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气候变化(尤其频繁发生的极端气候事件)及其对森林生态系统的影响是个不争事实,全球变化背景下的水文生态研究,一直是世界研究热点之一,而森林结构改变对水文功能影响是森林-水分关系研究的核心。本文在2008年中国南方特大冰雪灾害背景下,针对森林结构变化对森林水文过程影响这一科学问题开展研究。在南岭小坑流域,选取以藜蒴栲为优势种的亚热带常绿阔叶林作为研究对象,通过人工去除林冠层、并在样地内添加和移除处理枝叶,模拟冰雪灾害对森林生态系统的破坏。采用群落生态学方法,定期调查未受损森林及同类受损森林的各种结构因子,揭示受损森林自然恢复过程中的系统结构时空动态变化规律；2012年4月～2013年3月期间,在模拟林冠受损样地和对照样地,采用平均木法分别选取12株树干流测定样木、以网格法机械地分别布设14个穿透雨收集器,共获得46次降水的树干流和穿透雨数据,以此分析林冠受损对森林降水分配规律的影响；通过成对径流场比较的方法研究坡面地表径流特征,并揭示影响地表径流变化的主要因子。获得的主要结果如下：(1)林冠受损对群落乔木层结构和林下植被产生了较大影响。研究发现：试验1.5年后,受损样地乔木顶部有大量枝条萌生,林冠开始逐渐恢复,但是同未受损林分比较,冠层郁闭度仍有很大差距。去除林冠层后,林下植被盖度较处理之前有较大幅度提高,林下乔木幼苗的组成发生了较大变化,野桐、山乌桕、山苍子等喜光性树种替代藜蒴栲占据优势地位,可能会改变森林未来的演替方向。去除林冠层在短期内可显著增加林下植被物种丰富度和生物多样性。(2)林冠受损显著影响降水再分配格局。试验期间人工记录降雨总量为1859.1mm,其中对照(CN)林冠截留总量为385.2mm,平均截留率为20.7%；总穿透雨量为1315.5mm,平均穿透雨率为70.8%；总干流量为158.4mm,平均干流率为8.5%。去除冠层、林下添加处理枝叶的样地(TD),林冠截留总量为238.7mm,平均截留率12.8%；总穿透雨量1550.9mm,穿透雨率为83.5%；总干流量为69.5mm,干流率为3.7%。(3)影响降水再分配格局因子分析。研究发现林冠截留量、穿透雨量和树干流量与降雨量均有显著的正相关性。林冠截留量与降雨量成对数函数相关,穿透雨量和降雨量呈线性相关,树干流与降雨量呈二项式相关。而林冠截留率与降雨量呈负对数相关,穿透雨率和降雨量之间呈二项式相关,干流率和降雨量呈正对数相关。通过对比分析,得出：降雨量和乔木层郁闭度是影响森林林冠截留、穿透雨和树干流大小的主要因子。(4)森林的最大截留量分析。研究发现,未受损藜蒴栲群落最大截留量为21.3mm,其中林冠的最大截留量为20.2mm,林下植被层0.5mm,枯枝落叶层0.6mm；当森林受损(TD)后,森林的林冠层最大截留量明显减少,为9.9mm,而林下植被层和枯枝落叶层截留量显著增加,分别为1.6mm和3.5mm。(5)林下地被层生物量及持水能力研究。不同处理下的灌木、草本总生物量差别较大,其中TD灌草生物量最大,为8.75t/hm2；TR(去除冠层+移除冠层枯枝落叶)次之,为6.26h/hm2; CN最小,为2.53t/hm2。最大持水量表现为TD(15.71t/hm2)>TR (11.31t/hm2)>CN (5.06t/hm2)。不同处理枯落物层总贮量为TD (46.20t/hm2)> CN (3.74t/hm2)> TR (2.56t/hm2)。最大持水量为TD(35.11t/hm2)>CN(6.28t/hm2)>TR(5.63t/hm2);最大持水率分别为TR (222.7%)>TD (175.2%)>CN (172.6%)。TD样地内枝持水性能远低于叶的持水性能。枯落物持水速度和浸泡时间呈指数相关。(6)林冠受损显著影响坡面径流和泥沙流失量。坡面径流和泥沙流失量都表现为TR>CN>TD,即去除林冠并移走林冠残体(TR处理)显著地增加林地坡面径流量和泥沙流失量,而去除林冠但保留林冠残体在林地(TD处理)能显著减少林地坡面径流量和泥沙流失量。用灰色关联度分析影响坡面径流的主导因子主要有降雨量、降雨历时、乔木层郁闭度、枯落物生物量和枯落物有效持水量。影响泥沙流失量的主导因子主要为降雨量、乔木层郁闭度和枯落物厚度。