生态环境建设与水资源的保护和利用

2021-11-30 14:04夏群群
皮革制作与环保科技 2021年15期
关键词:荒漠化水土保持植被

夏群群

(舟山市生态环境局岱山分局,浙江 舟山 316200)

我国国土面积辽阔,水资源分布具有明显的地理化特征,即“南多北少”和“东多西少”,且各个地区的水资源分布均会受到季节因素的影响。水资源与城市发展、人类文明进步息息相关,我国早期阶段片面强调经济建设,忽略了环境保护问题,导致现阶段在发展过程中频繁出现水资源匮乏的现象,包括农业、工业、建筑等多个领域均受到了限制。因此,在这一背景下加强对生态环境建设与水资源保护和利用的研究,对于构建生态型和谐社会,实现可持续发展有着一定的现实意义。

1 植被建设与水资源的保护和利用

从环境破坏的本质来看,其源自于一切不合理活动,包括滥垦、乱捕、滥伐、工业生产、工程建设等,进而造成大气污染、水资源污染、土壤污染、生物资源减少等诸多问题。在诸多问题当中,植被破坏现象的占比较高,这主要是因为各项不合理活动均会直接或间接影响到植被的实际情况。由此可见,想要实现生态环境建设的基本目标,就必须将植被建设视为核心内容,通过修复植被、建设植被的方式逐步恢复整个生态系统的平衡。在植被建设的过程中,森林植被应当位于核心地位,因为森林植被具有大体量、完整性、生物多样性等基本特征,且森林植被本身就是独立的生态系统,其对于环境整体的影响力较大。此外,森林植被具有较强的适应性,可以满足我国气候特征的基本需求,无论是在南方湿润地区,还是在西北半干旱地区,森林植被均具有较高的适应能力和稳定性。

作为植被建设的核心,森林植被与水资源保护和利用之间的关系较为明确。森林植被所构成的生态系统中本身就具有水分循环机制,即自然降水通过干流和穿透的方式下降至地面,部分水分被地面枯枝落叶层、腐殖质层及底土层吸收之后,再进一步分流或者下渗,前者可成为地表径流的补充,后者则主要补充地下水。而部分被植物茎叶所拦截的水分可再通过蒸发和植物蒸腾的方式重新进入大气。在整个水分循环体系当中,每个环节的水量和比例将直接影响到整个地区的降水量和降水特点,同时也会进一步影响到森林结构和地形地貌、水文条件等。需要注意的是,森林的水分循环机制容易受到诸多因素的影响,且每一项因素均具有一定变量,这也决定了水分循环机制会出现较大幅度的变动。整体来看,森林植被建设对于水资源保护和利用的价值主要体现在以下几个方面:

1.1 涵蓄水分

在森林植被当中,地表植被和各个土层均具有拦截和保持水分的作用,这也决定了森林植被的涵蓄水分功能较为明显。根据对森林植被的研究发现,森林可以涵蓄的自然降水量能够维持在40~165 mm之间,不同类型的森林植被具有不同的涵蓄水分效果,天然林的涵蓄水分效果最强,而人工林的涵蓄能力相对较差,二者之间的差距可以超过100 mm。

1.2 调节河川径流

由于受到森林植被涵蓄水分功能的影响,可以避免自然降水过度在地面集中而形成地表径流,除了部分直接干流至地表径流的水分之外,其他水分会逐步下渗至土层深处,从而形成对地下水的补给。而在雨季阶段,森林植被可以有效削弱河川洪峰流量、控制洪峰,同时也能够增加地表径流枯水期流量、缩减枯水期周期,这对于保证水资源充足性无疑有着一定的现实意义。需要注意的是,森林的河川径流调节能力在大流域中的作用效果相对不够明显,而对小流域却有着十分显著的效果,理论上可以削弱50%以上的洪峰流量。

