作者:刘学义 来源:科学时报 发布时间:2011-1-28 9:12:27
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【科学时报】刘学义:警惕不良造林

 
在中国发展的诸多问题中,水是核心问题,尤其是北方地区,可以说有水就会有一切。生活水平的提高,需要大量的粮食和木材,对森林的砍伐成为必然。森林少了,洁净的水源减少,环境质量下降,影响到人类和相关物种的存在。人们采取人工造林,以期恢复原有的生态环境状况,其投资规模惊人。然而,效果却不尽如人意,关键问题是水持续减少了。怎样造林才能更多地涵养水源,这需要理论上的创新和实践上的进步。
 
森林能够涵养水源,其本质问题是露形成,包括露水和雾露水,以雾露水为主。该观点笔者在《涵养水源莫忘森林露》(《科学时报》,2010年8月20日,A3)一文中进行了阐述。并且提出,在能够产生露水的无林少林区域发展森林,在能够产生露水的森林区域壮大森林,可以有效解决水资源危机问题。综观国内外水危机形成的根本原因,不完全是用水的增多,其根本问题是对涵养林破坏及不良造林导致的耗水增加。
 
什么样的林木群落为涵养林,是首先需要明确的问题。森林之所以能够涵养水源,是因为它所处的环境不同,收集的露水量和降水量之和大于自身消耗量,多余的水才会流出来。人工栽植的经济林和绿化林所处的位置往往比森林低,不(少)具备收集露水的条件,以消耗降水为主要目标,在降水不满足消耗情形时,必须人工灌溉才能保证成活。因此,一个林区除了自己正常生长发育外,能够源源不断地流出水来可以认定为水源涵养林,需要促进其壮大发展;一个林区自己能够正常生长发育,但流不出水来,可以认定为准水源涵养林,需要促进其向涵养林转化;在可以发展水源涵养林的地方,而发展经济林,耗水严重,要严厉取缔,并恢复涵养林;在不适合造林地方造林及建设防护林,除必要外应有所限制。
 
在各地植树造林活动中,人们热衷于提到一个指标,那就是森林覆盖率,这在涵养水源方面又能说明什么问题呢?我国一般把林木覆盖度0.3以上的区域称为森林覆盖区。多数经济林木的覆盖度都超过0.3,它们是能够具有水源涵养功能的森林吗?相反,正是经济林木的存在,加大水资源危机形成。部分地区经济林木下土壤深层形成的“永干层”就是明显的例证。我们不是不要经济林、不要覆盖率,而是不希望盲目发展。
 
在森林边缘区,通过直接砍伐或历史砍伐后发展的经济林是造成水环境压力的罪魁祸首。它们的存在是以消灭具有水源涵养功能的森林为代价的。这种经济林的发展破坏了高性能的水生产环境,代之以极少的露水拦截量和大量消耗水为目标。它的过度发展将造成水环境的极度短缺,和严重情形下的气候逆转。因此,对这种类型的经济林要严格取缔,恢复森林本来面目。
 
不良造林的表现有多种形式。除上述提到的经济林以外,还包括现代交通通道绿化、平川区绿化带、低山荒地绿化、农田防护林、村庄四旁绿化、城市绿化等。从水源涵养角度看,这些基本上都是以耗水为主的不良造林。当然,这些林木在增加区域大气湿度方面,提高涵养林的涵养量等方面,还是具有一定作用的,在绿化美化方面也功不可没,只是它们消耗水分太多了,需要警觉,需要限制。
 
不良造林对耗水的增加是巨大的。从涵养水源的观点出发,不良林木不仅涵养水源少,即生产露水少,而且大量消耗水分。在水的总量上以消耗为主,表现为负值。涵养水源能力强的森林也在大量消耗水分,但它们的涵养量足以弥补消耗量,在总量上以生产为主,表现为正值。正负差别巨大,理论上可以达到几倍甚至十几倍。
 
究竟怎样造林才能更多地涵养水源呢?
 
