第23章 森林與水(1)(1 / 3)

蒸發與蒸騰

大氣圈中的水汽都是由地麵蒸發而來的。它得之於大洋表麵的數量最多,湖河次之,從陸地表麵上獲得的數量最少。

森林區域地麵上有樹木,樹木有蒸騰作用,樹木的枝葉等以及樹木以下的土壤也有蒸發作用。因此,森林區空氣中的水汽,有這兩個來源。

以土壤的蒸發作用來講,陸地表麵水分的蒸發,受各種因素的影響,異常複雜。假如地勢平坦,地麵上又沒有樹木或任何植物,那麼,蒸發量的大小和快慢,是受著氣象條件和土壤性質決定的。

在氣象條件中,空氣濕度、日光熱和風速三者對於陸地表麵蒸發起很大的作用。空氣濕度愈小,距離飽和狀態愈遠,日光熱愈強,風速愈大,陸地表麵水分蒸發愈快,蒸發量愈大。

森林區域的土壤,有高大的樹木蔭蔽著,土壤的表麵很不容易得到充分的日熱,因而空氣溫度以及土表溫度都較無林地為低。其次,有林地帶由於林冠的阻礙,接近土表的空氣層濕度較無林地高,通常要高10%~20%。風速也比較小,一般皆呈無風狀態。這三種氣象條件,都不利於土壤蒸發。所以,有林地土壤蒸發,是顯著的減少。莫斯科以北莫洛格和謝克斯娜兩河間,曾進行過這樣的觀測。在每年的7月到10月間,山丘牧場土表的蒸發為346毫米,雲杉白樺林的蒸發是130毫米,而林中休閑地(曠地)蒸發是223毫米。這就說明,雲杉白樺林中,土表的蒸發量僅是牧場的37%,休閑地的59%。

土壤種類,土粒大小、顏色、疏鬆性和土壤中水潛伏的深度等,對於蒸發作用都有影響。沙土表麵的蒸發比黏土少。土粒愈小,彼此愈緊接,因而土壤毛細管的直徑也愈細。毛細管愈細,水分蒸發作用愈強。疏鬆土壤的毛細管較粗,蒸發較弱。如果土壤中水分缺乏,水分以水汽的形態在土中移動,那麼壓緊土表,可以阻止水汽從土中逸入空氣;土壤疏鬆多孔,反容易使水汽散失。此外,如土壤中水位高低,水中含有鹽分,這些因素,都和蒸發的強弱有關係。水位愈高,愈近蒸發麵,蒸發愈強。土壤中水多少含有一些鹽分,因此土壤中水分的蒸發速度比蒸餾水較慢,但是這種差異並不顯著,隻有在土壤中水分所含的鹽的濃度達到能使植物死亡時,才有顯著的減低。

森林區域,土壤的表麵,情況是不同於無林地的。第一,森林中土壤的表麵有枯枝落葉,有地被物,它們能吸收大氣中的水分,減低土壤中毛細管的作用,使土壤蒸發量減少。觀測結果顯示:在森林中有枯枝落葉層的土壤,比無枯枝落葉層的土壤蒸發減少7%~10%。其次,森林區域的地表,常常被小動物及昆蟲如蚯蚓等在地下掘成通道,破壞土中的毛細管,使水分不易蒸發。而且相反的,由於這些通道不是暴露在空氣中而是掩蔽在地下的,所以反容易吸收大氣中的水汽,這樣就使得森林區土壤中的水汽蒸發更不容易。

森林區域的地形也不一定是平坦的。有的在山上,有的在盆地中,有的在斜坡上。地形不同,土壤表麵蒸發就不一樣,也就是說,決定蒸發作用的因素更多了,更複雜了。假設在傾斜15°的向南斜坡上蒸發為100%,那麼在傾斜度相同的東向斜坡上,蒸發降低為86%,西向斜坡降低為84%,北向斜坡降低為71%。

總的說來,森林區域土壤表麵的蒸發為量較小,它是由各種因素所決定,異常複雜的。可是樹木林冠的表麵上,樹枝樹葉上,蒸發到空中的水汽也是不少的。這些水汽的來源,有的是在降雨降雪時期截獲的,有的是因為晚間冷卻,空氣中的水汽凝結在它上麵的。由於這些林冠以及樹枝樹葉的麵積特別大,截留的水分多,汽化到空氣中的蒸發量也就多了。

至於樹木的蒸騰作用,是一個生理的過程。在一般情況下,形成1克樹木組織,大約要蒸騰300克到400克的水。這些水,都是由樹木的根部從土壤中吸取的。水分被吸取後,通過樹幹送到葉子中,幾乎完全由葉子蒸騰掉,隻有很少量吸收到植物的組織中。在氣候幹燥的區域,植物隻能從1千克水中截取1克。而在潮濕的氣候中,則能截取2~3克。這就說明了樹木必須從土壤中吸取大量水分,才能適應它在生長時期中的需要。同時,森林區域的空氣中,也就因此而得到多量的水汽。樹木的蒸騰作用是由許多因素決定的,如樹木的品種,根的分布狀態,樹木發育與增長的程度,濕度,溫度,光照,土壤的成分和它的化學特性,風,等等。現在分別說明如下: