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1植被生態建設與水資源的保護和利用
伴隨著人類認識、改造自然界,各種破壞自然界的活動也在不斷進行著,其結果則是潛移默化地影響、改變生態平衡,造成生態系統的破壞。特別是植被生態系統的破壞,往往可以直接影響土壤、水文、大氣和生物等其他生態系統的平衡,帶來連鎖效應。因此,可以說植被生態系統建設是生態環境建設的重中之重。植被生態建設是以自然植被的種植建設為主的生態建設過程,具體包括了灌木植被、森林植被、草原植被、荒漠植被等類型的植被建設。通過相關的監測數據及研究發現,森林植被建設是整個植被生態建設的關鍵,這是由于森林覆蓋面積廣、生態系統復雜多樣、對生態氣候的影響最直接。因此,森林植被建設不僅是植被生態建設的關鍵,也是生態環境建設的重點。森林植被建設與水資源的保護利用,是以生態系統中的水循環為基本原理:大氣降水通過森林被部分截留并下降到地面,再被森林逐層吸收、分流、下滲,而被森林截留降水部分通過植被直接吸收,部分被大氣水循環利用。對于森林植被,水文作用的影響非常明顯,這是因為森林植被體量較大、結構復雜,林下土壤滲體量較大、結構復雜、林下土壤滲透性強,這也使得森林植被的水文特點突出且對生態系統的調節作用很明顯,概括起來為以下三個方面:(1)森林生態系統有很強的截留蓄水能力。由于森林生態系統復雜多樣、覆蓋面積較廣,因此對于大面積降水或區域降水,能夠很好地涵蓄水分。同時由于森林生態系統中植被的生長周期較長,其深層土壤的涵蓄能力更是突出。特別是復雜緊密的森林系統,其涵蓄能力比單層稀疏的人工林要強3~5倍。因此,我們應加強保護天然林,使之更好地服務于生態建設。(2)森林生態系統有很好的平衡徑流河川的作用。由于森林生態系統的復雜多樣性,使得其對截流蓄水方面有著明顯作用,而這也為調節河川徑流的水文特點起到重要的作用。一方面在突發性暴雨期間,森林生態系統龐大的涵蓄能力,不僅有效補給了地下水含量,同時也牢固了地表土壤,大大縮短了洪水峰值的出現時間;另一方面在季節性枯水期間,森林生態系統依靠自身的涵蓄給養,不僅保證了森林生態系統的正常,同時也可以間接補給河川徑流,大大降低了枯水期干枯的機率。(3)森林生態系統能明顯減少徑流總量,對調節大氣溫度具有顯著作用。森林系統的水流散量與地面水分蒸散量的比例大小直接決定了其所在區域徑流總量。通過長時間的觀察研究,在濕度較大的區域,森林系統對徑流總量的影響很小,因此森林系統對該區域的徑流影響也較小。但是對于較干旱區域,森林系統可使該區域徑流總量比例系數下降10%,明顯改善該區域的大氣生態和植被生態。
2水土保持綜合治理與水資源的保護和利用
水土治理不僅關系到水文、土壤、生物等相關生態系統的平衡,同時更是植被生態系統改善恢復的關鍵,因此水土綜合治理是生態建設的基礎。水土保持綜合治理究其本質,就是加強植被生態建設。一方面充分發揮植被生態對水土保持的調節作用,另一方面積極提高水土保持對植被生態的維護作用。所謂水土保持,就是積極采取相關措施,包括生物措施、土地措施和工程措施等,以達到改善平衡水土資源的生態循環。水土保持對水資源有積極的影響,特別是在復雜植被生態區域,其生態建設效果也更加明顯。(1)能大幅提高生態系統的截水效果,并顯著提升生態系統對水資源的循環利用。一方面通過采取有效的植被建設,不僅可以增加生態系統的截留蓄水的能力,增加地下水的蓄水量和調節河川徑流的流水量,最終可以直接作用于農業生產;另一方面水土保持綜合治理能積極改善相關的其他生態系統的平衡,增加生物和植物的數量,最終可以提高水資源的循環利用率。(2)能顯著調節江川河流的水文特性,并直接改善區域生態環境。對突發性降水區域,有監測數據表明,通過水土保持綜合治理后,能明顯削弱洪水效應,特別是中小流域的區域,其削洪效應可達40%以上。而洪水效應的削弱,不僅使得周邊的農村田地免受侵害,更重要的是直接改善了周邊生態環境,包括土壤生態、空氣生態和植被生態等。因此,我們應加大水土綜合治理的力度,提高水土綜合治理的技術措施。(3)有效減少江川河流的徑流總量,明顯減少次生災害的發生。通過水土保持綜合治理,能使水土和植被聯系更加緊密,直接提高在降水過程中有效截留水量,從而減少江川河流的徑流總量,不僅能降低洪水爆發時的災情,也可以減輕持續干旱時的破壞。有監測數據表明,目前通過對黃河流域部分區域的水土保持綜合治理,已經明顯減少了黃河徑流總量,特別是7—8月黃河汛期期間,其徑流減少量可達3%以上;同時顯著降低了黃河洪災的發生,改善了沿河區域的生態環境,使得水質、土壤、植被及生物等都有了“質”的提升。(本文來自于《環境科學導刊》雜志。《環境科學導刊》雜志簡介詳見)
3尚需研究的問題
生態環境建設,特別是植被生態建設和水土保持綜合治理,與水資源的保護利用有著十分緊密的關系,一方面生態環境建設可以直接提高水資源的利用,另一方面水資源的保護利用可以進一步調節生態環境。但是目前由于監測數據的缺乏或技術手段的不到位,仍存在一些問題無法得到應證:(1)森林植被與水文氣候的關系仍缺乏有效的監測數據論證。雖然現在對森林植被的研究較多,但大多數仍停留在森林植被與小范圍水文特性的關系研究,由于缺乏必要的技術手段,使得森林植被與大區域大氣水文關系缺乏足夠的有效數據。而這一點也阻礙了森林植被與區域水文特性關系的深入研究,特別是森林植被與區域性降水,無法驗證其二者的相互關系。再如對復雜的森林植被系統(主要指由于森林面積較大,包含2個以上氣候帶的森林植被系統),其與區域性水文特性的關系仍是通過小范圍實驗得到,因此也就阻礙了利用森林植被調節區域性氣候的研究進展。(2)荒漠化防治建設工作有待進一步深入開展。由于我國荒漠化的加劇,使得荒漠化防治成為我國當前生態環境建設的重點工作。然而由于我國荒漠化研究起步晚,加之荒漠化研究缺乏科學的技術方法,使得荒漠化防治處于摸索試驗階段。而荒漠化水土保持與植被生態建設的關系,以及區域水文特性與荒漠化植被的關系,是研究開展荒漠化防治建設工作的重點。因此,在今后的工作中應重點推進荒漠化防治建設工作的理論研究和試驗監測,力求遏制我國荒漠化的態勢。
作者:和向東王靜波單位:云南省環境科學研究院