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水资源保护与生态环境的联系

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1植被生态建设与水资源的保护和利用

伴随着人类认识、改造自然界,各种破坏自然界的活动也在不断进行着,其结果则是潜移默化地影响、改变生态平衡,造成生态系统的破坏。特别是植被生态系统的破坏,往往可以直接影响土壤、水文、大气和生物等其他生态系统的平衡,带来连锁效应。因此,可以说植被生态系统建设是生态环境建设的重中之重。植被生态建设是以自然植被的种植建设为主的生态建设过程,具体包括了灌木植被、森林植被、草原植被、荒漠植被等类型的植被建设。通过相关的监测数据及研究发现,森林植被建设是整个植被生态建设的关键,这是由于森林覆盖面积广、生态系统复杂多样、对生态气候的影响最直接。因此,森林植被建设不仅是植被生态建设的关键,也是生态环境建设的重点。森林植被建设与水资源的保护利用,是以生态系统中的水循环为基本原理:大气降水通过森林被部分截留并下降到地面,再被森林逐层吸收、分流、下渗,而被森林截留降水部分通过植被直接吸收,部分被大气水循环利用。对于森林植被,水文作用的影响非常明显,这是因为森林植被体量较大、结构复杂,林下土壤渗体量较大、结构复杂、林下土壤渗透性强,这也使得森林植被的水文特点突出且对生态系统的调节作用很明显,概括起来为以下三个方面:(1)森林生态系统有很强的截留蓄水能力。由于森林生态系统复杂多样、覆盖面积较广,因此对于大面积降水或区域降水,能够很好地涵蓄水分。同时由于森林生态系统中植被的生长周期较长,其深层土壤的涵蓄能力更是突出。特别是复杂紧密的森林系统,其涵蓄能力比单层稀疏的人工林要强3~5倍。因此,我们应加强保护天然林,使之更好地服务于生态建设。(2)森林生态系统有很好的平衡径流河川的作用。由于森林生态系统的复杂多样性,使得其对截流蓄水方面有着明显作用,而这也为调节河川径流的水文特点起到重要的作用。一方面在突发性暴雨期间,森林生态系统庞大的涵蓄能力,不仅有效补给了地下水含量,同时也牢固了地表土壤,大大缩短了洪水峰值的出现时间;另一方面在季节性枯水期间,森林生态系统依靠自身的涵蓄给养,不仅保证了森林生态系统的正常,同时也可以间接补给河川径流,大大降低了枯水期干枯的机率。(3)森林生态系统能明显减少径流总量,对调节大气温度具有显著作用。森林系统的水流散量与地面水分蒸散量的比例大小直接决定了其所在区域径流总量。通过长时间的观察研究,在湿度较大的区域,森林系统对径流总量的影响很小,因此森林系统对该区域的径流影响也较小。但是对于较干旱区域,森林系统可使该区域径流总量比例系数下降10%,明显改善该区域的大气生态和植被生态。

2水土保持综合治理与水资源的保护和利用

水土治理不仅关系到水文、土壤、生物等相关生态系统的平衡,同时更是植被生态系统改善恢复的关键,因此水土综合治理是生态建设的基础。水土保持综合治理究其本质,就是加强植被生态建设。一方面充分发挥植被生态对水土保持的调节作用,另一方面积极提高水土保持对植被生态的维护作用。所谓水土保持,就是积极采取相关措施,包括生物措施、土地措施和工程措施等,以达到改善平衡水土资源的生态循环。水土保持对水资源有积极的影响,特别是在复杂植被生态区域,其生态建设效果也更加明显。(1)能大幅提高生态系统的截水效果,并显著提升生态系统对水资源的循环利用。一方面通过采取有效的植被建设,不仅可以增加生态系统的截留蓄水的能力,增加地下水的蓄水量和调节河川径流的流水量,最终可以直接作用于农业生产;另一方面水土保持综合治理能积极改善相关的其他生态系统的平衡,增加生物和植物的数量,最终可以提高水资源的循环利用率。(2)能显著调节江川河流的水文特性,并直接改善区域生态环境。对突发性降水区域,有监测数据表明,通过水土保持综合治理后,能明显削弱洪水效应,特别是中小流域的区域,其削洪效应可达40%以上。而洪水效应的削弱,不仅使得周边的农村田地免受侵害,更重要的是直接改善了周边生态环境,包括土壤生态、空气生态和植被生态等。因此,我们应加大水土综合治理的力度,提高水土综合治理的技术措施。(3)有效减少江川河流的径流总量,明显减少次生灾害的发生。通过水土保持综合治理,能使水土和植被联系更加紧密,直接提高在降水过程中有效截留水量,从而减少江川河流的径流总量,不仅能降低洪水爆发时的灾情,也可以减轻持续干旱时的破坏。有监测数据表明,目前通过对黄河流域部分区域的水土保持综合治理,已经明显减少了黄河径流总量,特别是7—8月黄河汛期期间,其径流减少量可达3%以上;同时显著降低了黄河洪灾的发生,改善了沿河区域的生态环境,使得水质、土壤、植被及生物等都有了“质”的提升。(本文来自于《环境科学导刊》杂志。《环境科学导刊》杂志简介详见)

3尚需研究的问题

生态环境建设,特别是植被生态建设和水土保持综合治理,与水资源的保护利用有着十分紧密的关系,一方面生态环境建设可以直接提高水资源的利用,另一方面水资源的保护利用可以进一步调节生态环境。但是目前由于监测数据的缺乏或技术手段的不到位,仍存在一些问题无法得到应证:(1)森林植被与水文气候的关系仍缺乏有效的监测数据论证。虽然现在对森林植被的研究较多,但大多数仍停留在森林植被与小范围水文特性的关系研究,由于缺乏必要的技术手段,使得森林植被与大区域大气水文关系缺乏足够的有效数据。而这一点也阻碍了森林植被与区域水文特性关系的深入研究,特别是森林植被与区域性降水,无法验证其二者的相互关系。再如对复杂的森林植被系统(主要指由于森林面积较大,包含2个以上气候带的森林植被系统),其与区域性水文特性的关系仍是通过小范围实验得到,因此也就阻碍了利用森林植被调节区域性气候的研究进展。(2)荒漠化防治建设工作有待进一步深入开展。由于我国荒漠化的加剧,使得荒漠化防治成为我国当前生态环境建设的重点工作。然而由于我国荒漠化研究起步晚,加之荒漠化研究缺乏科学的技术方法,使得荒漠化防治处于摸索试验阶段。而荒漠化水土保持与植被生态建设的关系,以及区域水文特性与荒漠化植被的关系,是研究开展荒漠化防治建设工作的重点。因此,在今后的工作中应重点推进荒漠化防治建设工作的理论研究和试验监测,力求遏制我国荒漠化的态势。

作者:和向东王静波单位:云南省环境科学研究院

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