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山青才能水秀,林绿方能水清。林业兼有生态、经济、社会三大效益,肩负着优化环境和促进发展的使命。浙江素有“七山一水两分田”之称,绿水青山是全省得天独厚的自然财富和资源禀赋,应切实发挥森林、湿地等自然资源在涵养水源、保持水土、调节径流、排涝泄洪等方面的作用,推进“五水共治”和“美丽浙江”建设。
森林在“五水共治”中的作用
森林是陆地上最重要的生态系统,具有拦蓄降水、调节径流、净化水质、保护生物多样性等诸多生态服务功能。关于森林的作用,孙中山先生曾有过精辟的论述,他指出:“我们防水灾的治本方法是种植森林,水灾之外还有旱灾,治本方法还是种植森林”。随着社会经济的发展,环境污染日益严重,水已经成为人类的紧缺资源。充分发挥森林植被的生态水文功能对于浙江“五水共治”具有重要作用。
促进降水。森林的粗糙度、反射率、热量平衡、水分平衡与农田、草原、城市等其他类型下垫面有明显不同,并且森林巨大的蒸腾作用加强了空气的垂直运动。这些特征对降水、局部环流的形成具有明显的促进作用,从而对不同尺度和区域的气候产生影响。研究观测数据显示,一般地形条件下,森林覆盖率增加一个百分点,可增加降雨8毫米,有起伏的丘陵地可增加16毫米。
涵养水源。森林通过林冠层、枯落物层和土壤层对降水截留、吸收和下渗,进行时空再分配,减少无效水,增加有效水。森林能截留10%—20%降水,能使50%—80%的降水渗入地下,每公顷森林可蓄水400—2000立方米。根据全国森林生态定位监测结果,热带、亚热带、温带和寒温带森林综合涵蓄降水能力在40—166毫米,中间值为103.4毫米,即森林含蓄降水能力在100毫米左右,相当于1000吨/公顷。
削洪抗旱,提高水资源利用率。森林通过林冠层、枯落物层和林地土壤层对降水拦截、转换、传递,使汛期部分地表径流和壤中流转入地下径流,然后以土内径流或地下水方式缓慢补充给河川,减少了汛期径流量,增大枯季径流量,调节水资源的分配,发挥了“森林水库”的重要作用,减弱了暴雨洪涝灾害的破坏力,提高了对旱灾的抵抗能力。研究表明,小流域森林覆盖率每增加2%时,约可削减洪峰1%。当流域森林覆盖率达到100%时,森林削减洪峰的极限值为40%—50%。2010年,中国西南地区发生特大旱灾。对云南省4个水库的水文、降水、植被等因素调查分析显示,集水区森林资源的数量和质量是影响水库入流量的最主要外部因素。森林覆盖率越高,水库集水区供水量越大。集水区内森林覆盖率每增加1个百分点,每平方公里集水区每天向水库供水量可以增加3.3%—12.9%。森林植被好的流域可以增加降雨,减少蒸发,水库向下游供水基本不受影响。云南省云龙水库森林覆盖率在76%左右,人口密度低,植被基本上没有受到人为破坏,水库每平方公里集水区面积每天的入流量为616.94立方米。植被条件差的流域降雨减少,蒸发量加大,地表径流明显减少,流域对旱灾的抵御能力下降,造成整个流域旱灾损失严重。松华坝水库森林覆盖率为61.9%,人口密度高,植被受到人为破坏比较严重,水库每平方公里集水区面积每天的入流量为353.46立方米,仅为云龙水库的57.3%。
净化水质,减轻水污染。森林以光合作用调节大气中氧的循环,从而增强了污染大气的自净能力,并以吸附、同化、生化、杀菌等作用,减少空气中有毒有害气体和灰尘细菌等的含量,使降水过程中从大气中溶解的污染物质含量降低。森林生态系统的林冠层、枯枝落叶层和土壤层具有特殊的结构和性质,对各种污染物起着过滤、净化的作用。森林生态系统能通过林冠、枯枝落叶层、植物根系减轻水土流失,进而减少河流泥沙含量。研究表明,阔叶林、针阔混交林、竹林对地表水中氨氮的净化作用分别是67.75%、77.98%和22.94%。
湿地在“五水共治”中的作用
湿地与森林、海洋并称世界三大生态系统,具有提供水资源、调蓄洪水、降解污染物、保护生物多样性等诸多生态服务功能。充分发挥湿地的生态服务功能对于浙江“五水共治”同样具有重要作用。
