中国南方丘陵地区三个种植园的水分平衡状况

《Agricultural Water Management》：Water balance of three plantations in hilly areas of South China

本研究在华南丘陵地区对三种植物园（异种A. mangium、本土阔叶树S. wallichii、本土针叶树C. lanceolata）进行了两年水文平衡评估。发现异种A. mangium在干旱季节持续水分亏缺，而S. wallichii在极端降雨下截留能力最强，地表径流最低，排水量最高，表现出更好的水循环调节能力。C. lanceolata在极端降雨中地表径流显著增加，可能因水分利用效率低和截留不足导致洪水风险。研究结果为华南地区造林选择提供了科学依据，强调本土阔叶树在应对气候变化中的优势。

　　### 科学解读：植被恢复中的树种选择与水文平衡分析

在中国南方丘陵地区，植被恢复是一项重要的生态工程，旨在改善土地退化、减少水土流失并提升区域生态系统的稳定性。本研究通过两年（2017–2018）的实地观测，评估了三种不同树种在植被恢复中的水文特征。这些树种包括外来阔叶树种*Acacia mangium*（合欢树）、本地阔叶树种*Schima wallichii*（闽粤山毛榉）和本地针叶树种*Cunninghamia lanceolata*（杉木）。通过分析降水、树冠截留、枯枝截留、林地蒸散发、土壤水分储存和地表径流等水文要素，研究揭示了不同树种在不同季节和年份中的水文响应差异，为植被恢复提供了重要的科学依据。

#### 水文平衡的总体趋势

研究发现，在两年的研究期内，没有任何树种表现出显著的深层水源过度抽取现象。然而，尽管2018年的降水量比2017年高出114.5毫米，地表径流在大多数月份有所下降。这表明降水总量的增加并未直接转化为更高的地表径流，而可能是由于植被结构和土壤特性的影响。此外，*A. mangium*在两个年份中都表现出蒸散发与降水量的比值超过1，这表明其在干旱季节对水资源的消耗较高，可能对流域的水文平衡构成威胁。相比之下，两种本地树种仅在2018年超过了这一阈值，且在两个干旱季节均未表现出排水不足。这表明，*A. mangium*在水文限制下表现得更为显著，可能在干旱季节对水资源的消耗更高，而本地树种则在水文调节方面更具优势。

#### 水文组件的季节性差异

研究还指出，水文组件的季节性变化是影响流域水文平衡的关键因素。例如，*S. wallichii*在极端降雨事件中表现出最高的树冠截留率，且在雨季期间的地表径流最低，这表明其在雨季对降水的拦截能力较强，有助于减少地表径流，从而提升水资源的储存效率。而在干旱季节，*S. wallichii*和*C. lanceolata*均表现出较高的排水量，说明其在干旱季节对土壤水分的利用效率较高，有利于维持水文平衡。相反，*A. mangium*在干旱季节的排水量较低，表明其对土壤水分的消耗较大，可能对干旱季节的水资源供应产生不利影响。

#### 土壤水分储存与排水

土壤水分储存和排水是水文平衡的重要组成部分。研究发现，*S. wallichii*在雨季期间的土壤水分储存量最高，而*C. lanceolata*则在雨季表现出显著的排水量。这可能与其根系分布和水分利用效率有关。*C. lanceolata*在雨季期间的排水量较高，表明其对土壤水分的利用效率较低，可能在雨季导致较高的地表径流，从而增加洪水风险。此外，*C. lanceolata*的土壤蒸发量也显著高于其他两种树种，这可能与其较低的树冠截留和枯枝截留能力有关。

#### 植被恢复的生态意义

植被恢复不仅仅是对土地退化的修复，还涉及对水文循环的深刻影响。研究结果表明，选择合适的树种对于维持流域水文平衡至关重要。*S. wallichii*在雨季期间表现出较高的土壤水分储存能力和较低的地表径流，这使其成为南方丘陵地区植被恢复的优选树种。相比之下，*A. mangium*在干旱季节的水分消耗较高，可能导致水资源短缺，尤其是在降水减少的情况下。此外，*C. lanceolata*的排水量较高，可能对流域的水资源供应产生不利影响，尤其是在雨季期间，其较高的地表径流可能加剧洪水风险。

#### 未来研究方向

尽管本研究提供了重要的科学依据，但其结果仍需进一步验证。研究指出，需要更长期、更大规模的实验来确认这些水文模式的稳定性。此外，研究还提到，不同树种的水分利用效率可能受到多种因素的影响，包括树冠结构、根系分布、土壤特性以及气候条件的变化。因此，未来的植被恢复项目应综合考虑这些因素，以选择最适合当地生态条件的树种。

#### 研究的现实意义

在气候变化背景下，南方丘陵地区的降水模式正在发生变化，极端降雨事件的频率增加，而降水总量的增加并未显著提升土壤水分储存。因此，选择具有较强水文调节能力的树种对于维持流域的水文平衡具有重要意义。*S. wallichii*在极端降雨事件中表现出较高的水分拦截能力，有助于减少地表径流，从而提升水资源的利用效率。此外，其在干旱季节的排水量较高，表明其对土壤水分的利用效率较好，能够有效缓解干旱季节的水资源短缺。

#### 结论

本研究通过两年的实地观测，揭示了三种不同树种在南方丘陵地区的水文响应差异。研究结果表明，*S. wallichii*在极端降雨期间表现出较高的水分拦截能力，且在雨季期间的地表径流较低，这使其成为植被恢复的优选树种。相比之下，*A. mangium*在干旱季节的水分消耗较高，可能对流域的水文平衡构成威胁。*C. lanceolata*的排水量较高，可能在雨季期间对水资源供应产生不利影响。因此，未来植被恢复项目应优先考虑本地阔叶树种，以确保水资源的可持续利用。