大规模植被恢复工程在全球范围内广泛实施，我国“退耕还林（草）”工程是最具代表性的实践之一。已有研究表明，植树造林往往通过增强蒸散发而降低流域的年径流总量。然而，植被恢复如何影响事件尺度上降水向径流的转化过程，尤其是在大流域和极端降水事件条件下，仍缺乏统一认识。

在此背景下，中国科学院地球环境研究所王云强研究员团队以黄土高原北洛河流域为研究对象，选取5个不同造林程度的中尺度流域（面积介于774~17180 km²之间），系统获取近40年（1979-2018年）的降水与径流观测资料，采用集成降水-径流分析方法，定量刻画了植树造林前后地表径流对降水的非线性响应特征，评估了造林对径流响应行为的影响并探讨其潜在物理机制。

研究发现，植树造林可使流域径流响应峰值降低最高达86%，该降幅与植被覆盖度的增长幅度成正比，且远超过平均流量（最大降幅59%）和中值流量（最大降幅24%）的降幅（图1）。此外，径流响应峰值的降低在极端降水事件中最为显著（即使以百分比计算亦是如此），而非在低中强度降水事件中。这一结果表明，植树造林后径流响应的削弱并非主要源于林冠截留增加或土壤水分亏缺增加，因为这类机制会对低中强度降水事件下的径流响应产生更强的影响。相反，径流响应峰值的变化更可能源于产流面积的缩小以及土壤入渗能力增强导致的快速径流路径减少（图2）。值得注意的是，在植被覆盖度增长最为显著的三个流域中，低径流量并未下降，反而出现一定程度的增加，最大增幅可达25%（图3）。

相关成果近期发表于国际学术期刊Journal of Hydrology上，刘少震博士为论文第一作者，其国内导师王云强研究员与国外导师James W. Kirchner教授（瑞士联邦理工学院）为论文共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金（U24A20629、42177306)、中国科学院西部之光创新交叉团队等的共同资助。

Liu,S.,Seybold,H.,van Meerveld,I.,Wang,Y.,& Kirchner,J. W. (2025). Tree planting and soil conservation measures have strongly attenuated storm runoff responses on the Chinese Loess Plateau. Journal of Hydrology,662,134039. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.134039

图1 造林后五个流域的LAI增长百分比、造林前后日径流时间序列对比

图2 植树造林影响径流响应行为的三种潜在机制

图3 造林后LAI增加程度与径流响应峰值、平均流量、中值流量及低径流量变化程度的关系