迁西县库区防治水土流失建设库区水源涵养林技术及效果

吴秀芳

（迁西县水利局，河北 迁西064300）

迁西县全县总面积1439km2，是一个“七山一水分半田、半分道路和庄园”的纯山区县，境内辖有17个乡镇、417个行政村，41万人。境内年平均降水量为804.2mm，6～8月汛期降水占全年降水的75%，降水集中是水土流失的重要因素。境内有林地面积910km2，森林覆盖率达63%，主要植被类型为水保乔灌林及草本植物，主要树种有油松、侧柏、杨树、火炬、椿、栎、枫、柳、榆、槐、紫穗槐、荆条、酸枣、绣线菊、胡枝子、榛子等，草本有茅草、狗尾草、黄米草、羊胡子草、蒿类、白草等。

迁西县属于典型的北方土石山区，位于燕山沉降带东段南缘，山体基岩类型主要以片麻岩、石灰岩、角砾岩为主，山坡坡度一般在0～35°之间；迁西县是燕山国家级水土流失重点预防区，境内有潘家口、大黑汀2座国家级大型水库和82座中小型水库，境内有滦河、洒河、长河、清河、横河、还乡河6条主要河流，其中滦河流域是海河流域三大水系之一，是京津冀都市圈最前沿的生态屏障，潘家口、大黑汀水库位于滦河干流上，是串联式河道型水库，其主要任务是向天津市和河北省唐山市及滦河下游地区提供饮用水及工农业用水，是天津市、唐山市经济发展的命脉。

受迁西县特殊的地质、气候、水文条件影响及水库修建、移民搬迁造成了大量植被破坏，库区周边水土流失非常严重，导致河床抬高、水库淤塞、水环境恶化、面源污染，严重影响了水库的使用寿命和水库的水质，因此，治理库区日趋严重的水土流失，防治面源污染，营造库区水源涵养林是非常必要的。为此，自1986年以来，当地结合国家、省、市级小流域综合治理工程，对迁西县库区水源涵养林建设技术进行了探讨，探索出了适合北方土石山区建设库区水源涵养林治理水土流失的模式，该治理模式首先在14条小流域治理区内试验示范，取得成效后迅速在迁西县境内的水库库区得到推广。目前迁西县境内的潘家口、大黑汀2座国家级大型水库和82座中小型水库库区周边的水源涵养林建设成效非常显著，库区水土流失得到有效治理，面源污染得到有效控制，改善了水库水质和库区生态环境，取得了显著的生态效益、社会效益和经济效益。

1 综合调查，摸清底数

对于要修建库区水源涵养林的项目区，首先对项目区进行综合调查，摸清底数，为科学规划、设计、实施打好基础。调查内容：一是社会经济条件，包括项目区的人口、劳力数量、各类土地利用现状、国民经济发展水平、居民收入水平、交通与通信状况；二是立地类型，包括项目区地形、地貌、土壤、植被、优势树种等；三是乔木、灌木树种，包括项目区乡土树种资源与分布，适生树种、主要树种的生物学特性及经济利用价值；四是灾害性因子调查，如：项目区病虫害、风、冰雹、霜冻、干旱、地质灾害等；五是小班区划，主要包括小班编号、权属、地质、地貌、地形、面积、土壤、植被类型、植被盖度、经营措施等，小班的划分应以明显地形地貌为界线，同时要兼顾经营管理的需要，小班面积不宜超过20hm2；六是栽植材料，包括当地栽植树种的种子与苗木供需现状，栽植材料种类与质量、育苗设施与技术措施，主要造林树种种苗的规格标准。

2 精心设计，科学实施

2.1 总平面图设计

修建库区水源涵养林工程的总平面图设计方法是：首先进行现状图的绘制，要素包括库区水源涵养林项目区域边界，内部路网及与外部的衔接条件，内部原有的工程设施、居民点。现状图的绘制应以1∶10000比例尺的地形图为基础，在现场进行实测，把发生变化或图上没有的地形、地物补测在图上，现场调查图经整理后形成现状图。

