深圳市飲用水庫水源保護(hù)林建設(shè)之必要性探討

文寄中，黨晨席

（1.深圳市水務(wù)工程建設(shè)管理中心，廣東 深圳 518036；2.深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，廣東 深圳 518036）

1 前言

深圳被評為中國最適合人類居住的城市之一，然而，我們在加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、綠化美化城市環(huán)境的同時(shí)，忽略了城市背景生態(tài)資源的保護(hù)，尤其是對飲用水源環(huán)境的保護(hù)。目前，水資源需求量不斷增加與水環(huán)境日益惡化，2007年的太湖、滇池、巢湖等水污染事件已向我們敲響了警鐘。調(diào)查顯示，深圳市近70 %水源保護(hù)區(qū)內(nèi)森林覆蓋率已不足25 %，[1]且林相結(jié)構(gòu)單一，毀林種果普遍，經(jīng)濟(jì)林施肥、水土流失等非點(diǎn)源污染嚴(yán)重。豐富多樣的生態(tài)本底資源是城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，水源保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣直接關(guān)系到水庫安全和飲用水質(zhì)的保障，要解決深圳缺水難題、實(shí)現(xiàn)“和諧、效益深圳”，營造和改造飲用水源保護(hù)林，是一項(xiàng)具有前瞻性的工作。

2 基本情況

改革開放20年間，深圳市城市化的高速進(jìn)程伴隨著生態(tài)資源的嚴(yán)重破壞，如今，恢復(fù)生態(tài)、再生資源需要付出數(shù)倍的投入。深圳市現(xiàn)有10宗中型水庫和65宗小型水庫，劃定省級水源保護(hù)區(qū)27個(gè)，保護(hù)區(qū)總面積594.75 km2，約占全市土地面積30 %，見表 1。[1]

表1 深圳市水源保護(hù)區(qū)基本情況

圖1 深圳市27個(gè)水源保護(hù)區(qū)位置圖

降雨豐沛、地理特殊，造成了深圳近30億m3的雨水直接流入海洋；加之城市的拓展和經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，部分一級水源保護(hù)區(qū)已成為城市化工業(yè)區(qū)和違法開發(fā)的失控區(qū)，污染嚴(yán)重；同時(shí)，人為破壞大面積水源保護(hù)林和前期水源保護(hù)林營造結(jié)構(gòu)單一的原因，造成涵養(yǎng)水量大幅減少，致使深圳成為我國第七大嚴(yán)重缺水城市。

根據(jù)我們對我市主要飲用水庫水源保護(hù)區(qū)（見圖 1）的調(diào)查，普遍呈現(xiàn)以下五項(xiàng)問題，見表2。[2]

表2 深圳市水源保護(hù)林現(xiàn)存主要生態(tài)問題列表

因此，治本清源，在飲用水源區(qū)營造完善的森林生態(tài)系統(tǒng)，對涵養(yǎng)水源、保護(hù)水質(zhì)和防止泥沙淤積水庫、構(gòu)建飲用水源的安全屏障具有關(guān)鍵的作用，是解決深圳缺水難題、提升深圳生態(tài)環(huán)境等級的有效措施。

3 飲用水源保護(hù)林建設(shè)形勢

深圳城市用水70 %以上引自境外水源，為從根本上解決水資源嚴(yán)重短缺問題，2002年以來，深圳市領(lǐng)導(dǎo)和市民對城市飲用水環(huán)境保護(hù)給予了高度重視，我市出臺《深圳市基本生態(tài)控制線管理規(guī)定》和《深圳特區(qū)飲用水源保護(hù)條例》、開展“重民生、保水缸”專項(xiàng)行動，以保護(hù)深圳稀缺生態(tài)資源和水環(huán)境；另外，在全市范圍建設(shè)郊野公園、生態(tài)風(fēng)景林，營造城市背景山地森林生態(tài)系統(tǒng)，以美化景觀、優(yōu)化環(huán)境為重點(diǎn)。然而，飲用水源區(qū)流域范圍林種功能要求具備多種生態(tài)功能，能夠通過轉(zhuǎn)化、促進(jìn)、消除、恢復(fù)等森林內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)理和多種生態(tài)功能而維系生態(tài)系統(tǒng)平衡。因此，深圳市水務(wù)局提出在我市飲用水庫流域范圍內(nèi)全面開展水源保護(hù)林建設(shè)，以“生態(tài)第一、兼顧景觀”為原則，從源頭營造涵養(yǎng)、保護(hù)、保障飲用水的安全。

