集水區森林水文生態的效應

90.11.27.(二)

    豪雨引起之雨水滲透，發生孔隙水壓而失去上述之平衡時，則發
生表層崩塌。然而說森林已充份成長，根系又相當發達，即不會引起
山崩亦不盡然。事實上土壤之發育意味著土壤變厚而坡面會失去穩定
，假如坡面斜率與土壤力學性質不變，土增厚度達到一定限界時，終
究還是會發生崩壞。

    為要能發揮防止表層崩塌功能並要求提高保土功能，首先必須減
輕林內之表層沖蝕；亦即保護雨滴打擊地表，防止逕流之發生、演變
、匯集。能使坡面上端或上游留下來的土砂停止積聚，亦即林木能夠
消除流出土砂的衝擊能量，則緩坡面上的森林亦能充份發揮保土功能
。

    具有這種可能性的區域，很容易從地形上辯別出來。在這種地區
盡可能配置胸高直徑大的高齡之林分，像這種複層林分之施業標準應
為非皆伐作業，又在緩坡面上可考慮營造過濾污濁水為目的之防災緩
衝林帶。

    森林皆伐和土地利用後產生的沖蝕量偶爾可能加重林地在洪水中
的主要地位，沖毀的林道和河道將泥沙傾洩到下游河道造成日後洪水
位提高的現象，這種沉積的泥濘在城市、水庫和河道本身造成更多的
災害。

    喬木和灌水的根系可於某些地區用來固結陡坡的土壤，並在暴雨
期和火災後，有助於防止崩塌作用，但這種效用在極端暴雨中則較小
。

    森林的蒸發散量大於其他覆蓋型態的蒸發散量，所以在森林底下
的土壤層被在夏季和秋季是乾燥的，若此時出現製造洪水的降雨，在
森林底下的地表下流量會轉變成停滯蓄水量，則直接逕流的體積在森
林情況會較少，使下游洪峰量可能減輕。

    皆伐一個鬱閉林分會使平均暴雨量體積增加約10%左右，大部份
出現在夏季和秋季。當冬季降雨或春季融雪補注土壤層被時，森林的
蒸發散量在減輕直接逕流體積上扮演微小的角色；故從工程設計觀點
而言，森林覆蓋下所提供的更多蓄水量是無足輕重，因為在初期土壤
含水率很高時，無論有無森林覆蓋情形都會出現最大洪水流量。

    移除森林後進行連續焚燒、不當農墾、過度牧放或任意開路等土
地濫用方式，會減少入滲作用速率而增加當地洪峰量。入滲作用並非
僅砍伐和移除林木及灌木，更受到森林砍伐後各種措施的影響。

    在河川主流上的尖峰流量才是造成洪水災害的導因，森林正因其
對土壤的保護作用而間接具有防洪的功用，至於主要的防洪機制則表
現在林地的水文範疇內；又產生下游洪水的來源，並非水源地區的尖
峰流量，而是由水源區域釋出的暴雨流量體積。森林由於對土壤保水
作用的增加，也由此可見其效用。

    降雨在經樹冠、下層植生及林地地被物等截留之後，落於地表的
強度和其量已減少許多，在這水文循環的過程中，也使得大地可以有
較充裕的時間，在雨勢很大的情況下承受降雨而減少水害。

    森林枝葉層截留量在成熟松葉林分下約年降水量的5%，而在闊葉
樹林分中約3%，其間的差異量乃是由於闊葉樹枝葉層有較快的分解作
用。當氣孔關閉時，蒸散作用的抗阻力大為增加，但林木並非藉著消
耗新陳代謝能量來運轉蒸散作用的水流。