1 森林涵蓄降水在水量平衡中的意義

水量平衡中的入海徑流量是集水區的各種消耗后剩余的水量，它與降水量的比值，反映了集水區下墊面涵蓄降水能力以及湖、庫、塘、壩蓄積、生產和生活消耗水量的大小，入海水量占降水量的比值越小，表明下墊面涵蓄降水能力強、水資源被蓄積、開發、利用程度高。表 1 是中國與世界水量平衡比較情況。由表 1 可見，根據水量平衡研究結果，我國外流區域的徑流量與降水量的比值為 0.45， 比世界平均值 0.37 高出 0.08，說明我國江河注入大海的洪水要高于世界平均水平，降水被蓄積和生產、生活等利用的比率低，這與我國西高東低的地形、降水季節差異大等因素有關，也與我國流域下墊面的形態惡劣、植被涵蓄降水能力低有關。

2 森林對河川徑流有調節作用

森林對河川徑流的調節作用主要表現在：削減洪峰流量，推遲洪峰到來時間，增加枯水期流量，推遲枯水期到來時間，減小洪枯比。
國外的研究表明，森林覆蓋率每增加 2%，可以削減洪峰 1%，當流域森林覆蓋達到 100%時，削減洪峰的極限植為 40%～50%。 國內研究也表明，對于10 km2以下的小流域， 森林可以削減洪峰的能力為50%以上。 同時推遲洪峰時間（5～20）min。 年內徑流分配不均系數隨著森林覆蓋率的增加而減少。 林區的徑流深較非林區削減比例隨降雨量的大小而變化。湖南省岳陽縣李段河小流域治理中，對降雨徑流的觀測結果見表 2。由表 2 可知，同等降雨量條件下，森林地的徑流深比荒坡地有所減少，而且隨降雨量的減小，森林地較荒坡地削減徑流深的比例而加大。

3 森林可有效減少土壤侵蝕和流域產沙量

當森林植被遭遇到破壞，雨季來臨時，山體受沖刷，水流挾著泥沙，一瀉無阻，涌入江河湖庫，水流減速后，挾沙能力降低，泥沙沉積下來，于是水庫被淤積，湖面縮小，河床抬升甚至堵塞。 而森林生態系統能保護土壤，減少土壤侵蝕，避免江河湖庫的泥沙淤積，提高水利設施的效用。森林對土壤的保護作用取決于以下兩個方面： 一是阻止和減少降雨對土壤的直接沖擊；二是減小地表徑流及其對土壤的沖刷，減少和消除了外部動力對土壤的侵蝕功能，保護土壤。
（1） 森林能減少雨滴對土壤的沖擊。 降雨特別是暴雨的雨滴動能很大， 其動能量每平方米可高達10 萬 g， 超過了大多數土壤團聚體在濕潤時的抗崩解強度，一旦表層土壤結構遭到破壞，降水難以下滲而形成超滲地表徑流沖刷土壤， 就會形成強度的水土流失。 森林具有濃密的樹冠葉、豐富的灌草植被、枯枝落葉層、龐大的根系，能有效地削減侵蝕性降雨的雨滴動能、攔截、分散、滯緩雨滴對表土的侵蝕。有關研究表明，森林的樹冠、灌草層和枯枝落葉層累計可削減降雨動能總量的 70%以上，大小依次為枯枝落葉層、灌草層、林冠層。 當清除枯枝落葉后，降雨對林地的沖刷量將從1.592 g/m2增加到 3.642 g/m2，特別是濺蝕量從 0 增加到 32.05 g。
（2） 森林能減少超滲地表徑流。 地表徑流對土壤的沖刷，是造成土壤侵蝕、水土流失的一個重要因素，它還是洪水流量的主要成份，引起洪澇災害。 草地、荒地、裸地上降雨，主要以地表徑流的形式，直接流入江河。但在森林中則不是這樣，森林土壤有良好的滲透性，降雨經過林地滲透進入地下水，再以地下徑流形式滲入江河，從而大大減少了超滲地表徑流，也減少了地表徑流對林地土壤的沖刷。
森林植被正是通過對水文過程的調節和土壤物理化學性質的改良， 一方面耗散降雨徑流的侵蝕能量，另一方面提高土壤抵抗侵蝕的能力，進而起到防治土壤侵蝕，減少流域產沙量，降低河流泥沙含量，防治水庫淤積，提高水資源的有效利用率。

4 湖南四水流域森林覆蓋變化對徑流、輸沙影響分析

森林減少流域徑流量及輸沙量與流域森林覆蓋率大小密切相關。 統計分析湖南省不同時期森林覆蓋率與同期四水徑流量及輸沙量，得到表 3、表 4 及附圖中的相關數據。
由表 3、表 4 及附圖可看出不同時期森林覆蓋率的變化對徑流量、輸沙量影響的如下特征：
（1） 1958~1975 年的 18 年中，森林覆蓋率平均每年減少 1.48%，四水年均徑流量增加 0.75%，年均輸沙量增加 0.23%。
（2） 1976~1985 年的 10 年中，森林覆蓋率平均每年增加 0.23%，四水年均徑流量減少 0.10%，年均輸沙量減少 0.37%。
（3） 1986~1999 年的 14 年中，森林覆蓋率平均每年增加 1.13%，四水年均徑流量減少 0.43%，年均輸沙量減少 2.49%。
（4） 2000~2008 年的 9 年中，森林覆蓋率平均每年增加 0.47%，四水年均徑流量減少 0.60%，年均輸沙量減少 3.23%。
（5） 森林覆蓋率與輸沙量成反比。 當森林植被覆蓋率下降時，輸沙量則增加。

（注： 表 4 中， 因 1954 年為特大水、 沙年，而1954~1957 年間的森林覆蓋率雖有所下降， 但下降幅度遠比徑流量和輸沙量下降幅度要小， 所以出現了 1955~1957 年間的森林覆蓋率下降而年均徑流量與年均輸沙量減少的反?，F象）。 統計分析湖南省四水流域不同時期森林覆蓋率與河川徑流量、輸沙量的變化關系為：當森林覆蓋率提高 1%，河川徑流量減少 0.38%～1.27%；輸沙量則減少 1.61%～6.87%。當森林覆蓋率降低 1%， 河川徑流量增加 0.51%～3.45%；輸沙量則增加 0.86%~6.29%。
（6） 輸沙量與徑流量成正比。 當降雨徑流量增加時，河流輸沙量隨著增加。統計分析湖南不同時期徑流量和輸沙量的變化關系為：當徑流量增加 1%時，輸沙量增加 0.17%～0.59%；當徑流量減少 1%時，輸沙量減少 0.19%～0.50%。
（7） 植被與輸沙量關系尤為緊密。 以澧水中上游為例，植被發展的水文泥沙效應明顯，根據張家界水文站實測資料統計分析， 流域內隨著綠色植被的增加，使年均徑流量由 1984 年的 147 m3/s，下 降到2001 年的 125 m3/s，徑流量減少了 15%。 懸移質輸沙模數由 202 kg/km2·a 下降到 97.5 kg/km2·a 減少出口斷面輸入泥沙的 51.7%。 澧水張家界以上流域植被、徑流量、輸沙量變化情況參見表 5。依表 5 中數據計算求得澧水中上游流域的植被與輸沙量的變化相關系數為 0.98，相關方程為 Y=812.45-10.45X。通過以上森林植被、徑流量、輸沙量變化的相關特性研究，證明實施植樹造林，增加森林覆蓋率是抑制水土流失，減少河流泥沙，防止水庫、山塘淤積，延長水利工程使用壽命，發揮長期效益的有效途徑。