4 飲用水源保護(hù)林特點(diǎn)

飲用水源保護(hù)林是具有特殊意義的水土防護(hù)林種之一，是一種復(fù)雜的森林生態(tài)系統(tǒng)，其除具有森林普遍具備的生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)效益外，最主要的是具有涵養(yǎng)保護(hù)水源、調(diào)洪削峰、防止土壤侵蝕、凈化水質(zhì)和調(diào)節(jié)小氣候等生態(tài)服務(wù)功能。[3]

飲用水源保護(hù)林的生態(tài)功能和作用機(jī)理是一個(gè)系統(tǒng)的物理過程，就植被自身來說，涵養(yǎng)水源并不強(qiáng)大，但是由于植被覆蓋和群落相互作用時(shí)間長，使孕育其生長的土壤系統(tǒng)增加了調(diào)蓄水分的作用。同時(shí)，水源保護(hù)林對降雨量、降雨強(qiáng)度和降雨時(shí)間進(jìn)行了明顯的再分配，改變了流域水文過程，使其在保持水土、調(diào)節(jié)洪峰、凈化水質(zhì)、涵養(yǎng)水源等方面發(fā)揮重要作用。

通過與深圳市生態(tài)風(fēng)景林林種特性、建設(shè)方式等方面的對比分析，飲用水源保護(hù)林有其獨(dú)特的生態(tài)功能和建設(shè)價(jià)值，見表3。

表3 深圳市飲用水源保護(hù)林和生態(tài)風(fēng)景林特性對比分析表

因此，建設(shè)飲用水庫水源保護(hù)林可以有效攔截、過濾、吸收和分解水庫污染物，有效控制和減輕面源污染；控制和防止水土流失，減少水庫泥沙淤積，延長水庫使用壽命；明顯改善保護(hù)區(qū)及周邊地區(qū)生物多樣性，改善生態(tài)環(huán)境并有效改善周邊地區(qū)山體景觀，凈化空氣，改善環(huán)境。

5 飲用水源保護(hù)林的功能

5.1 保持水土功能

通過林冠和枯落物層的攔截和消能作用，可以減少地表徑流量及徑流速度，減弱雨水對土表的直接沖擊和侵蝕，使林地表層土壤不會迅速流失。同時(shí)森林土壤良好的水分滲透性能及林木根系強(qiáng)大的固土作用，可有效控制土壤侵蝕的發(fā)生和發(fā)展。水源保護(hù)林樹木根系在土中交織、盤根錯(cuò)節(jié)，深入巖縫，能夠防止土坡滑落的形成，起到固土防崩、阻擋塊體運(yùn)動的作用，減少滑坡、泥石流和山洪的發(fā)生，從而起到水土保持的作用。結(jié)構(gòu)良好的森林植被可以減少水土流失量90 %以上。此外，水源涵養(yǎng)林對于減少河流的輸沙量、減輕湖泊庫的淤積具有良好的作用。北京林業(yè)大學(xué)在密云水庫上游水源涵養(yǎng)林生態(tài)系統(tǒng)與防止土壤侵蝕效益的研究中得出：水源保護(hù)林防止水庫流域內(nèi)土壤侵蝕的作用非常顯著。在天然降水下，裸地產(chǎn)沙量是刺槐林地的4110倍～12140倍，是油松林地的19116倍～44176倍，林地對坡面產(chǎn)沙的削減率平均為79.7 %，對小流域產(chǎn)沙的削減率平均為 65.6 %。[4]