在能够产生露水的无林少林区域发展森林和森林区域壮大森林,是我国乃至全球水资源危机区造林的基本原则。它的具体原则包括:由高到低、由点到面、由高湿区向低湿度区推进、树种与环境适应、乔灌草相结合等。
 
陆地森林分布海拔范围在0~3300米,亚高山灌丛和草甸带为3300~3800米。对流层是水气剧烈活动区域,以高度1500~5000米范围最为激烈,也就是说,在这个范围内有主要云层分布。森林能够较多地接触到的云层范围大约在1500~3300米。实际上森林接触到的范围只占到活跃对流层的50%,亚高山灌丛和草甸带占10%左右,剩余部分只有依靠3800米以上的少量山体表面了。云是饱和或过饱和水气,它与森林接触,依托森林巨大的表面积,产生大量的雾露水,这是涵养水源的主要来源。另外,随着海拔的增高,空间温度显著下降,风带动热气流随山坡上升时,容易达到露点温度,森林以其丰富的叶面积生产大量露水,成为涵养水的重要补充。这就决定了人们首先要在高海拔区域发展森林,特别是在海拔1500~3300米范围内。因此,对于任何区域来说,造水源涵养林应优先发展管辖范围内的高海拔地方,其次才能考虑相临的低海拔区。此外,高海拔区栽植的林木,由于露的产生,可以保证树木水分需要,从而提高成活率,降低造林成本。
 
森林是一个完整的生态系统。当森林面积不断减少并达到一定限度时,涵养水源功能将陆续降低直至丧失,引起区内总水量减少,进而发生一系列生态环境状况逆转,2010年西南地区大旱就是例证。由点到面就是围绕已有的森林,通过人工干预的方法,扩大它的垫面,以增强森林生态系统稳定性,扩充水源涵养功能。由点到面的根本目的在于进一步提高森林区域和相临区域大气湿度,增加拦截露水的表面(叶面积),提升水源涵养效率。在操作上包括两个内涵:一是对森林区域内的完善,补足空隙,加强保护和严格管理等;二是在森林区周围适合的范围内栽植相应林种,扩大面积。
 
在高湿环境内栽植林木的优势显而易见。高湿区域易于形成露水,林木成活率高,涵养水源效果好。当开展水源涵养林为目标的植树造林活动时,一定要调查清楚湿度在区域内的分布。首先从高湿处着手,陆续向相临低湿区域扩展。由沿海地区造林向内陆推进,是由高湿到低湿发展的重要内容之一。沿海地区空气湿度大,即使是山不太高的时候,也容易形成露水,实现水源涵养。这一情形也适合大型湖泊周围林木的发展。
 
中国幅员辽阔,各地气候生态环境差异显著。不同树木品种对环境的适应有不同要求,这是长期以来自然选择和进化的结果。如寒温带气候类型适宜针叶林发展,温带适宜针阔叶混交林发育,暖温带适应落叶阔叶林,亚热带适合常绿阔叶林,而热带则适应暖性针叶林和常绿阔叶林。不同生态环境下均有其适应的主干林木品种。同一位置不同海拔要求树种完全不一样。此外,不同树种水源涵养量的差异也十分明显,例如,同样质量的针叶树种叶表面积比阔叶树种大得多,生产水分能力也就强得多。因此,选择同类生态环境下相应的树种进行栽植,是必须遵循的科学原则。
 
完整的森林有5~7个层次,由地表、苔藓地衣、草、灌木、半乔木和乔木等构成。它们以最大的外露表面积和不同位置层的配置,对空气中的水分进行全方位拦截,实现水源涵养目标。草和灌木是森林涵养水源系统的重要组成部分。因此,营造林木不能忽略乔灌草的组合配置。在3000米以上的山区,营造灌草的意义可能更为重大。
 
在能够产生露水的区域发展森林,发展能够产生露水的森林,应成为我国乃至全球水资源危机区造林的基本原则。
 
(作者为山西省农业科学院经济作物研究所研究员)
 
《科学时报》 (2011-1-28 A3 周末评论)
 
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