提供水源。湿地可以作为居民生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水的水源,溪流、河流、池塘、湖泊中都有可以直接利用的水。湿地流入到蓄水层的水,可成为浅层地下水系统的一部分,使之得以保存和补充。如果湿地受到破坏或消失,就无法为地下蓄水层供水,地下水资源就会减少。西溪湿地作为杭州重要的蓄水单元,它所汇集和贮存的水体可用于满足邻近区域的生产、生活需要。除了湿地本身,西溪湿地广阔的集水区使其成为杭州重要的水源供给区和一个极佳的战略备用水源存贮库。
净化水体。湿地是天然的水体净化器。当污水流经湿地时,流速减缓,水中的有机质、氮、磷、重金属等物质,经过沉降、植物和土壤吸附、微生物分解等过程后得到净化。以石臼漾水源湿地为例,根据对湿地进出口水质长期监测,石臼漾湿地能有效去除水中的污染物,氨氮去除率平均达41.9%,总磷和总氮的去除率分别达到16.6%和10.8%,进口处Ⅳ类—劣Ⅴ类的水体,流经湿地约4—8天,至湿地出水口处可达到Ⅲ类水体标准。
调蓄洪水。湿地温润清澈,水面连接着广袤的地表水流,每当洪水到来,湿地起到减缓洪水流速、削减洪峰、延长水流时间的作用,因此被称为陆地上的“天然蓄水库”。许多湿地地区是地势低洼地带,与河流相连,是天然的调节洪水的理想场所。根据测算,杭州西溪湿地常水位下地表水蓄水量约为1170万立方米。遭遇20年一遇的洪水时,地表水蓄水量近3000万立方米。2008年10月,“罗莎”台风期间,西溪湿地就滞留了近1200万立方米的洪水,调洪蓄水作用得到有效发挥,周边人民群众的生命财产安全得到有效保障。
下一步,浙江林业科学研究工作应紧密围绕林业与水的关系,开展相关技术开发和技术推广,为全省“五水共治”行动提供技术支撑和示范样板。针对浙江主要水系水资源减少和农村典型水体污染较多的情况,重点开展江、河、库源头森林生态系统健康保育技术、清洁水源涵养林构建技术、湿地生物多样性保护与生态修复技术、水系沿线农村面源污染湿地处理技术等研究,为浙江主要水体源头生态保护、污染水体治理提供科技支撑,助力“五水共治”發展战略的实施。针对全省各地“五水共治”的需要,依托科技特派员队伍,推广人工湿地污水处理技术、河流湿地生态绿化技术、植被缓冲带构建技术、经济林生态高效经营技术,并建立样板工程。深入基层,开展广泛的调研,了解林业基层单位的技术需求,为“五水共治”提供技术依托。
森林在“五水共治”中的作用
森林是陆地上最重要的生态系统,具有拦蓄降水、调节径流、净化水质、保护生物多样性等诸多生态服务功能。关于森林的作用,孙中山先生曾有过精辟的论述,他指出:“我们防水灾的治本方法是种植森林,水灾之外还有旱灾,治本方法还是种植森林”。随着社会经济的发展,环境污染日益严重,水已经成为人类的紧缺资源。充分发挥森林植被的生态水文功能对于浙江“五水共治”具有重要作用。
促进降水。森林的粗糙度、反射率、热量平衡、水分平衡与农田、草原、城市等其他类型下垫面有明显不同,并且森林巨大的蒸腾作用加强了空气的垂直运动。这些特征对降水、局部环流的形成具有明显的促进作用,从而对不同尺度和区域的气候产生影响。研究观测数据显示,一般地形条件下,森林覆盖率增加一个百分点,可增加降雨8毫米,有起伏的丘陵地可增加16毫米。
涵养水源。森林通过林冠层、枯落物层和土壤层对降水截留、吸收和下渗,进行时空再分配,减少无效水,增加有效水。森林能截留10%—20%降水,能使50%—80%的降水渗入地下,每公顷森林可蓄水400—2000立方米。根据全国森林生态定位监测结果,热带、亚热带、温带和寒温带森林综合涵蓄降水能力在40—166毫米,中间值为103.4毫米,即森林含蓄降水能力在100毫米左右,相当于1000吨/公顷。
