密云水庫水源涵養(yǎng)林管護(hù)及生態(tài)效應(yīng)研究

【摘要】：通過密云水庫水源涵養(yǎng)林在實(shí)際管理工作中采用林木管理、病蟲害防治和護(hù)林防火等三種管護(hù)措施，有效地改善了林分結(jié)構(gòu)，促使水源涵養(yǎng)林健康的發(fā)展，保障了水源涵養(yǎng)林涵養(yǎng)水源、保持水土和凈化水質(zhì)等方面的生態(tài)效益。

【關(guān)鍵詞】：密云水庫；水源涵養(yǎng)林管護(hù)；生態(tài)效應(yīng)

密云水庫是北京城市用水的主要水源， 占北京市供水量的60 %以上，而流域內(nèi)的水源涵養(yǎng)林對保護(hù)好這一水源具有重大的戰(zhàn)略意義。本文發(fā)現(xiàn)密云水庫水源涵養(yǎng)林在實(shí)際工作中采用了多項(xiàng)管護(hù)措施，保障了水源涵養(yǎng)林的健康發(fā)展，進(jìn)而起到了良好的森林生態(tài)功能，為密云水庫水源涵養(yǎng)林的建設(shè)提供理論依據(jù)。

1、密云水庫水源涵養(yǎng)林

密云水庫地處北京市北部， 位于東經(jīng)116°07′～117°30′， 北緯40°14′～41°31′，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)大陸性氣候。年平均氣溫11.9℃，無霜期140d。密云水庫庫區(qū)年平均降雨量661.3mm，全年降雨分布不均，降雨多集中在6-9月，歷時(shí)短，雨強(qiáng)大。密云水庫所轄林地面積2.19萬畝（第八次森林資源二類調(diào)查的數(shù)據(jù)，包括水位下降后次生林的面積），全部為水源涵養(yǎng)林。林區(qū)森林覆蓋率為87.46%。山林造林密度平均為150株/畝，林區(qū)內(nèi)主要造林樹種為油松、側(cè)柏和刺槐。還有少部分如元寶楓、栓皮櫟、黃櫨，山桃、山杏、臭椿、火炬樹、黑棗、杜梨、鹽膚木等闊葉樹，灌木樹種主要有荊條、扁擔(dān)桿、酸棗、紫穗槐等，經(jīng)濟(jì)樹種主要有板栗、核桃、杏等，共計(jì)67種、35科。

2、密云水庫水源涵養(yǎng)林管護(hù)

2.1林木管理

林木管理主要指林木撫育、枯死木清除和植樹造林。根據(jù)《森林撫育作業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定》和《森林撫育檢查驗(yàn)收辦法》（林造發(fā)〔2014〕140號）對密云水庫水源涵養(yǎng)林開展修枝、清雜、翻擴(kuò)樹垵、枯死木清除等撫育，增強(qiáng)林分通風(fēng)、透氣，抑制徒長，改善林分結(jié)構(gòu)，保證樹木生長。根據(jù)《生態(tài)公益林建設(shè)技術(shù)規(guī)程（GB/T18337.3—2001）》、《造林技術(shù)規(guī)程（GB/T15776—2006）》要求，對密云水庫林區(qū)進(jìn)行植樹造林，堅(jiān)持“因地制宜，適地適樹”的原則，運(yùn)用本地生長良好，易于成活成林的樹種，以提高造林質(zhì)量。

2.2 病蟲害防治

密云水庫水源涵養(yǎng)林林區(qū)主要分布在水庫南岸155米高程線以上環(huán)湖路北側(cè)，邊界多為公路，各種客觀因素造成我處林區(qū)極易發(fā)生病蟲害，為保證樹木正常生長，水源涵養(yǎng)林生態(tài)平衡，需對密云水庫水源涵養(yǎng)林進(jìn)行病蟲害防治。根據(jù)《森林病蟲害防治條例》（1989年11月17日國務(wù)院第五十次常務(wù)會(huì)議通過 1989年12月18日中華人民共和國國務(wù)院令第46號發(fā)布 自發(fā)布之日起施行）若干規(guī)定，結(jié)合密云水庫往年發(fā)生病蟲害頻次規(guī)律進(jìn)行病蟲害防治。

