深圳市饮用水库水源保护林建设之必要性探讨

文寄中，党晨席

（1.深圳市水务工程建设管理中心，广东 深圳 518036；2.深圳市水务规划设计院，广东 深圳 518036）

1 前言

深圳被评为中国最适合人类居住的城市之一，然而，我们在加速经济发展、绿化美化城市环境的同时，忽略了城市背景生态资源的保护，尤其是对饮用水源环境的保护。目前，水资源需求量不断增加与水环境日益恶化，2007年的太湖、滇池、巢湖等水污染事件已向我们敲响了警钟。调查显示，深圳市近70 %水源保护区内森林覆盖率已不足25 %，[1]且林相结构单一，毁林种果普遍，经济林施肥、水土流失等非点源污染严重。丰富多样的生态本底资源是城市可持续发展的基础，水源保护区生态环境优劣直接关系到水库安全和饮用水质的保障，要解决深圳缺水难题、实现“和谐、效益深圳”，营造和改造饮用水源保护林，是一项具有前瞻性的工作。

2 基本情况

改革开放20年间，深圳市城市化的高速进程伴随着生态资源的严重破坏，如今，恢复生态、再生资源需要付出数倍的投入。深圳市现有10宗中型水库和65宗小型水库，划定省级水源保护区27个，保护区总面积594.75 km2，约占全市土地面积30 %，见表 1。[1]

表1 深圳市水源保护区基本情况

图1 深圳市27个水源保护区位置图

降雨丰沛、地理特殊，造成了深圳近30亿m3的雨水直接流入海洋；加之城市的拓展和经济社会的发展，部分一级水源保护区已成为城市化工业区和违法开发的失控区，污染严重；同时，人为破坏大面积水源保护林和前期水源保护林营造结构单一的原因，造成涵养水量大幅减少，致使深圳成为我国第七大严重缺水城市。

根据我们对我市主要饮用水库水源保护区（见图 1）的调查，普遍呈现以下五项问题，见表2。[2]

表2 深圳市水源保护林现存主要生态问题列表

因此，治本清源，在饮用水源区营造完善的森林生态系统，对涵养水源、保护水质和防止泥沙淤积水库、构建饮用水源的安全屏障具有关键的作用，是解决深圳缺水难题、提升深圳生态环境等级的有效措施。

3 饮用水源保护林建设形势

深圳城市用水70 %以上引自境外水源，为从根本上解决水资源严重短缺问题，2002年以来，深圳市领导和市民对城市饮用水环境保护给予了高度重视，我市出台《深圳市基本生态控制线管理规定》和《深圳特区饮用水源保护条例》、开展“重民生、保水缸”专项行动，以保护深圳稀缺生态资源和水环境；另外，在全市范围建设郊野公园、生态风景林，营造城市背景山地森林生态系统，以美化景观、优化环境为重点。然而，饮用水源区流域范围林种功能要求具备多种生态功能，能够通过转化、促进、消除、恢复等森林内部调节机理和多种生态功能而维系生态系统平衡。因此，深圳市水务局提出在我市饮用水库流域范围内全面开展水源保护林建设，以“生态第一、兼顾景观”为原则，从源头营造涵养、保护、保障饮用水的安全。

4 饮用水源保护林特点

饮用水源保护林是具有特殊意义的水土防护林种之一，是一种复杂的森林生态系统，其除具有森林普遍具备的生态、社会、经济效益外，最主要的是具有涵养保护水源、调洪削峰、防止土壤侵蚀、净化水质和调节小气候等生态服务功能。[3]

饮用水源保护林的生态功能和作用机理是一个系统的物理过程，就植被自身来说，涵养水源并不强大，但是由于植被覆盖和群落相互作用时间长，使孕育其生长的土壤系统增加了调蓄水分的作用。同时，水源保护林对降雨量、降雨强度和降雨时间进行了明显的再分配，改变了流域水文过程，使其在保持水土、调节洪峰、净化水质、涵养水源等方面发挥重要作用。

