乔木耗水特征分析——以衡水市地下水超采综合治理试点林业项目节水效果为例

李琛泽

（河北省林业工程项目管理中心，河北 石家庄 050081）

1 项目背景

自20世纪70年代以来，河北省城市生活和工业用水量逐年加大，加之河平原先天性缺水，地表水资源十分匮乏，为了满足工农业生产和人民生活日益增长的需求，不得不长期过量开采地下水，造成区域地下水位连年下降。

根据习近平总书记“节水优先、空间均匀、系统治理，两手发力”新时期的治水方针，认真贯彻落实汪洋副总理在衡水市调研时的重要指示精神，国家确定在河北省开展地下水超采综合治理试点。2014年，衡水市率先纳入河北省地下水超采综合治理试点林业项目。

2 样地基本情况

2.1 地理位置

此次调查选取衡水市的枣强县、故城县样地进行调查，样地的基本地里位置信息如表1所示。

2.2 地貌特征

枣强县地处平原，地势由西南向东北缓慢倾斜，起伏较小，海拔高度在23～29 m。故城县属黄土地貌，海拔高度在150～763 m，平均海拔436 m，农业区平均海拔300 m［1］。

2.3 气候

枣强县属暖温带大陆性季风气候，年均气温12.9℃，年降水量505.3 mm，多集中于7月和8月，春末夏初干热风危害严重，并时有扬沙天气出现［2］。

故城项目区气候条件属于暖温带半湿润季风气候，四季分明，年平均气温12.9℃，年降雨量575.4 mm，多集中在7月和8月，无霜期188.8 d，年平均日照总时间2636.2h。

2.4 植被类型

根据河北省南部样地调查区相关林业部门提供的基础资料以及实地调查结果显示，项目区主要种植的乔木有白蜡、海棠、杨树、栾树、国槐、榆树和柳树等，还有紫穗槐、杞柳等灌木［3］，主要农作物有玉米、小麦、大豆、甘薯、向日葵以及花生等。

2.5 地下水位

据估算，1980—1997年河北平原浅层地下水平均每年超采26.92×108m3，是浅层地下水开采量的30.5%。干旱年份降水量偏少，地下水超采更为严重，开采量的50%以上为超采量。

3 植被调查

3.1 调查目的

通过对标准地乔木详细调查，得到林分内的乔木的种类、数量、平均胸径、林分条件平均高以及幼苗更新状况。

表1 样地基本信息

3.2 仪器设备

GPS定位仪、望远测树仪、罗盘仪、生长锥、胸径尺、游标卡尺、钢卷尺、皮卷尺、标杆、测绳、记录夹和铅笔等。

3.3 调查方法

第一，在标准样地内用测绳打出小网格，并简单标定小网格的边界点。小网格调查路线按照S型沿等高线进行，并按调查的先后对网格小样地编号记录。小网格具体尺寸，视样地状况而定，规格为20 m×20 m。

第二，在小网格内对每木进行定位记录，分别测出每木（如树木E）到小网格边界的垂直距离EG、EH，分别记录为D1、D2，将量测数据结果记入附表，对乔木树种、胸径、树高、枝下高、冠幅、树龄、优势度、层次、起源、损伤、干形质量、树龄和病虫害状况等进行调查［4］。

4 植被耗水特征

根据《衡水市地下水超采综合治理试点林业项目实施方案》可知，在所选样地内的乔木树种主要包括国槐、白蜡、杨树、金叶榆、核桃和柳树等，林下植被主要包括花生、黄豆、辣椒、抗旱甘薯等，根据实地考察以及向枣强县、故城县相关林业部门工作人员了解当地主要高耗水作物为冬小麦、玉米。查阅相关文献对上述调查植被进行耗水特征对比分析，结果如下［5］。

4.1 乔木耗水特征

根据调查结果，所选样地内出现过的乔木树种国槐、白蜡、杨树、金叶榆、核桃、柳树以及杨树等树种的耗水特征对比分析结果见表2。

表2 乔木耗水量

对于样地内出现的乔木，其单株耗水强度对比分析的结果为：国槐（1.00 mm/d）＞核桃（0.94 mm/d）＞柳树（0.93 mm/d）＞杨树（0.87 mm/d）＞白蜡（0.75 mm/d）＞金叶榆（0.68 mm/d）；其各植物种单株全年耗水量各为：国槐（365.56 mm）＞核桃（342.00 mm）＞柳树（340.37 mm）＞杨树（318.50mm）＞白蜡（273.91mm）＞金叶榆（248.00mm）。

4.2 作物耗水特征

对当地主要高耗水作物冬小麦、玉米的耗水特征如对比分析结果见表3。

对当地出现的农作物，其单株需水强度对比分析的结果为：冬小麦（3.80 mm/d）＞玉米（2.92 mm/d）。在其全生育期内各植物种单株耗水量各为：冬小麦（456.300 mm）＞玉米（350.00 mm）。

表3 作物耗水量

4.3 分析结果

根据对本次枣强、故城县地下水超采治理重点区内国槐、白蜡、杨树、金叶榆、核桃和柳树等乔木树种，林下植被树莓、花生、黄豆、辣椒、茄子、西瓜等林下植被，高耗水作物冬小麦、玉米的耗水量进行对比分析，所选样地内出现过的乔木树种的耗水量为：国槐365.56mm、白蜡273.91 mm、杨树318.50 mm、金叶榆248.00 mm、核桃342.00 mm以及柳树340.37 mm；林下植被树莓、花生、黄豆、辣椒、茄子、西瓜等植物种的耗水量为：树莓455.89mm、茄子265.98 mm、花生247.20 mm、辣椒247.20 mm、西瓜220.20 mm和黄豆6.96 mm；高耗水作物冬小麦、玉米的耗水量为冬小麦456.30 mm、玉米350.00 mm。把以上所有植被进行耗水量比较，如图1所示。

图1 所有植被耗水量比较

根据图1所示，衡水市地下水超采治理重点区内国槐、白蜡、杨树、金叶榆、核桃、柳树以及杨树等乔木树种与高耗水植物进行持水量比较，结果国槐、白蜡、杨树、金叶榆、核桃、柳树和杨树等物种的耗水量都比小麦和玉米小，说明该区种植的耗水作物小麦和玉米比树种耗水量大。与种植作物相比，此地更适宜种植乔木树种。