5.2 滯洪和蓄洪功能

降水時(shí)，水源保護(hù)林由于豐富的林冠層、枯枝落葉層和森林土壤的生物物理作用，對雨水截留、吸收滲入、蒸發(fā)，減小了地表徑流量和徑流速度，增加了土壤攔蓄量，將地表徑流轉(zhuǎn)化為地下徑流，從而起到了滯洪和減少洪峰流量的作用。如廣州市流溪河林場森林覆蓋率超過70 %，其中水庫周圍的水源涵養(yǎng)林7164 hm2，據(jù)中南設(shè)計(jì)院計(jì)算，該林場森林土壤總蓄水能力為1276萬m3，平均每公頃林地的蓄水能力達(dá)1436 m3～2104 m3。在降水量較小的情況下，森林對洪水匯集過程的緩沖作用顯著，森林流域的洪水歷時(shí)一般比無林流域延長 2倍～6倍以上，且流域面積增大，延長倍數(shù)也隨之增大，同時(shí)可削減洪峰的70.4 %～95 %。[5]但對長時(shí)間的大雨，水源涵養(yǎng)林的作用相對減弱。范世香等（2001）的研究顯示：當(dāng)連續(xù)降水量超過400 mm時(shí)，森林仍能削減洪峰流量的35 %左右。

5.3 枯水期的水源調(diào)節(jié)功能

森林能涵養(yǎng)水源主要表現(xiàn)在對水的截留、吸收和下滲，在時(shí)空上對降水進(jìn)行再分配，減少無效水，增加有效水。水源涵養(yǎng)林的土壤像海綿體一樣，吸收林內(nèi)降水并很好地加以貯存，對水庫水量補(bǔ)給起到積極的調(diào)節(jié)作用。多數(shù)研究結(jié)果表明，森林覆蓋率的增加可減少地表徑流，改變地表水與地下水的比例，增加地下徑流。大量的降水從地表徑流滲入土壤變成地下徑流，使得水庫在枯水期也不斷有補(bǔ)給水源，增加了干旱季節(jié)流量，使水庫水量保持相對穩(wěn)定。森林凋落物的腐爛分解，改善了林地土壤的透水通氣狀況。因而，森林土壤具有較強(qiáng)的水分滲透力。有林地的地下徑流一般比裸露地的大 1.5倍，使有林地區(qū)有豐富的地下水源。有關(guān)專家指出，666.7 hm2的森林蓄水能力相當(dāng)于一個(gè)100萬m3的水庫。從某種意義上說，一座森林覆被的青山就是一座綠色的天然水庫。

5.4 改善和凈化水質(zhì)的功能

在水源保護(hù)區(qū)，造成水體污染的因素主要是非點(diǎn)源污染，即在降雨徑流的淋洗和沖刷下，泥沙和所攜帶的有害物質(zhì)隨徑流遷移到水庫，導(dǎo)致水質(zhì)渾濁惡化、富營養(yǎng)化。水源保護(hù)林能有效防止水資源的物理、化學(xué)和生物的污染，減少進(jìn)入水體的泥沙。降雨通過林冠沿樹干流下時(shí)，林冠下的枯枝落葉層就像過濾器，對水體中的污染物進(jìn)行水源檢測證實(shí)了這一點(diǎn)。水源保護(hù)林對坡面徑流進(jìn)行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換，將地表快速徑流轉(zhuǎn)換為壤中流或地下水，從而削減了徑流動能，控制了土壤侵蝕，起到了保護(hù)水源、防止污染、改善水質(zhì)的作用。臺灣不同地類徑流水質(zhì)指標(biāo)的研究結(jié)果顯示，林地徑流中水的生化需氧量、懸浮物、總氮量和總磷量的濃度為0.4 mg/L、6.8 mg/L、0.24 mg/L和0.01 mg/L，遠(yuǎn)小于草地、茶園和果園徑流中水的同類物質(zhì)的濃度。[6]