通过与深圳市生态风景林林种特性、建设方式等方面的对比分析，饮用水源保护林有其独特的生态功能和建设价值，见表3。

表3 深圳市饮用水源保护林和生态风景林特性对比分析表

因此，建设饮用水库水源保护林可以有效拦截、过滤、吸收和分解水库污染物，有效控制和减轻面源污染；控制和防止水土流失，减少水库泥沙淤积，延长水库使用寿命；明显改善保护区及周边地区生物多样性，改善生态环境并有效改善周边地区山体景观，净化空气，改善环境。

5 饮用水源保护林的功能

5.1 保持水土功能

通过林冠和枯落物层的拦截和消能作用，可以减少地表径流量及径流速度，减弱雨水对土表的直接冲击和侵蚀，使林地表层土壤不会迅速流失。同时森林土壤良好的水分渗透性能及林木根系强大的固土作用，可有效控制土壤侵蚀的发生和发展。水源保护林树木根系在土中交织、盘根错节，深入岩缝，能够防止土坡滑落的形成，起到固土防崩、阻挡块体运动的作用，减少滑坡、泥石流和山洪的发生，从而起到水土保持的作用。结构良好的森林植被可以减少水土流失量90 %以上。此外，水源涵养林对于减少河流的输沙量、减轻湖泊库的淤积具有良好的作用。北京林业大学在密云水库上游水源涵养林生态系统与防止土壤侵蚀效益的研究中得出：水源保护林防止水库流域内土壤侵蚀的作用非常显著。在天然降水下，裸地产沙量是刺槐林地的4110倍～12140倍，是油松林地的19116倍～44176倍，林地对坡面产沙的削减率平均为79.7 %，对小流域产沙的削减率平均为 65.6 %。[4]

5.2 滞洪和蓄洪功能

降水时，水源保护林由于丰富的林冠层、枯枝落叶层和森林土壤的生物物理作用，对雨水截留、吸收渗入、蒸发，减小了地表径流量和径流速度，增加了土壤拦蓄量，将地表径流转化为地下径流，从而起到了滞洪和减少洪峰流量的作用。如广州市流溪河林场森林覆盖率超过70 %，其中水库周围的水源涵养林7164 hm2，据中南设计院计算，该林场森林土壤总蓄水能力为1276万m3，平均每公顷林地的蓄水能力达1436 m3～2104 m3。在降水量较小的情况下，森林对洪水汇集过程的缓冲作用显著，森林流域的洪水历时一般比无林流域延长 2倍～6倍以上，且流域面积增大，延长倍数也随之增大，同时可削减洪峰的70.4 %～95 %。[5]但对长时间的大雨，水源涵养林的作用相对减弱。范世香等（2001）的研究显示：当连续降水量超过400 mm时，森林仍能削减洪峰流量的35 %左右。

5.3 枯水期的水源调节功能

森林能涵养水源主要表现在对水的截留、吸收和下渗，在时空上对降水进行再分配，减少无效水，增加有效水。水源涵养林的土壤像海绵体一样，吸收林内降水并很好地加以贮存，对水库水量补给起到积极的调节作用。多数研究结果表明，森林覆盖率的增加可减少地表径流，改变地表水与地下水的比例，增加地下径流。大量的降水从地表径流渗入土壤变成地下径流，使得水库在枯水期也不断有补给水源，增加了干旱季节流量，使水库水量保持相对稳定。森林凋落物的腐烂分解，改善了林地土壤的透水通气状况。因而，森林土壤具有较强的水分渗透力。有林地的地下径流一般比裸露地的大 1.5倍，使有林地区有丰富的地下水源。有关专家指出，666.7 hm2的森林蓄水能力相当于一个100万m3的水库。从某种意义上说，一座森林覆被的青山就是一座绿色的天然水库。