對密云水庫林區(qū)分重點(diǎn)林區(qū)、次重點(diǎn)林區(qū)、普通林區(qū)等進(jìn)行區(qū)域性病蟲害防治，結(jié)合病蟲害發(fā)生頻次，按重點(diǎn)病蟲害、一般蟲害進(jìn)行防治。防治時(shí)間貫穿全年。防治方式主要以生物、物理相結(jié)合方式進(jìn)行綜合防治。同時(shí)每年對密云水庫水源涵養(yǎng)林全部區(qū)域進(jìn)行病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)測。監(jiān)測方式為觀測殺蟲燈和人工進(jìn)入林區(qū)實(shí)地監(jiān)測。防治樹木無病蟲害在95%以上，且做到有蟲不成災(zāi)，無公害防治率100%，常發(fā)性病蟲害成災(zāi)率0，測報(bào)準(zhǔn)確率100%。

2.3 護(hù)林防火

森林防火重在預(yù)防。在充分考慮各種防火要素和復(fù)雜情況的基礎(chǔ)上，采取建設(shè)防火道，清理路邊、重點(diǎn)部位可燃物等方式，能有效做好防火隔離作用，保護(hù)密云水庫水源涵養(yǎng)林的安全。

3、生態(tài)效應(yīng)分析

密云水庫是華北重要的水源儲(chǔ)存點(diǎn)，水源涵養(yǎng)林可保護(hù)水分、凈化空氣，森林根部具有凈化水質(zhì)，防止水源的污染，集水保水等功能，因此密云水庫水源涵養(yǎng)林養(yǎng)護(hù)對于密云水庫生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重要意義[1]。生態(tài)效益最大化是密云水庫水源涵養(yǎng)林管理的優(yōu)先目標(biāo)，必須在設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)督過程中防止林木撫育異化為木材生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)行為，保證林業(yè)工程社會(huì)公益方向。

3.1 涵養(yǎng)水源

涵養(yǎng)水源是森林重要的的生態(tài)水文效應(yīng)，是指森林通過林冠層、枯落物層和土壤層攔截滯蓄降雨的功能。森林火災(zāi)燒毀植物冠層，破壞地表的枯枝落葉層，導(dǎo)致森林林冠層和枯枝落葉層的截留作用銳減或者消失。由于森林火災(zāi)的空間異質(zhì)性，對林冠層和凋落物層的破壞程度不均勻，截留程度也是不同的。劉效雨等對比了火災(zāi)前后毛竹林地土壤的滲透速率，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后的土壤滲透率和前30min的平均速率分別為火災(zāi)前的26.01%和34.54%[2]。林冠層對降雨具有截留作用，不同林型、不同生長階段的生態(tài)系統(tǒng)林冠層對不同強(qiáng)度的降雨截留量不同。宋秀瑜（2006）研究了密云水庫南岸不同經(jīng)營技術(shù)措施的水源涵養(yǎng)林的防護(hù)功能，表明降雨量為40mm時(shí)油松人工純林的截留率高達(dá)16%[4]。林地的枯落物層作為森林水文功能的第二作用層，在水源涵養(yǎng)和水土保持中發(fā)揮了重要作用。張俊卿等（2008）對密云水庫上游油松林和刺槐林的枯落物持水能力進(jìn)行了測定，結(jié)果表明：油松林和刺槐林枯落物現(xiàn)存量分別為7.11t·hm- 2和3.62t·hm- 2 ，最大持水量分別為8.227t·hm- 2和5.605 t·hm- 2 ，有效持水量分別為1.193t·hm- 2和0.261t·hm- 2[5]。降雨經(jīng)林冠層和枯落物層截流后進(jìn)入土壤，土壤入滲率和地表徑流量又決定了降雨的凈土壤入滲量，土壤的入滲能力受多種因素的影響，其中土壤表面滲透性、水分停留時(shí)間、降雨持續(xù)時(shí)間及降雨強(qiáng)度等因素起著主要的控制作用。包昱峰等（2007）對密云水庫北京集水區(qū)水源涵養(yǎng)林林地土壤研究表明，初滲速率多在13～20mm/min之間。土壤的穩(wěn)滲速率在1～7mm/min之間，側(cè)柏林、油松林的土壤滲透性和持水功能優(yōu)于荒草坡和農(nóng)田[6].

