Scale effects and variability of forest–water yield relationships on the Loess Plateau, China

Abstract

The relationship between forests and water yield on the Loess Plateau is a concern to forest hydrologists and local governments. Most research indicates that forests reduce runoff but the degree of reduction is different at different sites. Data on precipitation, runoff depth, evapotranspiration and forest cover were collected for 67 watersheds through synthesizing published literature. Results suggest that afforestation on sparsely vegetated catchments reduces runoff and that this effect decreased with increasing forest cover. Annual runoff coefficients fluctuate around 4.1%. Catchment scales influence the relationship between percent forest and runoff coefficient. We believe that afforestation-water yield relationships are variable. Large-scale watersheds may have a relatively high buffering capacity that masks forest cover effects on runoff because of a number of interacting factors. Results from this research will support the implementation of large-scale afforestation programs on the Loess Plateau.Keywords: afforestation, hydrologic impact, water yield RÉSUMÉ La relation entre les forêts et l'apport en eau sur le Plateau de Loess est au coeur des interrogations des hydrologistes forestiers et des gouvernements locaux. La plupart des recherches indiquent que les forêts réduisent le ruissellement mais le niveau de ré-duction est différent selon les sites. Les données sur les précipitations, la profondeur du ruissellement, l' évapotranspiration et le couvert forestier ont été recueillies dans 67 bassins hydrographiques à partir de la synthèse des documents publiés. Les résultats indiquent que le boisement effectué sur des bassins hydrographiques à végétation rare réduit le ruissellement et que cet effet diminue selon l'accroissement du couvert forestier. Les coefficients de ruissellement annuel fluctuent aux environs de 4,1%. La taille du bassin hydrographique influence la relation entre le pourcentage de forêt et le coefficient de ruissellement. Nous croyons que les relations entre le boisement et le ruissellement sont variables. Les bassins hydrographiques de grandes dimensions peuvent présenter un pouvoir tampon relativement supérieur qui masque les effets du couvert forestier sur le ruissellement à cause de l'interaction de plusieurs facteurs. Les résultats de cette recherche aideront à la mise en place de programmes de boisement de grande envergure sur le Plateau de Loess.