5.4 改善和净化水质的功能

在水源保护区，造成水体污染的因素主要是非点源污染，即在降雨径流的淋洗和冲刷下，泥沙和所携带的有害物质随径流迁移到水库，导致水质浑浊恶化、富营养化。水源保护林能有效防止水资源的物理、化学和生物的污染，减少进入水体的泥沙。降雨通过林冠沿树干流下时，林冠下的枯枝落叶层就像过滤器，对水体中的污染物进行水源检测证实了这一点。水源保护林对坡面径流进行调节转换，将地表快速径流转换为壤中流或地下水，从而削减了径流动能，控制了土壤侵蚀，起到了保护水源、防止污染、改善水质的作用。台湾不同地类径流水质指标的研究结果显示，林地径流中水的生化需氧量、悬浮物、总氮量和总磷量的浓度为0.4 mg/L、6.8 mg/L、0.24 mg/L和0.01 mg/L，远小于草地、茶园和果园径流中水的同类物质的浓度。[6]

5.5 调节小气候的功能

水源保护林植物通过光合作用可吸收CO2、释放O2，同时吸收有害气体及滞尘，起到清洁空气的作用。森林植物释放的氧气量比其他植物高9倍～14倍，占全球总量的54 %，同时通过光合作用储存了大量碳源，故森林在地球大气平衡中的地位相当重要。另一方面，森林对降水也有一定的影响，我国有研究认为森林可增水28 %以上，美国有森林增水2倍～2.7倍的报道。[7]森林增水是由于造林后改变了下垫面状况，从而使近地面的小气候发生变化所引起的。

5.6 保护生物多样性的功能

由于水源保护林具有系统的土壤和植物生态系统，为各类生物创造了肥沃的生存、繁衍生境，形成完整的生物链体系，森林群落各生物间相生相克、促进群落演替和更新，具有稳定的结构。例如，祁连山是世界稀有的动物资源基因库，其水源保护林中有陆栖脊椎动物229种、两栖爬行类动物13种，其中属于国家一级保护的有12种，二级保护的有38种，其价值评估高达 0.54 亿元。[8]

6 讨论

目前，国内在饮用水源保护区林种营造和要求方面的文献较少，深圳市自2004年开始认识到饮用水源保护林建设的重要意义，至今已完成27个饮用水库水源保护林建设前期设计和调查工作，水源保护林的建设可保障深圳市民饮用水供应与安全。目前，对于水源区山坡地造林我们已得出丰富的造林经验和实例；而对于水库消涨带整治困难较大，主要阻碍因素是植物选择问题，我们已选择部分典型水库进行小面积种植试验，筛选出优良消涨带适生植物品种进行全市范围内的推广。

总之，饮用水源保护林是针对饮用水源保护的特殊林种，其林种特性不同于其他林种，具有明显的涵养水源、保持水土、削洪蓄水、调节气候、净化水质及系统自我修复等生态功能。通过在源头汇流区营造“不老青山”，实现饮用水源区“绿水长流”，对保障广大市民的饮用水安全意义深远。

1 深圳市水源保护林建设专题研究报告[M].深圳市水利规划设计院，2005

2 深圳市七座水库水源保护林建设实施方案[M].深圳市水利规划设计院，2007

3 陈 伟、薛 立等.水源涵养林的功能和效益综述[J].山西林业科技，2004.2

4 刘 霞、谢宝元.水源保护林生态服务功能及评价[J].河北林果研究，2002.17

5 秦 钟、周兆德.森林与水资源的可持续利用[J].热带农业科学，2001.3

6 张志达、李世东等.林业生态工程与水资源开发利用[J].防护林科技，2000.42

7 孙立达、朱金兆.水土保持林体系综合效益研究与评价[M].北京：科学技术出版社.1995

8 高成德、余新晓.水源涵养林研究综述[J].北京林业大学学报，2000.22