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关键词:水利工程建设;生态环境;影响分析;保护措施
中图分类号: TV22;X820.3 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.10.031
我国在水利工程建设方面取得了较大的成就,全国范围内已经建成8万多座水库,6万多座水闸,堤防累积长度达到30万公里,逐步形成了较为完善的水利工程建设系统。水利工程的建设在一定程度上能够促进水土资源的合理利用,提高农业生产抵抗自然灾害的能力,但同时水利工程建设在特定的环境范围内,会对当地的资源结构和环境结构产生一定的影响。所以,在水利工程建设的过程中,要注重生态环境的保护,提高水利工程建设的整体环境效益。
1水利工程对局部降雨量的影响
1.1夏季降水少,冬季降水多
在水利工程兴建的过程中,会对季节性降雨的变化产生重大影响,造成这种现象的主要原因是,水利工程的修建造成了当地区域内积水增多,水分蒸发量会大大提高,使得区域内的空气湿度增加,降雨量增加。致使夏季降水减少的主要原因是,夏季陆地温度大于水面温度,水域范围内空气结构稳定,不利于空气对流运动,导致降水减少。冬季降水较多的主要原因是,冬季使降水增加的正面因素会超过负面因素。
1.2地域性降水发生变化
我国季风湿润区降水较多,干旱地区降水较少,但在水利工程兴建的过程中可能会改变这种降水的区域性特征。水利工程的建设使得空气上升运动的强弱和空气的对流运动规律发生变化。例如,干旱地区因为修建水库,当地的空气湿度上升,其附近地区水汽会比以前更加充足,降水量也随之增加。
2 水利工程对局部气温的影响
在水利工程修建之前,与空气直接接触的物质是地面,而水利工程的修建,增加了水面与空气接触的地域面积,地面的热容量和水的热容量之间有较大的差异,导致空气间的热容交换发生了较大的改变,使区域内的局部气温发生变化。主要表现在两个方面:一是夏季温度降低,冬季温度升高。通过对水利工程考察,一般深7米的水库,在冬季会使该区域内的气温上升2℃~4℃,夏季降温4℃左右;二是在日温差和年温差方面的变化。大型水库可降低日温差2℃左右,降低年温差1.5℃~2℃左右。
3 水利工程对水文系统的影响
一般水利工程的建设会直接影响到下游河流的水位变化,例如大型水库一般修建在水流较为湍急,水质较好的河流上游区域,并且通过在河道的关键位置设置水闸来控制河流流量和水位,主要是为了满足上游区域的取水或通航,并且对拦截洪水起到至关重要的作用。但是,下游地区河水流量会迅速减少,水位降低甚至断流,严重情况会造成海水倒灌,对下游地区的农业生产发展产生不利影响。另外,水闸开启后,水流量突然增大,水流速度加快,对河底底泥扰动较大,对河流水质产生不利影。
4 水利工程对水质的影响
水利工程对河流水质的影响包括积极影响和消极影响两个方面。其中,积极影响主要表现在水库内河流的流速减慢,水中的浮游生物活动较为频繁,其产生的二氧化碳与水中的钙、镁离子发生化学反应产生碳酸钙和碳酸镁,缓解水质的硬度。水库内的水停滞时间较长,水中的杂质会得到沉积,提高水质的清澈度;消极影响主要表现在水库内部河水的流动性降低,水体与空气的交换作用就会降低,导致水体的自净能力变差,水体中的污染物逐渐增多,导致水质变差。水库内的浮藻生物大量繁殖会导致水的富营养化。
5 水利工程对土壤的影响
以水库的建设为例,会对周围的土地造成盐碱化、沼泽化等。一是修建水库会导致下游地区的水位逐渐上升,水位接近地表时,遇到强烈的蒸发作用,导致土地盐碱化,地表植物会受到盐碱化影响干旱死亡;二是水库造成地下水位上升,土壤水分增多,出现沼泽化的现象,地表植被的根系因为难以接触养分而死亡,同时土壤沼泽化导致土壤肥力下降,土壤中微生物活动减少,不利于地表植被生长。
6 水利工程对地质的影响
一是大型水库的修建,水库内水体压力过重引起地壳应力增加,或者水体流动性较差导致水渗入岩层空隙,增加了断层之间的度,导致地质的稳定性降低,可能诱发地震;二是水位的上升,河岸土地强度下降,可能出现滑坡现象;三是水库的修建,水体容易受到污染,同时水体通过地下渗透将污染扩大,直接影响周围居民的身体健康。
7 结语
综上所述,水利工程的建设能够促进水土资源的合理利用,提高农业生产抵抗自然灾害的能力,但同时水利工程建设也可对当地的资源结构和环境结构产生一定的影响,导致局部降雨量变化、气温异常、水质变差、土壤盐碱化和沼泽化、地质活动异常等,对生态环境造成影响。
参考文献
[1]李蓉,郑垂勇,马骏,等.水利工程建设对生态环境的影响综述[J].水利经济,2011,(02).