5.5 調(diào)節(jié)小氣候的功能

水源保護(hù)林植物通過光合作用可吸收CO2、釋放O2，同時(shí)吸收有害氣體及滯塵，起到清潔空氣的作用。森林植物釋放的氧氣量比其他植物高9倍～14倍，占全球總量的54 %，同時(shí)通過光合作用儲存了大量碳源，故森林在地球大氣平衡中的地位相當(dāng)重要。另一方面，森林對降水也有一定的影響，我國有研究認(rèn)為森林可增水28 %以上，美國有森林增水2倍～2.7倍的報(bào)道。[7]森林增水是由于造林后改變了下墊面狀況，從而使近地面的小氣候發(fā)生變化所引起的。

5.6 保護(hù)生物多樣性的功能

由于水源保護(hù)林具有系統(tǒng)的土壤和植物生態(tài)系統(tǒng)，為各類生物創(chuàng)造了肥沃的生存、繁衍生境，形成完整的生物鏈體系，森林群落各生物間相生相克、促進(jìn)群落演替和更新，具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。例如，祁連山是世界稀有的動物資源基因庫，其水源保護(hù)林中有陸棲脊椎動物229種、兩棲爬行類動物13種，其中屬于國家一級保護(hù)的有12種，二級保護(hù)的有38種，其價(jià)值評估高達(dá) 0.54 億元。[8]

6 討論

目前，國內(nèi)在飲用水源保護(hù)區(qū)林種營造和要求方面的文獻(xiàn)較少，深圳市自2004年開始認(rèn)識到飲用水源保護(hù)林建設(shè)的重要意義，至今已完成27個(gè)飲用水庫水源保護(hù)林建設(shè)前期設(shè)計(jì)和調(diào)查工作，水源保護(hù)林的建設(shè)可保障深圳市民飲用水供應(yīng)與安全。目前，對于水源區(qū)山坡地造林我們已得出豐富的造林經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例；而對于水庫消漲帶整治困難較大，主要阻礙因素是植物選擇問題，我們已選擇部分典型水庫進(jìn)行小面積種植試驗(yàn)，篩選出優(yōu)良消漲帶適生植物品種進(jìn)行全市范圍內(nèi)的推廣。

總之，飲用水源保護(hù)林是針對飲用水源保護(hù)的特殊林種，其林種特性不同于其他林種，具有明顯的涵養(yǎng)水源、保持水土、削洪蓄水、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)及系統(tǒng)自我修復(fù)等生態(tài)功能。通過在源頭匯流區(qū)營造“不老青山”，實(shí)現(xiàn)飲用水源區(qū)“綠水長流”，對保障廣大市民的飲用水安全意義深遠(yuǎn)。

1 深圳市水源保護(hù)林建設(shè)專題研究報(bào)告[M].深圳市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2005

2 深圳市七座水庫水源保護(hù)林建設(shè)實(shí)施方案[M].深圳市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2007

3 陳 偉、薛 立等.水源涵養(yǎng)林的功能和效益綜述[J].山西林業(yè)科技，2004.2

4 劉 霞、謝寶元.水源保護(hù)林生態(tài)服務(wù)功能及評價(jià)[J].河北林果研究，2002.17

5 秦 鐘、周兆德.森林與水資源的可持續(xù)利用[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001.3

6 張志達(dá)、李世東等.林業(yè)生態(tài)工程與水資源開發(fā)利用[J].防護(hù)林科技，2000.42

7 孫立達(dá)、朱金兆.水土保持林體系綜合效益研究與評價(jià)[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社.1995

8 高成德、余新曉.水源涵養(yǎng)林研究綜述[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000.22