隨著氣候的變化和生物多樣性的減少，病蟲害正嚴(yán)重影響著森林的生態(tài)環(huán)境。目前對森林環(huán)境危害極大的病蟲已經(jīng)由過去的幾十種擴(kuò)展到有200多種，病蟲害的面積總體呈上升趨勢，居高不下，嚴(yán)重破壞了森林環(huán)境。森林病蟲害的危害發(fā)生將會(huì)對森林的植被造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞，破壞森林的生態(tài)平衡，加劇生物多樣性的減少惡化[6]。目前，國內(nèi)對這方面的研究，定性分析居多，定量分析很少。

3.2 保持水土

森林火災(zāi)不僅燒毀地表植被，破壞凋落物層和腐殖質(zhì)層，還破壞了森林土壤良好的物理結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致林下土壤的滲透性能和蓄水能力降低，進(jìn)而加劇水土流失。劉效雨等對比了毛竹林火災(zāi)前后土壤含水量，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)前的土壤含水量和火災(zāi)后的土壤含水量分別為22.40%和16.91%；土壤破壞率為火災(zāi)前的1.34倍[2]。森林生態(tài)系統(tǒng)中通過喬木層、灌木層、草本層和草本地被植物直接承受大氣降水的沖擊，使其對土地沖擊力大大減少，保持了土壤結(jié)構(gòu)，從而減少地表徑流和土壤的水蝕。李之軍和凌峰（2008）的研究發(fā)現(xiàn)，密云水庫潮河流域?qū)嵤┮孕×饔驗(yàn)閱卧C合治理后，2001-2005年間造林24466.67hm2，林地面積的比例比80年代增加了10.98%，起到了較好的水土保持效果[7]。

3.3 凈化水質(zhì)

水源涵養(yǎng)林與降雨之間的淋溶、交換、吸附等過程對降雨具有凈化作用。在病蟲害防治過程中，人們通常會(huì)選擇在森林中噴灑大量的高毒高殘留化學(xué)農(nóng)藥，而這些化學(xué)農(nóng)藥又極難被分解和代謝，若是使用的農(nóng)藥過多，將會(huì)對森林造成很大的負(fù)擔(dān)。而藥物殘留會(huì)隨著森林中的水循環(huán)滲透到森林生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而影響整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)。李文宇（2004）研究表明密云水庫水源涵養(yǎng)林對地表徑流水質(zhì)具有很好的改善作用。土門北溝、土門中溝的水源涵養(yǎng)林覆蓋率分別為35.7%和93.8%，其地表徑流水質(zhì)土門中溝明顯好于土門北溝。地下水的監(jiān)測結(jié)果也表明水源涵養(yǎng)林具有凈化水質(zhì)的作用，其中覆蓋率最高的采樣點(diǎn)水質(zhì)較好[8]。

結(jié)語

水源涵養(yǎng)林是水庫水源的生態(tài)基礎(chǔ)， 在水資源安全中起著重要作用。水源涵養(yǎng)林的作用是長期的， 短期很難體現(xiàn)出來， 如果等發(fā)生病蟲害爆發(fā)影響樹木生長、或者森林大范圍火災(zāi)損毀樹木等問題再去保護(hù)和重視將為時(shí)已晚。對密云水庫水源涵養(yǎng)林的實(shí)行的各項(xiàng)林木管理、病蟲害和森林防火措施，可以進(jìn)一步優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，著力于建成具有喬灌草層相結(jié)合的復(fù)層林結(jié)構(gòu)，以闊葉混交林、闊葉樹為主的針闊混交林為主，樹木年齡結(jié)構(gòu)上為異齡林， 或近、成熟林、中齡林、幼齡林。林區(qū)動(dòng)植物物種豐富。通過這些措施，使得密云水庫水源涵養(yǎng)林健康發(fā)展，發(fā)揮較好地保持水土、涵養(yǎng)水源、改善水質(zhì)等生態(tài)效應(yīng)，從而更有利于密云水庫這盆“生命之水”的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】：

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[2]劉效雨，劉益軍.火災(zāi)對毛竹林地土壤抗蝕性與滲透性的影響[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2007，32（6）：114-118

[3]宋秀瑜.密云水庫南岸水源涵養(yǎng)林生態(tài)功能研究[J.北京水務(wù)，2006，3：52-55.

[4]張俊卿，張志強(qiáng)，謝寶元，張燕.密云水庫上游油松林與刺槐林枯落物持水能力研究.山西水土保持科技，2008，6（2）：8-9.

[5]包昱峰， 高甲榮， 高陽.密云水庫北京集水區(qū)典型植被土壤入滲特征研究.水土保持研究.2007，14（4）：176-179.

[6]李俊霞，張德艷，李彥民.試論森林病蟲害防治在林業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的作用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2017，37（2）：211.

[7]李子君，凌峰.潮河流域水土流失治理成效及存在問題分析[J].水土保持通報(bào)，2008，28（3）：189-192.

[8]李文宇，北京密云水庫水源涵養(yǎng)林對水質(zhì)的影響研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2004：70

作者簡介：齊娜（1984年-），女，碩士研究生，寧夏隆德縣，北京市密云水庫管理處，中級職稱、農(nóng)學(xué)學(xué)位。研究方向：水土保持，森林生態(tài)。