总平面图设计以现状图为基础，设计方案是根据实地勘察结果，通过方案论证和比较，采用安全、经济、合理的设计方案。道路路线布设是利用现有道路，尽量少破坏林木并避免高填深挖，并符合路段系统排水的要求；防火隔离带网要利用河流、山脊、道路等布设。竖向设计应与总平面设计同时进行，合理确定项目区场地标高，与项目区外已建和规划的道路、排水系统及标高协调一致；合理利用自然地形，减少动土石方工程量，挖填方工程要精心设计，防止产生滑坡、塌方，项目区要完善蓄排水措施，避免雨水冲刷造成土壤侵蚀。

2.2 库区水源涵养林营造工程实施

库区水源涵养林营造工程包括新建库区水源涵养林工程和库区水源涵养林改造工程。新建库区水源涵养林工程设计包括造林准备、造林、未成林抚育等内容；水源涵养林改造工程设计包括抚育经营、低效林改造、采伐更新等内容。项目区包括水库周边及上游地区的乔木林地、灌木林地、疏林地、采伐迹地、火烧迹地、未成林造林地等宜林地。库区水源涵养林的树种混交比应大于30%，宜采用封山育林、人工造林、飞播造林相结合，乔木、灌木、草本相结合的方式，同时应结合生物多样性保护、水土保持、景观与游憩需求等因素，对古树名木、自然遗迹等采取保护措施。

2.2.1.1 造林前期准备工作

（1）树种及苗木的选择。库区水源涵养林造林树种应注重选择水源涵养功能好的乡土树种，并根据立地类型选择抗逆性强、低耗水、保水保土能力好和具有一定景观价值的乔木、灌木。在唐山北部土石山区库区水源涵养林造林主要选择的树种有：油松、侧柏、山杏、栓皮栎、香椿、臭椿、刺槐、杨树、柳树、桧柏、紫穗槐、荆条等。库区水源涵养林造林用种子苗木应符合国家现行标准规范要求，如飞机播种造林、人工直播造林使用的种子应符合现行国家标准《林木种子质量分级》（GB 7908—1999）规定的三级以上种子质量标准；容器苗应执行现行行业标准《容器育苗技术》（LY/T 1000—2013）规定的合格苗木标准；裸根苗木应执行现行国家标准《主要造林树种苗木质量分级》（GB 6000—1999）规定的一、二级苗木标准。

（2）造林整地类型及季节。新建库区水源涵养林工程设计应根据项目区气候条件、立地类型、选择的造林树种生物学特性、植被现状及水土流失情况确定造林地的造林密度、整地方式、规格和时间，除河滩等平缓地外，凡坡度5°以上的造林地，不宜采取全面整地的方式并应减少对原有植被的破坏，整地方法应采用穴状、鱼鳞坑、水平阶、水平沟、窄带梯田等方法，不同立地类型应采用最有利于水土保持及树种生长的整地方法，库区水源涵养林工程造林整地的方法应符合现行标准《水源涵养林工程设计规范》（GB/T 50885-2013）附录D的规定。整地时间应提前一个雨季，春季造林，应提前到前一年雨季、最迟不晚于前一年秋季；雨季造林，应提前到当年春季或不提前整地采用随整随栽的方式；秋季造林，应提前到当年雨季或雨季前。