关键词:城乡一体化农村生态环境政府主导公众参与
伴随农村经济社会的发展与进步,农村环境污染和生态破坏也在加剧。无论是面源污染、点源污染,还是生态环境破坏,都已成为影响农村经济持续发展、制约城乡一体化进程的严重障碍。
城乡一体化进程对于生态环境保护的新要求
城乡一体化是我国现代化和城市化发展的一个新阶段,包含城乡生态环境保护的一体化:第一,城乡环境保护重视程度一体化,即在观念上树立城市与农村环保同等重要的理念,努力实现城市和农村环保“两手抓,两手都要硬”。第二,城乡环境保护管理体制一体化,即管理体制的设计一体化(针对城市和农村的不同特点完善相应的环境管理体制)和保障体系一体化(对城市和农村的环保投入实现均等)。第三,城乡环境保护法制建设一体化,即城市和农村环保工作同样有法可依。服务于城乡环境保护法制建设的平等化,必须根据农村环保的特点,制定专门的农村环保基本法,修订与完善农村生态环境保护的法律法规体系。
农村生态环境保护中的政府主导作用
政府的职能和资源占有优势决定了其在生态环境保护中的主导作用,这个作用不应局限于城市,更应当向农村延伸。
政府作为与农村环境保护的差距。第一,政府对农村生态环境保护的短视。现存的政绩考核体制是以经济发展为重心的,缺乏对环境保护尤其是农村环保的战略性、长期性考虑。同时,政府将环保资金过多投向工业和城市,农村环保几乎享受不到环保专项资金的保障和先进环保技术的支持。第二,现行法律制度轻视农村生态环保。虽然现行法律提出了农村环保问题,但是缺乏针对性和可操作性规定,一些重要的农村环保领域还存在空白。第三,农村环境保护行政管理体制不科学。现行环境保护体制过分强调政府在环境保护中的主导地位,忽视了公众的参与,特别不利于公众环境意识的培养。
消除差距,加强政府农村环境保护法律职责。第一,创制与完善农村生态环境保护政策法律体系。结合农村生态环保的实际情况,在完善排污许可证制度、排污收费制度和环境影响评价制度的基础上,加快建立农村生态环境保护责任制度、农村生态环境综合治理考核制度和农村环境应急处置机制等。第二,建立健全农村环境保护管理制度。政府要重视科学规划在农村环保中的重要作用,合理安排乡镇企业的布局,控制污染物排放。设立专门负责农村环保的管理部门,明确职责,提高管理效率。第三,加大农村环境保护资金投入,运用经济手段改善农村生态环境。坚持“污染者付费、开发者保护、受益者负担”的原则,采取国家、集体、个人、外资多元投资的方式,保证稳定有效的环保资金投入。积极引入市场机制,特别是要鼓励个人出资参与农村环境建设,探索建立生态环境效益补偿机制。第四,加强农村环境监测与监管。建立农村环境监管平台和监测体系,完善环境信息制度,严格建设项目环境管理,加大环境监督执法力度,提高污染事故鉴定和处置能力。第五,加强农村环境保护教育,培育公众环保意识。针对文化素质较低和环保意识较差的广大农村居民,政府应“自上而下”发挥引导、教育职责,开展多层次、多形式的农村环境知识宣传和培训。
农村环境保护中的公众参与
环境问题的社会性、复杂性需要广泛的公众参与和社会合作,在可持续发展模式的指导下,公众参与已成为各国环境保护的公共基调。①我国农村生态环境的改善,同样也需要各类团体和社会公众的积极参与。
