本題選擇A。
8.降雨侵蝕力是伴隨森林的覆蓋率提高而減弱，A錯。年降水量超過 450mm後，森林對水土保持作用明顯增加，B對。森林的覆蓋率影響降雨侵蝕力的大小，不是決定，C錯。當年降水量超過 450mm後樹木才迅速生長，覆蓋率迅速提高，D錯。故本題選擇B。
9.閱讀圖文資料，完成下列問題。
原產澳大利亞東北部熱帶雨林中的幾種高大桉樹，主根深扎地下，能大量吸收地下水。這幾種桉樹適應性強，生長迅速，3～5年即可成材，統稱「速生桉」。我國西南地區某地引種速生桉作為造紙原料。下圖中a、b分別示意該地速生桉種植前、後的變化。
(1)讀圖a，分析當地沼澤獲得穩定水源的原因及過程。
(2)讀圖b，分析種植速生桉後當地其他植被的變化及原因。
(3)簡述我國西南地區引種速生桉發展造紙業的理由。
(4)就降水條件簡述我國西南地區不適宜大面積種植速生桉的原因。
【解析】
第(1)題，圖a沼澤的水位和地下水水位持平，說明沼澤的水源自地下水。其穩定的原因是山坡上地下水水位穩定，植被能涵養水源；其過程可逆推地下水—下滲的雨水—植被截留大氣降水。
第(2)題，從圖b中可以看出植被較移植前稀疏、沼澤的面積較移植前縮小。從圖中地下水水位的變化可以看出地下水水位下降，原因是桉樹消耗大量的地下水，導致地下水水位下降。
第(3)題，引種桉樹發展造紙業的理由主要從原料、就業、經濟的角度來分析。
第(4)題，該問本質上是考查熱帶雨林氣候和亞熱帶、熱帶季風氣候降水的差異。
【參考答案】
(1)原因：山坡上的天然次生林和灌叢能涵養水源。
過程：截留大氣降水，減緩地表徑流，增加雨水下滲，(在山地形成水分蓄積地帶，)(通過地表徑流和地下水)為沼澤提供穩定的水源。
(2)植被變化：天然次生林和灌叢退化；沼澤萎縮。
原因：速生桉大量消耗地下水，地下水水位下降。
(3)速生桉適應性強，成材快，是良好的造紙原料。發展造紙業能增加就業，創造產值，帶動相關產業發展。
(4)(我國西南地區屬亞熱帶、熱帶季風氣候，)年降水量低於熱帶雨林區；(有旱、雨季之分，)旱季時間較長，降水較少。
10.（2017全國II卷）我國南方紅壤丘陵地區因受人為幹擾，地表植被遭到破壞，土壤侵蝕嚴重，出現「紅色荒漠」（圖8）。為治理這一環境問題，20世紀80年代，當地採用人工種植松樹和自然恢復等方式造林育林，形成了不同的植被景觀。
圖8
分析自然恢復的次生林比人工松林防止水土流失效果更好的原因。
答案：
天然次生林與當地的自然環境協調更好，植被種類多（豐富），密度大，覆蓋率高，生態結構好，攔截徑流和保護土壤的效果好。人工松林的結構單一，比較稀疏，扎入土層較淺，攔截徑流和保護土壤的效果較差。
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