典型生态系统服务流量调节水量及变化研究

生态系统通过植被层、地表枯落物层和土壤层截蓄水分，既起到调节径流的作用，又为维持自身的生长提供所需的水分。由于一年中不同季节的降水量不同（农田生态系统包括灌溉水量的不同），再加上生态系统自身的生长状态不同，因此，截蓄水量随着月份呈现出动态变化趋势。

图4.1（一）　典型森林、草地和农田生态系统截蓄降水量年内动态变化过程

图4.1（二）　典型森林、草地和农田生态系统截蓄降水量年内动态变化过程

研究表明，一年内不同生态系统截蓄水量不同，动态变化过程也不同（图4.1）。按月均截蓄水量从大到小排序为：千烟洲亚热带早稻-晚稻田＞西双版纳季节雨林＞长白山温带阔叶红松林＞禹城暖温带冬小麦-夏玉米田≈常熟亚热带冬小麦-水稻田＞鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林≈海北高寒草甸＞内蒙古温带草原。由于灌溉作用，三类农田截蓄水量都较大，其中千烟洲亚热带双季水稻田的截蓄水量最大。两种草地生态系统截蓄水量都较低，由于内蒙古温带草原地处干旱地区，蒸发量远远大于降水量，因此，内蒙古温带羊草草原截蓄降水量最低。三种森林生态系统中，最南方的西双版纳热带季节雨林与最北部的长白山温带阔叶红松林截蓄降水量都较大，两者相差不多；但是，鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林截蓄降水量较低，其大小与海北高寒草甸相差无几。计算出的鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林月土壤含水量平均值与尹光彩等（2003）计算得出的1999-2002年的平均值大小接近，前者为177mm，后者为184mm。西双版纳热带季节雨林月截蓄降水量曲线呈现一大一小双峰型，小峰值出现在5月，大峰值出现在8月。鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林月截蓄降水量曲线呈现倒U形，最大值出现在5月。长白山温带阔叶红松林月截蓄降水量由5月到6月为上升，7月下降，8月上升，9月下降，最大值出现在8月。海北高寒草甸由4月到5月为上升，6月、7月、8月连续下降，9月上升，10月又下降，最大值出现在5月。内蒙古温带草原5—10月连续下降。禹城暖温带冬小麦-夏玉米田月截蓄水量曲线呈现一大一小双峰型，小峰值出现在3月和4月，大峰值出现在8月。常熟亚热带冬小麦-水稻田1—4月截蓄降水量变化不大，5月上升，到12月月截蓄水量曲线呈现倒U形，最大值出现在8月。千烟洲亚热带双季稻田月截蓄水量呈现双峰型，分别出现在5月和8月。可以看出8种生态系统中，截蓄水量最小的三种生态系统——鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林、海北高寒草甸和内蒙古温带草原截蓄水量的最大值都出现在5月（分别为2301 m3·hm-2·month-1、2167 m3·hm-2·month-1、1300 m3·hm-2·month-1），而其他5种生态系统截蓄水量最大值都出现在8月（西双版纳森林为6575 m3·hm-2·month-1、长白山森林为5731 m3·hm-2·month-1、禹城农田为5322 m3·hm-2·month-1、常熟农田为5491 m3·hm-2·month-1、千烟洲农田为7530 m3·hm-2·month-1）。(www.xing528.com)

一年内，几种典型生态系统月截蓄水量的变化程度不同，且变异系数都在25%以内。按照变异系数由大到小排序依次为内蒙古温带羊草草原（23.68%）＞鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林（13.27%）＞长白山温带阔叶红松林（5.72%）＞常熟冬小麦-水稻田（5.45%）＞西双版纳热带季节雨林（5.10%）＞千烟洲亚热带双季稻田（4.86%）＞海北高寒草甸（4.65%）＞禹城温带冬小麦-夏玉米田（2.40%）。

森林生态系统的土壤层截蓄水量最大，其次为林冠截蓄量，枯落物含水量所占比例很小，可以忽略不计（图4.2）。西双版纳热带季节雨林月均土壤含水量占总截蓄水量比例为89%，鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林为94%，长白山温带阔叶红松林为90%。西双版纳热带季节雨林和长白山温带阔叶红松林的林冠截蓄量具有较明显的季节变化，土壤含水量变化缓慢，因此，这两种森林的总截蓄水量变化曲线的形态与林冠截蓄水量变化曲线形态保持一致；鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林的月林冠截蓄量季节间变化不明显，因此，鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林截蓄水量变化曲线与土壤含水量变化曲线的形态近似一致。

图4.2　典型森林生态系统截蓄水量年内动态变化过程