公众参与农村环境保护尚存障碍。一是公众参与农村生态环境保护的意识欠缺。农村居民随意丢弃生活垃圾的现象很普遍,垃圾的分类处理更是无从谈起。在农业生产领域,随意使用化肥、农药造成水体、土壤污染的现象也大量存在。更有甚者为了眼前经济利益,盲目建设污染企业,使得农村生态环境遭受严重污染破坏。二是公众的环境知情权缺失。我国现行法律缺乏环境知情权的规定,政府的环境状况公报内容单一,指标种类较少,特定地区的环境整体状况和变动趋势难以客观反映出来;且因一些环境状况指标技术性过强,不便于公众理解,达不到应有效果。三是公众参与农村环境保护的救济渠道不畅。我国法律规定有环境行政处理和环境诉讼两种基本的环境纠纷解决机制,但由于现行环境诉讼制度对于人资格规定过严、对证据的科学性要求过高、公益诉讼机制尚未健全、法律援助不到位,导致农民因成本高昂而难以通过诉讼维护自身的环境权利。
开辟多方途径,方便公众参与农村环境保护。一要参与农村环境立法。广泛征求公众意见,根据公众关注的程度和理解程度,创造条件,使公众参与制定完善防治饮用水污染,土壤污染,畜禽、水产养殖污染,乡镇企业污染,农药化肥污染,保护自然资源和发展生态农业等方面的法律法规。二要参与农村环境执法。加强农民的参与和监督力度,纠正、限制执法中的不当行为,减少的发生;同时,充分发挥农村基层组织的作用,利用村民自治的有利因素,建立一套自我管理、自我监督和约束的农村环保机制,提升广大农民对环保执法的支持力度。三要参与农村环境普法。加强普法工作,提高农民的环境法律意识,使农民自觉地参与环境决策、维护其环境权利。通过多种形式的环境法制宣传,强化农村干部和村民的集体荣誉感,积极参与农村生态环境建设。
农村环保:政府主导与公众参与的有效对接
从目前我国农村生态环境保护的实际来看,环境问题的解决必须依靠政府与广大民众的倾力合作。②公众参与并非公众对抗政府的机制,而是优化政府运行的机制。环境保护领域的公众参与机制所反映的理念正是充分吸收公众的智慧和力量,使环境保护得到真正的实现。③
政府主导与公众参与实现对接的可行性。农村环境保护是一项系统工程,仅仅依托“政府管制型”的行政管理机制难以满足需要,引入以公众参与为助力的“互动型”环保新机制已是形势所需。第一,政府主导对于公众参与环境保护的引导、保障功能。一方面,政府引导公众树立正确的环保观念,使公众的环保意识不断提高,最终在全社会形成统一的环境整体利益保护观念。另一方面,政府为公众参与环境保护提供制度保障。政府必须发挥主导作用,履行其公共利益代表人的职责,开辟多种渠道为公众参与环境决策提供制度保障,为公众环境利益受到侵害时提供救济保障。第二,公众参与对于政府主导环境保护的补充、监督功能。公众参与环境保护不仅有助于克服政府职能的局限性,也对政府履行环保职能具有监督作用。
政府主导与公众参与有效对接的制度构建。实现政府主导与公众参与的有效对接需要相关法律制度的保障。第一,建立农村环境污染源头控制制度。政府把环境指标量化作为乡镇企业设立审查及项目引入审批的重要指标,采用税收等一些财政手段引导企业,建立绿色生产、营销体系;通过科学规划村镇布局、居住和生活排污公共设施建设、防灾减灾等提高农村生态环境质量;依法推进农村土地集约利用,引进节约型的先进种植、养殖和灌溉技术,鼓励农业废弃物综合利用,支持发展生态农业。第二,建立公众参与环境保护保障制度。一是建立环境信息公开制度,定期有关环境监测信息和科技标准;二是建立公众参与环境决策制度;三是建立环境公益诉讼制度。第三,建立建全环境保护社会监督制度。一是建立专群结合的环境保护监管网络制度。各级政府要采取有效措施,多渠道、全方位、多层次进行宣传发动,实行专门机关和群众路线相结合,建立起“专群结合、点面结合”,全面覆盖农村的环境保护监管网络。二是建立政府环境保护绩效评价和责任追究制度。