削洪抗旱,提高水资源利用率。森林通过林冠层、枯落物层和林地土壤层对降水拦截、转换、传递,使汛期部分地表径流和壤中流转入地下径流,然后以土内径流或地下水方式缓慢补充给河川,减少了汛期径流量,增大枯季径流量,调节水资源的分配,发挥了“森林水库”的重要作用,减弱了暴雨洪涝灾害的破坏力,提高了对旱灾的抵抗能力。研究表明,小流域森林覆盖率每增加2%时,约可削减洪峰1%。当流域森林覆盖率达到100%时,森林削减洪峰的极限值为40%—50%。2010年,中国西南地区发生特大旱灾。对云南省4个水库的水文、降水、植被等因素调查分析显示,集水区森林资源的数量和质量是影响水库入流量的最主要外部因素。森林覆盖率越高,水库集水区供水量越大。集水区内森林覆盖率每增加1个百分点,每平方公里集水区每天向水库供水量可以增加3.3%—12.9%。森林植被好的流域可以增加降雨,减少蒸发,水库向下游供水基本不受影响。云南省云龙水库森林覆盖率在76%左右,人口密度低,植被基本上没有受到人为破坏,水库每平方公里集水区面积每天的入流量为616.94立方米。植被条件差的流域降雨减少,蒸发量加大,地表径流明显减少,流域对旱灾的抵御能力下降,造成整个流域旱灾损失严重。松华坝水库森林覆盖率为61.9%,人口密度高,植被受到人为破坏比较严重,水库每平方公里集水区面积每天的入流量为353.46立方米,仅为云龙水库的57.3%。
净化水质,减轻水污染。森林以光合作用调节大气中氧的循环,从而增强了污染大气的自净能力,并以吸附、同化、生化、杀菌等作用,减少空气中有毒有害气体和灰尘细菌等的含量,使降水过程中从大气中溶解的污染物质含量降低。森林生态系统的林冠层、枯枝落叶层和土壤层具有特殊的结构和性质,对各种污染物起着过滤、净化的作用。森林生态系统能通过林冠、枯枝落叶层、植物根系减轻水土流失,进而减少河流泥沙含量。研究表明,阔叶林、针阔混交林、竹林对地表水中氨氮的净化作用分别是67.75%、77.98%和22.94%。
湿地在“五水共治”中的作用
湿地与森林、海洋并称世界三大生态系统,具有提供水资源、调蓄洪水、降解污染物、保护生物多样性等诸多生态服务功能。充分发挥湿地的生态服务功能对于浙江“五水共治”同样具有重要作用。
提供水源。湿地可以作为居民生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水的水源,溪流、河流、池塘、湖泊中都有可以直接利用的水。湿地流入到蓄水层的水,可成为浅层地下水系统的一部分,使之得以保存和补充。如果湿地受到破坏或消失,就无法为地下蓄水层供水,地下水资源就会减少。西溪湿地作为杭州重要的蓄水单元,它所汇集和贮存的水体可用于满足邻近区域的生产、生活需要。除了湿地本身,西溪湿地广阔的集水区使其成为杭州重要的水源供给区和一个极佳的战略备用水源存贮库。
净化水体。湿地是天然的水体净化器。当污水流经湿地时,流速减缓,水中的有机质、氮、磷、重金属等物质,经过沉降、植物和土壤吸附、微生物分解等过程后得到净化。以石臼漾水源湿地为例,根据对湿地进出口水质长期监测,石臼漾湿地能有效去除水中的污染物,氨氮去除率平均达41.9%,总磷和总氮的去除率分别达到16.6%和10.8%,进口处Ⅳ类—劣Ⅴ类的水体,流经湿地约4—8天,至湿地出水口处可达到Ⅲ类水体标准。
调蓄洪水。湿地温润清澈,水面连接着广袤的地表水流,每当洪水到来,湿地起到减缓洪水流速、削减洪峰、延长水流时间的作用,因此被称为陆地上的“天然蓄水库”。许多湿地地区是地势低洼地带,与河流相连,是天然的调节洪水的理想场所。根据测算,杭州西溪湿地常水位下地表水蓄水量约为1170万立方米。遭遇20年一遇的洪水时,地表水蓄水量近3000万立方米。2008年10月,“罗莎”台风期间,西溪湿地就滞留了近1200万立方米的洪水,调洪蓄水作用得到有效发挥,周边人民群众的生命财产安全得到有效保障。
下一步,浙江林业科学研究工作应紧密围绕林业与水的关系,开展相关技术开发和技术推广,为全省“五水共治”行动提供技术支撑和示范样板。针对浙江主要水系水资源减少和农村典型水体污染较多的情况,重点开展江、河、库源头森林生态系统健康保育技术、清洁水源涵养林构建技术、湿地生物多样性保护与生态修复技术、水系沿线农村面源污染湿地处理技术等研究,为浙江主要水体源头生态保护、污染水体治理提供科技支撑,助力“五水共治”發展战略的实施。针对全省各地“五水共治”的需要,依托科技特派员队伍,推广人工湿地污水处理技术、河流湿地生态绿化技术、植被缓冲带构建技术、经济林生态高效经营技术,并建立样板工程。深入基层,开展广泛的调研,了解林业基层单位的技术需求,为“五水共治”提供技术依托。