2.2.1.2 新建库区水源涵养林营造

（1）造林密度的确定。根据立地条件、树种生物学特性确定造林密度。具体见表1。

表1 北方土石山区库区水源涵养林工程主要树种造林密度

（2）造林方式的选择。采用植苗造林和播种造林。①植苗造林：根据林种、树种和立地条件可选用裸根苗造林和容器苗造林。落叶阔叶树种（如：杨树、臭椿、榆树、柳树、刺槐、紫穗槐、栓皮栎、麻栎、檞栎、元宝枫等）在休眠期栽植，采用裸根苗栽植；常绿针叶树种及生长期栽植的树种（如：侧柏、油松、山杏等）采用容器苗或带土坨栽植。裸根苗栽植一般采用穴植法，穴的大小应略大于苗木根系，苗干应扶正，根系应舒展，深浅应适当，填土一半后提苗踩实，再填土后踩实，最后覆上虚土。容器苗采用穴植，植穴应略大于容器规格，栽植时应将不容易降解的容器去掉。在北方土石山区春季、雨季、秋季均可造林，春季造林要早，一般在土壤解冻后的3月；雨季造林应掌握好雨情，以下过1～2场透雨、出现连续阴天时为宜，一般在7～8月进行雨季造林，雨季造林树种宜选择蒸腾强度较小或萌芽能力强的树种；秋季造林一般为阔叶落叶树种，应在树木已经落叶至土壤上冻之前，一般在11月中旬至下旬进行。容器苗和带土坨苗木，可在土壤结冻期外的各季节造林。②播种造林：播种造林季节主要为雨季和秋季，雨季造林适用于小粒种子，如：油松、侧柏、刺槐、紫穗槐等。秋季造林适用于大粒、硬壳、休眠期长、不耐贮藏的种子，如：山杏、栓皮栎、麻栎、檞栎。

（3）造林模式的选择。库区水源涵养林以营造复层混交林为主，混交方式造林能更好地起到改良土壤及防火、防虫等作用，根据立地条件混交类型分为：主要树种与主要树种混交，适宜立地条件好的地方，如：油松、栓皮栎（麻栎、檞栎）混交，侧柏、山杏混交；主要树种、伴生树种和灌木树种综合混交，适宜在立地条件较好，如：油松与阔叶伴生树种（元宝枫、山杏、紫穗槐）的行间混交或带状混交，侧柏与阔叶伴生树种（元宝枫、臭椿、紫穗槐）的行间混交或带状混交；主要树种与灌木树种混交，适宜立地条件较差的地方，如：油松与紫穗槐、胡枝子、荆条混交；刺槐、紫穗槐混交。

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混交方法分为：行间混交、带状混交、块状混交。行间混交适用于各种立地条件的乔灌树种混交，耐荫树种与阳性树种混交；带状混交适用于初期生长速度相差悬殊且种间矛盾较大的乔木树种混交，或者是乔木与耐荫亚乔木树种混交；块状混交适用于种间竞争激烈的主要树种与主要树种的混交。造林模式的配置以小班为单位进行，地形破碎的山地采用局部造林法。

2.2.2 库区水源涵养林改造工程

库区水源涵养改造应按现行行业标准《低效林改造技术规程》（LY/T 1690-2007）的有关规定执行。包括对库区水源涵养林的抚育和改造两种类型。

（1）抚育对象。抚育是以不破坏原生植物群落结构，以有利于促进树木正常生长，保持合理的林分结构，增加库区水源涵养林的生态功能为目地。具体做法：一是对郁闭度0.8以上的天然次生中幼龄林，郁闭度0.9以上的人工幼龄林，郁闭度0.8以上的人工中龄林的林地进行抚育；二是对林分密度过大，自然分化现象严重的林分进行抚育；三是对受病虫害、冰雹、火灾等自然灾害影响严重，病腐木已达10%，且林木生长发育不能满足水源保护功能的林分进行抚育。

（2）抚育方法。抚育方法按现行国家标准《森林抚育规程》（GB/T 15781-2015）的有关规定执行，对迁西县库区水源涵养林抚育的做法是：一是对郁闭后的幼龄林进行透光伐、中壮龄阶段进行疏伐、熟龄阶段进行生长伐，在遭受病虫害、大风、大雪、火灾等自然灾害后进行卫生伐；二是进行人工修枝，林冠郁闭后，树冠下部出现枯枝时开始，人工修枝的强度掌握在幼林阶段的修枝高度不超过树高的1/3，中龄林阶段修枝高度不超过树高的1/2；三是对林地及时进行施肥、灌溉与排水。