完善监督机制,积极组织和引导公众充分发挥环保议事权,同时将政府环保职能的落实从某种程度上通过环境绩效显示出来,把环境绩效纳入每一级政府的政绩考核体系之中。第四,建立环境保护社会教育机制。针对农村居民的实际情况,一是将环保教育纳入农村中小学学校教育,把环保知识写入教材,培养中小学生的环境意识和环境责任感。二是各级政府加大力度,定期组织有针对性的农村绿色生态教育,将环保法律宣传,农药、化肥和企业排污的破坏性、危害性宣传以及环保型农业技术知识普及作为教育培训的主要内容,增强农民的环境意识。三是利用各种媒介进行宣传,引导农民树立“绿色消费观”,节约资源,通过转变消费模式,间接引导生产模式的转变。
注释:
①李挚萍:《环境法的新发展——管制与民主之互动》,北京:人民法院出版社,2006年,第15页。
广泛宣传。提高认识,营造发展与环保的浓厚氛围
设施瓜菜生产和环境保护相结合在我县发展势头很好,让许多农民看到了脱贫致富的希望,找到了摆脱贫困的途径。我们运用实实在在的典型事例,高效诱人的经济效益,增强农民对设施瓜菜和运用环保技术的直观感受,变被动为主动,搞好项目推动。同时,积极做好扶贫开发与环境保护的宣传工作,统一广大干部思想,转变工作作风,使乡村干部既是发展设施瓜菜的组织者又是环境保护的责任人。
加强培训,不断提高农民的环境保护意识,加快现代农业生产步伐
为搞好扶贫开发与环境保护工作,我们同中国农科院蔬菜花卉研究所签定了合作协议,蔬菜所专家负责为我们提供技术咨询,给我们提供新技术新产品信息,并根据生产需要及时举办科技培训班,县扶贫办成立了农业技术培训中心;同时我们在全县每个乡镇都安排了一名专业技术人员,具体指导。项目实施以来,我们成功的推广了秸秆生物反应堆、营养块育苗、配方施肥、滴灌节水、生物防治等先进的实用生产技术。
加强产地建设和管理,把好源头关
1990年国际环境毒理学和化学学会(SETAC)对全寿命周期评价(LifeCycleAssessment)的定义为:“全寿命周期评价是一种通过对产品、生产工艺及活动的物质、能量的利用及造成的环境排放进行量化和识别而进行环境负荷评价的过程;是对评价对象能量和物质消耗及环境排放进行环境影响评价的过程;也是对评价对象改善其环境影响的机会进行识别和评估的过程[5]。”全寿命周期环境评价包括产品、工艺过程或活动的整个阶段,即原材料的开采、加工,产品的制造、运输、分配使用、重新利用、维持、循环以及最终处理。1993年,SETAC提出的LCA方法论框架,将全寿命周期生态环境评价的基本结构归纳为四部分:目标和范围的界定、清单分析、影响评价和改善评价。全寿命周期评价的第一步是确定研究目的与界定研究范围,这一部分包括研究目的、范围、功能单位的确定和结果的质量保证程序。清单分析是全寿命周期评价基本数据的一种表达,是进行全寿命周期影响评价的基础。它包括为实现特定的研究目的对所需数据的收集,它基本上是一份关于所研究系统的输入和输出的数据清单。全寿命周期影响评价是将全寿命周期清单分析得到的各种排放物对现实环境影响进行定性定量的评价,即确定产品系统的物质、能量交换对其外部环境的影响,这是全寿命周期评价最重要的阶段,也是最困难的阶段。最后全寿命周期改善评价的作用就在于能通过产品工艺或活动的全寿命周期中物质和能量的输入、输出的考察和分析,提出一些资源消耗和污染排放的改进措施,以利于减少环境污染负荷和资源消耗。
2生态环境评价指标
适应于桥梁的全寿命周期中的物质和能量的输入及输出,归纳评价指标为三个方面:资源消耗、能源消耗和碳排放。
