东北林区包括大、小兴安岭和长白山，还有完达山，张广才岭。总面积60余万km2，占国 土总面积的6.3%，森林覆被率54.8%，主要是天然林，占全林区的94%。东北地区集水面积在 1 000km2以上的河流有135条，95%以上河流上游为森林流域，随着天然林数量质量下降， 洪 涝灾害有加重趋势。松花江平均3～4年发生一次大洪水，辽河平均2年一次。“嫩江、松花 江98.7”洪水，“辽河95.7”洪水损失巨大。为此，研究天然林保护对保护生态环境、治理 东北水患具有重要意义。 1 天然林蓄水与调节径流功能 1.1 天然林蓄水功能 以长白山北坡自然保护区阔叶红松林为例，阔叶红松林分布在海拔500～1 100m的玄武岩台 地 上，土壤为暗棕色森林土，1m深土层的体积田间持水量为36cm，暗针叶林分布在海拔1 10 0～1 700m之间的高原上，土壤为棕色针叶林土，1m深土层的体积田间持水量为22cm。每公 顷阔叶红松林地1m深土层可蓄水3 500t。若一次降雨量大于50mm，林冠通常可截留10mm，枯 枝落叶层可截留5mm。有林地蒸发散比无林地大一倍，比皆伐迹地大10%～20%，生长季节有 林地土壤含水量比皆伐迹地低10%。因此，一次暴雨，在天然阔叶红松林成熟林林地比皆伐 迹地多蓄水50mm，即每公顷多蓄水500t，0.5m厚土层多蓄水32.5mm，即每公顷多蓄水325t。 天然林及其林地蓄水功能依赖于森林及其土壤特征和降雨特征。 1.2 天然林调节径流功能 森林不但能蓄水，还能调节径流。中国科学院沈阳应用生态所在辽宁东部山区抚顺县五龙 林场两个小流域观测到“辽宁95.7”暴雨径流的全过程。7月25日至26日19时降雨94.5mm，7 月29日0时至31时03时又降雨356.1mm，总降雨量450.6mm，森林小流域洪峰流量0.162m3/s ，皆伐迹地小流域为0.251m3/s，森林小流域洪峰流量比皆伐小流域削减35.5%[8]；森 林小流域径流历时435h，皆伐迹地小流域为361h，森林小流域径流历时比皆伐小流域延长17 %；森林小流域径流总量为17 110.8m3，皆伐小流域径流总量20 468.0m3，森林小流域 径流总量比皆伐小流域减少20%。除了上述调节径流外，随着降雨，森林土壤与非林地土壤 达到饱和后，也就是降雨到达饱和的包气带土层时，以稳定的下渗率下渗。笔者在辽宁东部 山区森林流域根据多年资料计算出森林流域稳渗率为1.75mm/h，农业土壤稳渗率为1.30mm/h ，森林流域下垫面稳渗率比农业下垫面高34.2%。也就是当下垫面达到饱和、在同样供水状 况下，森 林流域地表水转化为土壤水或地下水比农业流域下垫面多1/3。上述观测事例为森林减轻洪 涝灾害提供了佐证。 2 东北地区天然林与洪涝灾害 2.1 天然林现状与洪涝灾害特点 东北林区地跨寒温带、温带，气候较湿润，山势和缓，森林资源丰富。全林区有林地面积3 40万hm2，约占全国有林地面积的25%，森林覆被率为54.87%。林分面积约为3 324万hm2 林分蓄积29.35亿m3，分别占全国林分面积的29.2%和林分蓄积的29%。其中，中幼林占71% ，蓄积占51%；成过熟林面积不足20%，蓄积也仅占34%。幼、中、近、成熟林面积比重大致 为3∶4∶1∶2，蓄积比大致为1∶4∶2∶3[1]。 东北地区暴雨历时一般为3天，而主雨又集中在24h，洪水特点由于产汇流条件不同，辽河 流域洪水峰高、量小、历时短，一次洪水不超过7天；松花江流域洪水一般峰缓、量大、历 时长，一次洪水过程长达30～60天。近100年来，松花江较大洪水有14次，解放以来，实测 洪水有9次，平均5～6年一次。1998年的洪水是有水文记录以来的最大一次洪水，松花江干 流哈尔滨站洪峰流量17 400m3/s，相当于300年一遇。嫩江干流江桥站实测流量25 900m 3/s ，相当于1 000年一遇。嫩江流域堤防决口7处，其中嫩江干流有6处，洮儿河下游月亮泡水 库堤防决口1处，直接经济损失480亿元。近100年来，辽河流域发生洪涝灾害50多次，平均 两年一次。建国后，辽宁省经历了15次较大洪水。其中，发生在源于东部山区的浑河、太子 河和辽河其它支流7次。1995年7月浑河流域发生了自有记录以来的最大洪水，浑河支流东洲 河出现了4 210m3/s的洪峰流量，降雨量超千年一遇，出现多处漫堤决口。太子河支流北 沙河大东山堡水文站出现了洪峰流量1 540m3/s，大大超过了809m3/s的堤防抗洪能力， 造成北沙河堤防两处漫堤决口，直接经济损失344亿元。 由于长期过伐森林，使东北天然林数量和质量逐年下降，严重地削弱了东北天然林生态系 统调蓄径流、改善气候、改造环境的功能，不能充分发挥对松辽、松嫩和三江三大平原的绿 色屏障作用。 2.2 天然林变化对洪涝灾害的影响 森林采伐后，当一次降雨大于50mm时，到达采伐迹地降雨量高出15mm，同时，因采伐迹地 土壤含水量高于林地而使得少蓄水35mm（1m深土层），实际上相当于降雨量增加了50mm。假设 东 北林区天然阔叶红松林每公顷蓄积量为600m3，森林全覆被为100%，某林分每公顷实际 蓄积量为a1，某林分森林覆被率为b1。经过采伐，每公顷蓄积量下降百分数为a2，森 林覆被率下降为b2。将数据a1b1，a2b2代入50(a1b1/600-a2b2)等于2.7 mm，换算到上游森林流域为8.1mm。那么松花江上游因森林数量质量下降而使得有14.74×10 8m3水量参加径流与改变土壤含水量，增加了堤防和水库的防洪压力。