（3）改造对象。对于受人为或自然因素的影响，林木生长发育衰竭，林分结构及稳定性失调，水源涵养功能退化或丧失的低效次生林和低效人工林地，具体地讲是指郁闭度小于0.3以上的中龄林、植被盖度小于0.4以上的中龄林、单层纯林特别是单一针叶树种的纯林而且林下植被盖度低于0.2的林地、遭遇自然灾害或病虫害导致病腐木高于20%的林地。

（4）改造方法。改造方法分为补植、封育、综合改造等。补植是指对于残次林、劣质林及低效灌木林，通过补植形成混交林，补植后的密度达到该类林分合理密度的85%以上。封育是指对于有目标树种天然更新幼树的林地，利用现有的水、肥、气、热等自然立地条件通过生态自我修复，达到库区生态涵养林功能目的。综合改造是指对于残次林、劣质林、低效灌木林、低效纯林、病虫害严重、经营不善的林分等通过补植、封育、抚育等多种方式，提高库区水源涵养林质量，一次改造强度宜控制在蓄积的20%以内，剔除病害木，对栽植的幼树成活后进行抚育管理，把低效库区水源涵养林改造成高效正常生长的水源涵养林。

3 库区水源涵养林建设效果

3.1 经济效益

截止2020年，迁西县新建、改造库区水源涵养林1675.8hm2，活立木总蓄积量为13.24万m3，修枝、间伐、更新采伐等经营管理可实现年效益达251.38万元，改善了库区农业基本生产、生活条件，增加了当地群众收入，库区农民年可支配收入达12795元。

3.2 生态效益

3.2.1 改善了库区水质

通过修建库区水源涵养林，库区周边的水土流失得到有效治理，面源污染得到了有效控制，防止了河床台高，水库淤积，净化了水质，改善了水生态环境，当地群众的生存环境得到了改善。

3.2.2 保持了水土

库区水源涵养林建成并正常发挥效益后，缓洪效益达到86%，拦沙效益达到78%；做到了小雨水不下山，大雨水缓出川，大大地减少了地表径流，减轻了暴雨洪水对土壤的冲刷，起到水土保持作用。

3.2.3 改良了土壤

据调查统计，通过库区水源涵养林建设，造林整地工程促进了土壤母质的风化，改善了土壤水、肥、气、热等立地条件，通过造林及后期的森林抚育经营管理，土壤氮、磷、钾含量分别比原地面土壤提高了0.02%～0.04%、1.07～2.04mg/kg、2.0～2.6mg/kg，树木根系的作用及日常的森林经营管理也促进了土壤团粒结构的形成，从而有利于树木及林下灌木及草本植被的生长。

3.2.4 改善了生态环境

通过库区水源涵养林建设，增加了森林覆盖率及植被盖度，涵养水源的同时，调节了当地的小气候，改善了生态环境，促进了生态环境的良性循环及库区社会经济的可持续发展。

3.3 社会效益

3.3.1 减少了自然灾害

库区水源涵养林的营造有效地减轻了水土流失，树冠对雨水的截留缓冲作用，造林整地工程改变原地貌的微地形结构，增加土壤的蓄水能力，起到减少降雨产生的地表径流的作用，从而减少了水的流失及土壤侵蚀，减少了洪水、泥石流等自然灾害发生的频次，增强了项目区抗御自然灾害的能力。

3.3.2 促进了社会进步

库区水源涵养林建设防治了水土流失，改善了农业基本生产条件，提高了土地生产率，增加了木材的总蓄积量，修枝、间伐、更新采伐等经营管理，提高了库区农民的经济收入，使乡村振兴战略得以实施，促进了社会进步。