2.1资源消耗资源消耗就是建筑所用建筑材料在生产过程中消耗的天然矿产资源的数量,是依据生产单位建材所需的各种原材料的实际数量的总和。以全寿命周期的观点,计算建筑材料资源消耗、能源消耗和碳排放时必须考虑建筑材料的可再生性。材料的可再生性指材料受到损坏,但经加工处理后可作为原料循环再利用的性能。对于钢材,钢筋与型钢具备可再生性,其可回收系数见表1[6]。而混凝土则不具备这个性能。
2.2能源消耗从全寿命周期评价“从摇篮到坟墓”的理念,能源消耗指标应包括建筑全寿命周期的每个阶段,每个阶段能源消耗主要分为建筑材料的内在能源和机械设备消耗。
2.3碳排放在建筑物的全寿命周期各阶段中,能量消耗中燃料燃烧后废弃物的排放所引起的环境污染是最为严重的,它涉及到温室效应、大气污染、水污染等。我国大部分能源是以燃烧矿物燃料或固体燃料获取的,所以温室效应可以以碳排放量为指标,以CO2作为基准,其他污染物根据其造成温室效应的影响,折算为CO2当量来衡量。其折算因子如表6所示。单位建材开采生产的污染物环境排放如表7所示[9,10]。建材生产阶段考虑可回收性能时,其碳排放可用式(5)计算,回收再生产的碳排放取为原碳排放的40%。其他阶段的碳排放主要是能源获取时燃烧煤、燃料油或天然气所产生的。因此其排放量可以根据各阶段的能源消耗来简单估算。由于其他阶段的能源消耗主要为建造施工过程的消耗,而施工中消耗的大多是燃料油,所以采用燃料油的热值和其燃烧排放的CO2来计算,为86kg/GJ。
3算例
3.1简支梁桥两座跨径40m的简支梁桥,桥宽11.5m,荷载标准为公路—1级。一座使用预应力混凝土建造,采用T梁截面,主梁高度2.1m,宽度2.3m。另一座使用钢材建造,采用悬臂式双箱结构,箱体高度2m,宽度3m,间隔2m。代入数据,分别计算它们的全寿命周期资源消耗、能源消耗和碳排放指标。
3.2连续梁桥连续梁桥,桥宽33.1m,荷载标准为公路—1级。一座使用混凝土建造,跨径118m。主梁采用单箱单室分幅变梁高预应力混凝土连续刚构,梁高4.0m~6.5m,线性变化,变化段长度30m。箱梁顶板宽16.05m,厚30cm~50cm,底板厚30cm~80cm,腹板厚50cm~90cm。另一座使用钢材建造,跨径110m。主梁采用单箱双室整幅等梁高箱箱梁,梁高4.5m,顶板挑臂的长度为5.5m,横肋间距2.5m,实腹式横隔板间距10m。由于跨径接近,将混凝土桥的数据按跨径换算为110m,以方便与钢桥的数据作比较。代入数据,分别计算它们的全寿命周期资源消耗、能源消耗和碳排放指标。
4结语
关键词:古浪县:祁连山;退耕还林;生态效益;可持续经营
中图分类号:S-9 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170332022
古浪县位于甘肃省河西走廊东部祁连山支脉,乌鞘岭、毛毛山北麓,腾格里沙漠南缘,该县祁连山区处县域东南部,为全县南部山区天然林主要分布区及退耕还林、水源涵养林建设实施区。在地理位置上处N37?12?~37?45?,E102?45?~103?48.3?之间,面积约18.67
