本书广泛收录了世界知名的教授学者、工程技术专家与管理决策人员在森林水文理论、技术、管理与应用等方面的研究成果，内容涵盖了从苔原、泰加林、高海拔山林到热带森林等不同气候与植被环境的森林水文研究，汇集了极端事件、野火、滑坡、气候变化等自然与人为干扰对下垫面过程影响的最新成果。
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译者序
原书序
1 森林水文学导论 1
1.1 什么是森林水文学？ 1
1.2 森林水文学的发展 1
1.2.1 历史前身 1
1.2.2 水文迷思时代 2
1.2.3 小流域观测时代 3
1.2.4 巨大的进步：配对流域实验 3
1.2.5 迅速增加的配对流域实验 4
1.2.6 “闭合”水量平衡 6
1.2.7 寻找实验替代方案 7
1.2.8 掌握流域的径流动态 7
1.2.9 水文过程线分析—“绝望的水文学家的最后一招” 8
1.2.10 森林火灾和流域水文学 11
1.2.11 集成时代和布德科（Budyko）公式时代 12
1.3 森林水文学所面临的挑战 13
1.3.1 0.8的诅咒 13
1.3.2 我们注定要依靠经验主义才能有预测能力吗？ 14
1.3.3 气候变化与森林水文学 14
1.3.4 新的观测技术 14
1.3.5 集成度更高的建模 15
1.3.6 严格的假设检验 15
1.4 森林水文学的未来 15
参考文献 16
2 森林径流过程 20
2.1 引言 20
2.2 非线性、连通性和阈值 23
2.3 过程分布 25
2.3.1 截留 25
2.3.2 森林地面水流 27
2.3.3 非饱和基质和饱和基质 28
2.3.4 大孔隙和土管 29
2.4 小结 31
参考文献 33
3 森林蒸散在不同尺度上的监测与模拟 38
3.1 引言 38
3.1.1 了解生态系统过程 39
3.1.2 建立水量平衡 40
3.1.3 了解气候变化、变异和反馈 40
3.1.4 区域生态系统生物多样性建模 41
3.2 蒸散过程 41
3.2.1 冠层和枯枝落叶截留 41
3.2.2 蒸腾 42
3.2.3 根系水力再分配：土壤-根系处的水分交换 43
3.2.4 总蒸散 43
3.3 直接测定蒸散 45
3.4 蒸散间接估算 48
3.4.1 基于潜在蒸散的方法 48
3.4.2 蒸散经验模型 49
3.5 未来发展方向 51
3.5.1 对气候变化的响应 51
3.5.2 缺水环境中蒸散的管理 51
3.5.3 随时随地观测蒸散 52
3.5.4 新一代生态水文模型 52
参考文献 53
4 山区和雪源流域森林水文 61
4.1 引言 61
4.2 积雪过程 62
4.2.1 海洋性气候 63
4.2.2 大陆性气候 64
4.2.3 进行森林管理，提高产水量 64
4.3 森林与雪崩 66
4.3.1 雪崩特征剖析 66
4.3.2 雪崩对森林的影响 68
4.3.3 森林对雪崩的影响 68
4.3.4 雪崩和水文循环 69
4.4 陡峭流域的水文过程 70
4.4.1 雨源水文系统与雪源水文系统的异同 70
4.4.2 入渗过程和径流过程 71
4.4.3 土壤持水量 72
4.4.4 基岩渗透性 73
4.4.5 地形 74
4.4.6 土壤水分初始状况 75
4.5 气候变化对流域过程可能产生的影响 76
4.6 小结 77
参考文献 77
5 欧洲视角的森林水文学 83
5.1 引言 83
5.2 洪水与森林的保护作用 87
5.3 干旱与森林的相互作用 89
5.4 与森林相关的欧盟管理政策 90
5.4.1 欧洲森林政策的演变 90
5.4.2 政策对森林水文学的影响 92
5.5 新出现的问题 94
5.5.1 饮用水和地下水保护 94
5.5.2 水资源短缺 95
5.5.3 滑雪道和山地度假区的径流 95
5.5.4 气候变化 96
5.6 适应性和水敏性森林管理 97
5.7 挑战与未来研究需求 98
5.8 致谢 101
参考文献 101
6 热带森林的水文特征 106
6.1 引言 106
6.2 泛热带气候特征和森林类型 107
6.3 泛热带蒸散 108
6.4 泛热带径流的形成 112
6.5 研究需求 116
6.6 致谢 118
参考文献 118
7 洪泛森林和湿地森林的水文特征 124
7.1 引言 124
7.2 降水补给形成的森林湿地 125
7.2.1 北部雨雪地区 126
7.2.2 南部只降雨的地区 128
7.3 地下径流过多而形成的森林湿地 129
7.4 降水补给湿地和地下水补给湿地的水文实例 130
7.5 地表径流补给形成的森林湿地 138
7.6 小结 144
参考文献 145
8 森林排水 150
8.1 引言 150
8.2 森林排水的用途和影响 152
8.3 排水系统及其功能 156
8.4 长期森林排水与水资源管理案例研究 161
8.4.1 排水林地的基本水文过程 161
8.4.2 控制排水对人工松林水文的影响 162
8.4.3 采伐、台床整地和种植对水文的影响 163
8.5 森林排水仿真模型的应用 164
8.6 小结 166
参考文献 167
9 森林系统中的水文模拟 171
9.1 引言 171
9.2 模型的功能性和复杂性 172
9.2.1 林地和土壤水分函数 172
9.2.2 降雨-径流函数 173
9.2.3 模型的参数化 174
9.2.4 模型功能与复杂性的权衡 175
9.3 模型的选择 176
9.4 模型诊断和评估 176
9.5 森林水文模型示例 178
9.5.1 流域和样地模型 178
9.5.2 生态系统模型 182
