近几十年来，我国各地开展了大量的人工造林和植被恢复，使我国成为世界上植被恢复规模最大、最成功的国家。然而，这也引起了一些人对水资源消耗的关注，《自然》杂志甚至警告说，中国的造林行动可能会加剧水资源短缺的局面。这些担忧和警告的科学基础是什么？回答该问题的前提是厘清植被变化与水资源关系的调节机制，这也是国内外生态水文学重点关注的课题。

针对这一科学问题，南京信息工程大学应用气象学院周国逸教授和武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室夏军教授以及合作者最近在地学高影响因子的《SCIENCE CHINA Earth Sciences》和权威期刊《中国科学:地球科学》上发表了题为“Not vegetation itself but mis-revegetation reduces water resources”(https://doi.org/10.1007/s11430-020-9670-x)和“不恰当的植被恢复导致水资源减少”(doi:10.1360/N072020-0157)的论文，通过傅抱璞理论和大量观测数据阐述了植被与水资源的关系，并提出了人工恢复植被的原则。

该论文首先阐明了产水量系数（径流量R与降水量P的比值）、湿润指数（降水量P与蒸散潜力PET的比值）和流域持水能力m∈(1,∞)的依赖关系（图1）。当mà1时，流域表现为一个光滑且不透水的表面，流域持水能力最弱；当mà∞时，流域表现为一个不透水的池塘，流域持水能力最强。产水量系数随湿润指数的变化关系，受到流域持水能力的调节，同样，产水量系数随流域持水能力的变化也受湿润指数的调节。任何导致m增加的土地覆盖增加（如植被恢复）都会降低产水量系数，但其降低速率随m的增大会迅速降低，这就解释了为什么增加植被对小流域的负面影响比大流域的负面影响大。

图1. 产水量系数R/P随湿润指数P/PET和流域持水能力m的变化

该研究通过分析产水量系数的敏感性，解释了为什么湿润地区比非湿润地区更容易发生山洪灾害，并预计发生山洪和水库淤积概率高的可能性依次为：黄河流域>长江流域>珠江流域。根据大型植被工程对水资源影响的几个实例，包括黄土高原、祁连山、广东省等地区的人工造林工程，表明，其对湿润地区的水资源没有显著影响，但在干旱-半干旱地区，植被恢复工程会显著减少水资源，其潜在机制可由本文很好的解释。

在以上分析的基础上，该研究进一步提出了在不同持水能力和不同湿润指数的流域进行人工植被恢复的原则，从而实现水资源可持续利用。（论文链接为：中文版https://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/N072020-0157?slug=fulltext 英文版https://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCES/doi/10.1007/s11430-020-9670-x?slug=fulltext）

该研究得到了陈发虎先生的悉心指导，得到了南京信息工程大学研究项目（20191040）、国家自然科学基金项目（41890823、42071031、31770493）和广东省科学院科学与发展特别项目（2019GDASYL-0104001）的联合资助。