万hm2,占全县总面积的1/3。海拔1825~3469m,最高可达3700m,年均温1.9~5.2℃,极端高温32~36℃,极端低温-26~32℃,年降水量290~440mm,无霜期110~140d,干燥度2.0~2.8之间,气候特征具有青藏高原气候特征,土壤为:亚高山草甸土,分布于海拔1800~3400m;山地灰褐土,分布于2400~2900m;山地黑钙土,分布于海拔2600~2800m,坡度>25?的山坡及坡地;山地栗钙土,分布于山地黑钙土下缘以下至2200m左右的山坡、山地及阳坡。森林植被垂直分布为:海拔3000~3500m之间,主要分布金露梅(Potentilla fruticosa L)、青海杜鹃(Rhododendron przewalskii Maxim)等高山草甸类植物;海拔2400~3000m之间,分布有高山柳(Salix cupularis Rehd)、毛枝山居柳(Salix oritrepna schneid)等为代表的耐寒植物;海拔2100~2400m之间则为乔灌、针阔混交林分布带,其天然树种有:青海云杉(Picea crassifolia Kom)、油松(Pinus tabulaeformis Carr)、刺柏(Juniperus formosana Hayata)、祁B圆柏(Sabina przewalskii Kom)、叉子圆柏(Sabina vulgaris Ant)、山杨(Populus davidiana Dode)、白桦(Betula platyphylla Suk)、河柳(Salix chaenomeloides kimura)、沙棘(Hippophae rhamnoides L. subsp. Sinensis Rousi)、金露梅(Potentilla fruticosa L)、灰兆樱Cotoneaster acutifolius Turcz)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam)等。人工栽培的树种有华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)、山桃[Amygdalus davidiana (Carr.) C. de Voss. ex Henry]、山杏[var. ansu (Maxim.) Yü et Lu]、柠条(Caragana korshinkii Kom)、柽柳(Tamarix chinensis Lour)、白榆(Ulmus pumila L)、沙枣(Elaeagnus angustifolia L)、青杨(Populus cathayana Rehd)等,主要分布于1825~2300m之间。
1 退耕还林现状
1.1 面积及分布特点
古浪县南部祁连山区退耕还于2002年起实施,2002―2005年完成,2006―2009年进行补植完成,林总面积4133hm2,碎片化分布于海拔2200~2600m,东西长180km的祁连山北坡低山丘岭区和低中山区,其间或分布于祁连山北坡青海云杉天然林或杨、桦天然次生林。其中:25以上坡地4.63067 hm2,25以下1067 hm2,阴坡半阴坡地占65%左右,约2685hm2,阳坡缓地占35%左右约11467 hm2。
1.2 树种配置 构成比例及栽植密度
树种配置及比例 根据祁连山区立地环境条件和气候自然状况,造林规划设计,遵循“因地制宜,适地适树”原则,以当地先锋树种和适宜树种沙沙棘(Hippophae rhamnoides L. subsp. Sinensis Rousi)、山杏[var. ansu (Maxim.) Yü et Lu]、柠条(Caragana korshinkii Kom)、白榆(Ulmus pumila L)等树种构成,白榆、柠条、山杏、沙棘各树种配比为1:1:3:14。
栽植密度 栽植密度因坡地、树种不同而不同,坡度25 以上栽植密度为2m×3m,坡度25 以下为2m×2m,山杏、白榆为2m×3m,沙棘、柠条为2m×2m。