9.5.3 地下水模型 182
9.5.4 地表-地下耦合模型 186
9.6 小结与结论 187
9.7 免责声明 188
参考文献 188
10 地理空间技术在森林水文学中的应用 194
10.1 引言 194
10.2 地理空间技术在森林水文过程管理中的应用 196
10.2.1 森林覆盖制图和变化分析 196
10.2.2 森林土壤水/湿度估算和森林湿地分析 198
10.2.3 森林植被和生物量地图的绘制 200
10.2.4 森林蒸散的估算 201
10.2.5 森林水文所引起的地质灾害分析 203
10.2.6 森林溪流水质管理 205
10.3 利用地理空间技术支持模拟森林水文过程 206
10.4 森林水文管理中的新技术 207
10.5 结论 207
参考文献 208
11 大流域的森林覆盖变化和森林水文 214
11.1 引言 214
11.2 大流域森林覆盖变化和水量的关系 216
11.3 研究方法 218
11.3.1 水文建模 218
11.3.2 突变点和双累积曲线 219
11.3.3 基于敏感性分析的方法 220
11.3.4 简单水量平衡法 220
11.3.5 时间趋势法 221
11.3.6 托姆-锡林（Tomer-Schilling）框架 222
11.4 未来的研究重点 223
参考文献 223
12 森林管理的水文效应 228
12.1 引言 228
12.1.1 年产水量 229
12.1.2 洪峰流量 231
12.1.3 枯水流量 232
12.2 森林火灾的影响 233
12.3 昆虫和病害的影响 233
12.4 未来的调查方法 234
12.4.1 单一流域研究 234
12.4.2 回顾性研究 235
12.4.3 嵌套流域研究 235
12.4.4 统计方法 235
12.5 小结 236
参考文献 236
13 火灾后的森林水文 243
13.1 引言 243
13.2 火灾对土壤的影响 244
13.2.1 土壤渗透 244
13.2.2 土壤疏水性 244
13.2.3 土壤蓄水 246
13.2.4 枯枝落叶层/腐殖层 246
13.2.5 土壤的空间变异性 247
13.3 火灾对植被的影响 247
13.4 火灾对流域响应的影响 248
13.4.1 降水 248
13.4.2 地表径流/坡面流 248
13.4.3 河川径流 249
13.4.4 洪峰流量 250
13.4.5 基流 250
13.4.6 水质 251
13.5 火灾对产沙量的影响 252
13.5.1 土壤侵蚀 252
13.5.2 泥石流 253
13.6 稳定和恢复 254
参考文献 255
14 美国实验林参证流域的水文过程 261
14.1 引言 261
14.2 流域描述 267
14.2.1 卡里布布克溪（Caribou-Poker Creek）研究流域（CPCRW），阿拉斯加州参证子流域C2 267
14.2.2 卡斯帕溪（Caspar Creek）实验流域（CCEW），加利福尼亚州北福克（NF）参证流域 269
14.2.3 考维塔（Coweeta）水文实验室（CHL），北卡罗来纳州参证流域WS18 269
14.2.4 费尔诺（Fernow）实验林（FnEF），西弗吉尼亚州参证流域WS4 270
14.2.5 弗雷泽（Fraser）实验林（FrEF），科罗拉多州东圣路易斯（ESL）参证流域 271
14.2.6 H. J. 安德鲁斯（H. J. Andrews）实验林（HJAEF），俄勒冈州参证流域WS02 272
14.2.7 哈伯德布鲁克（Hubbard Brook）实验林（HBEF），新罕布什尔州参证流域W3 272
14.2.8 马塞尔（Marcell）实验林（MEF），明尼苏达州参证流域S2 273
14.2.9 圣迪马斯（San Dimas）实验林（SDEF），加利福尼亚州参证流域Bell 3 274
14.2.10 桑蒂（Santee）实验林（SEF），南卡罗来纳州参证流域WS80 275
14.3 水文过程的讨论 275
14.3.1 流量历时曲线 275
14.3.2 长期平均日流量 277
14.3.3 影响水文的其他流域特征 277
14.3.4 水文过程的意义 278
14.4 小结 278
参考文献 280
15 森林水文科学在21世纪流域管理中的应用 285
15.1 引言 285
15.2 预计未来几十年将发生的生物物理和社会经济变化 286
15.3 21世纪维持流域生态系统服务的管理对策 289
15.3.1 管理物种组成和林分结构来优化产水量 289
15.3.2 更大的空间尺度上的管理 292
15.4 结论和建议 294
参考文献 295
16 北部高纬度地区泰加林的水文特征 302
16.1 引言 302
16.2 北方森林特征和生长条件 303
16.3 文献综述 304
16.4 局地和区域水文变化 306
16.4.1 泰加林带的雪水平衡 306
16.4.2 森林覆盖对产水量的影响 312
16.5 结论 314
16.6 致谢 314
参考文献 315
17 森林水文学的发展方向 320
17.1 森林水文学：我们已经知道了什么？ 320
17.2 我们将何去何从？ 324
17.2.1 森林水文学会发生什么转变？ 324
17.2.2 蒸发和蒸腾 324
17.2.3 凝结 325
17.2.4 径流过程 326
17.2.5 森林水文学与生态水文学的融合 326
17.3 更广泛的森林水文学 327
参考文献 328
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