1.3 林分构成及郁闭度及地被植物
林分构成为沙棘―山杏混交林占25%约1033hm2,平均郁闭度0.72,沙棘纯林占65%约2686hm2,郁闭度0.75;山杏及白榆纯林各占5%左右,各约206hm2,郁闭度分别为0.6、0.53。山杏平均高度3.6m,沙棘平均高度2.2m,白榆平均高度4.8m,柠条高度1.5m。
下层植物有芨芨草、鼠掌老鹳草、头花苜蓿、山苦荬、硬质早熟禾、甘露子、艾蒿、白莲蒿、委陵菜、拉拉藤、冰草、细叶亚菊、米口袋、高山点地梅、紫菀、蒲公英、马蔺、车前、鳞茎堇菜、香青、紫包风毛菊、紫花地丁、鹅冠草等地被草本植物,盖度为0.4。
2 生态功能测算与评估
祁连山森林植被是河西走廊商品粮基地的重要水源涵养屏障,为河西地区56条河流水源补给地,生态功能巨大。古浪县退耕还林为古浪县祁连山区水源涵养林的有效补充,业已承载着水源涵养、水土保持、迳流调节等生态功能,现实意义重大。
森林的水源涵养、水土保持、径流调节功能,其核心是对天然降水量的再分配,有效接纳,合理释放为其作用机理,平衡调节,持续作用为其健康标准。本文以祁连山区斑驳分布的天然青海云杉林、山杨次生林及广泛分布的山地草原为对比对象进行论述。
2.1 树冠截流效应
根据张理宏等研究北京九龙山灌木林郁闭度0.5~0.7,林冠平均截流率21%~23%,据观测测算,降雨量为0.1~5.0mm时,退耕还林沙棘灌木林平均截流效为30.1%,降雨量≥40mm,截流量为21%,而云杉天然林和山杨天然次生林分别为8.6和12.8%(≥40mm降水量,几乎是祁连山东段单次降水量的最大值)。由此可以判定祁连山退耕还林灌木林对天然降水量具有较强的首次分配(截流)功能,能够有效地削弱雨滴冲击地面的能量,减小雨水对地表的冲击力和地表流动速度速度,延长入侵时间,增加地面渗水和土壤渗水量,减小径流,增加水源涵养功能作用。
2.2 地被层及其容水功能
落叶枯枝层不仅具有强大的持水能力,而且具有促进水分下渗,抑制水分蒸发,减少雨滴溅蚀功能,对天然降水量进行第2次分配,该层在水分平衡中具有接纳与分配(涵养和调节)的显著作用。
表1表明,沙棘灌木林枯枝落叶层干重为2.34(万t/ha),青海云杉枯枝落叶层干重为0.92(万t/ha),而沙棘灌木林的容水量为10.3 mm,是青海云杉林容水量2.6mm的近4倍,水源涵养作用优良。
2.3 根系分布及其涵养功能
植被根系分布土壤层是土壤主要涵养水源层级,植被根系分布越多,土壤物理性质越好,有效蓄水量越高。同时,保持水土,防止侵蚀作用就越大,是对天然降水量的第3次分配。
表2显示,沙棘灌木林每公顷的根系总长度为21090.60 km,根系密集深度为30cm,分布深度115cm,根系生物量而青海云杉林根系总长度则为7692.84 km/hm2,较青海云杉林和草原根系发达,垂直分布深,水平分布密集,具有较强的水土保持能力;灌木林根系生物量仅次于青海云杉林但高于草原,土壤物理性质好,具有良好的水源涵养功能。
2.4 水分调节作用
古浪县退耕还林是祁连山水源涵养林的有力补充,天然降水通过林冠层拦截,枯枝落~层和土壤根系层阻拦、蓄储,充分减少地表径流,加大土壤涵水量,调节水分输出速度具有强大的水土保持,水源涵养,调节稳定河流作用。森林的水源涵养效益计量化主要根据森林土壤的降水储存量来进行,降水储存量依据公式求出:降水储存量(t/ha)=1000m2×土壤平均厚度×非毛管孔隙度(%)×水容重(t/m),据研究,青海云杉林孔隙度为56%~60%,非孔隙度为13.76%,灌木林孔隙度为49%~52%,非孔隙度为11.63%。土壤厚度平均按1m计,青海云杉每公顷贮蓄水量(t/ha)=10000m2×1m×13.76%×1t/m?=1376m3,灌木林每公顷贮蓄水量(t/ha)=10000m2×1m×11.63%×1t/m3=1163m?,青海云杉林每公顷贮蓄水量略大于灌木林贮蓄水量。古浪县祁连山退耕还林总贮蓄水量为=4133×10000m2×1m×11.63%×1t/m3=4806679m3。即古浪县祁连山区退耕还林可贮蓄约4806678 m3天然降水,经调节,持续、稳定、源源不断的补充给流域河流。
3 存在的问题
由于设计不仅合理,自然环境恶劣等主、客观因素,古浪县退耕还林工程存在着诸多不合理状况,直接或间接影响工程所应有的各项功能发挥和自身生态安全,须在其经营管理活动中加以修正。
3.1 生物多样性不足,抗御不良气候能力及抵御林业有害生物能力差
古浪县退耕还林工程树种配置种类不足,以沙棘、山杏为主,辅以柠条、白榆,林分结构单一,沙棘―柠条混交林仅占总面积的25%,其余多为纯林,林分结构过于简单,质量不高,因此,在极端气候环境条件下,存在大消亡、衰败隐患。同时,对突发性、偶发性林业有害生物抵御严重不足,特别是沙棘木蠹蛾、舞毒蛾、沙棘干枯病、沙棘锈病等灾害性病、虫危害对其存在严重威胁。为此,此项工程存在不可持续经营性。
3.2 经济效益低下,可持续经营利益驱动力不足
在主观上由于设计缺陷,配置不仅合理,经济开发潜力不足,客观上布局广大,交通不畅、环境严酷,不利开发挖潜,缺乏内在驱动动力。呈不可持续经营趋势。
3.3 立地环境严酷,抚育措施欠缺,局部林分成林缓慢,不利整体功能的发挥
主要为,浅山阳坡退耕区,降雨稀少,土壤坚硬。土壤水分含量严重不足是制约林木生长不良的主要因素,须人工抚育,加以改造,以利林木生长。
4 可持续经营对策
根据退耕还林现行状况,采取不同经营策略(更新改造模式加以改造,提高林分质量)加以改造,使工程具备生物多样性、稳定性及经济开发性,以期达到可持续经营效果。
4.1 全封全育
对分布于祁连山二阴山地天然青海云杉林或天然次生林北缘或与天然林间或分布的退耕还林林地。与天然林合成,统筹实施全封全育封山育林模式,可迅速扩展林地面积,在3~7a内完成退耕还林与天然林闭合,形成草、灌、乔结合的混交复合层林分,极大的提高林分多样性,提高林分抗御不良气候和有害生物能力。同时,由于林分质量的提高,可促进多种经营的发展,是一项多快好省的营林措施。
4.2 人工辅助,促进天然更新
对分布于二阴山区中端,降雨较高,立地条件较好,已郁闭成林,业已充分发挥其生态效益,面积广大。可在林间空地、林缘、地头少量栽植本区域先锋、适生树种,培植母树,增加天然下种种源,促进林分进展演替,有效提高林分质量。此更新模式7~10a可见成效。适宜本区的树种有白桦、山杨、华北落叶松等。
4.3 灌木放牧林改造
对浅山地区、阳坡缓地等降水稀少、立地条件差,郁闭度低,生长不良的退耕还林林地进行灌木放牧林改造。有限度实施人工整地,改良立地条件,栽植耐干旱、耐瘠薄、耐啃食灌木林,以发展畜牧业,利益驱动,促进可持续经营。此改造模式在4~6a内可见成效,据研究,灌木放牧林生产的生物量是草场生产生物量的3~4倍。适宜本区的树种有紫穗槐、锦鸡儿、柠条等。
4.4 加强科学研究,加大横向开发
加强本土优良植物栽培、开发利用,如青海杜鹃、金银花、芍药等。加强林下经济开发研究,积极开展林药模式、林禽模式、林菌模式、林草模式的合理性、可行性研究,为可持续经营提供必要的理论支撑和实践示范。
参考文献