1.3 影响河川总径流量

森林植被为了维持自身的成长需求,其本身需要耗费一定的水分,森林植被对于大气降水的影响研究目前尚无定论,但多数研究均证明其具有积极性的影响价值。仅从河川总径流量的角度来看,森林植被的影响力在不同气候区域有着明显的差异性,其对湿润地区的河川径流影响较小,而在干旱和半干旱区的影响效果显著。这主要是因为干旱和半干旱区的自然降水较少,且气候炎热,森林蒸腾耗水的整体占比相对较高,从而会导致河川总径流量的减少。但考虑到这部分耗水主要用于维持森林生态系统,故属于有效的水分利用。

1.4 控制土壤侵蚀

森林植被本身具有改良土壤的作用,可以有效控制自然因素所造成的土壤侵蚀现象,进而达到保持水土,减少河流含沙量的效果。森林植被的这一功能受到分布密集程度、森林类型、森林结构等多种因素的影响,在密度较高,且呈现出多层结构的森林地区,可以将土壤侵蚀率降低90%以下。但对于结构组成并不合理的森林而言,如单品种人造林,其控制土壤侵蚀的能力相对有限,微乎其微[1]。

1.5 净化水源

在森林生态系统中,各项参与要素之间有着紧密的联系性。水分的循环需要经历若干个过程,其主要以物理过程和生物过程为主。每一道水循环过程均能够对水分起到一定的净化作用,包括过滤、吸收和吸附等,水分中的营养物质和污染物质会在这一过程中逐步被净化,水资源品质也可以进一步提升。正是因为森林植被具有净化水源的作用,人类社会在选择饮用水时会优先考虑森林流域。

森林植被的各项功能和作用也同时存在于其他类型的植被当中,包括灌丛、草地等,其他植被的作用效果低于森林植被,同时也受到自身规模、种类和结构的影响。但是,不同植被类型具有相应的生长适应区,在建设植被的过程中需要充分考虑建设区域的实际情况,综合分析气候环境、地质水文等多方面的因素,进而实现合理布局,优势互补[2]。

2 水土保持综合治理与水资源的保护和利用

水土保持工作是针对水土流失区域的生态环境建设工程,其主要以植被建设为主,但由于植被建设无法涵盖全部区域,故需要同时给予其他的水土保持方式,并通过多种水土保持方式的彼此交叉来达到保持水土的基本目的。从原则角度来看,保水保土是整个工作体系的核心内容,常规手段包括退耕还林、退耕还草、生物措施、工程措施和农业技术措施等,可以有效改善区域的生态环境,保障生态系统的整体稳定性。在这一过程当中,对水资源的控制以及治理侵蚀现象是核心内容,故水土保持也可以在一定程度上影响到水资源的保护和利用。与前文所提及的植被建设相比较,水土保持综合治理更加强调综合性,可以从多角度、全方面保护水资源。

2.1 增加蓄水能力

通过水土保持综合治理,可以有效提高区域的综合蓄水能力。而蓄水能力的提升则意味着区域供水将更为充足,无论是日常饮水、用水还是农业、畜牧业用水均可以得到一定的保障。此外,综合治理措施能够改善区域的土壤水分存贮能力,从而更好地应对干旱问题。随着土壤水分增加,区域植物面积和生物产量也可以进一步提高,而区域的水循环系统也可以从无效蒸发转变为有效蒸腾,水资源的利用率也能够同步提升。从我国的水土保持工作现状来看,黄河流域的上、中游部分是治理的关键区域,而通过多年的水土保持后,如今黄河上、中游的蓄水功能大幅度提升,且保持着稳定的增长趋势。而在海河流域和长江流域,随着水土保持工作的持续开展,其实际蓄水能力也得到了显著提升,且在气候因素影响下,增长幅度甚至达到了黄河额外需水量的2~3倍左右[3]。

2.2 控制洪峰

水土保持综合治理的初期阶段以增加蓄水能力为主,后续则能够改善流域内的整体降水效果,进而影响到整个流域的洪峰流量和枯水期流量。从削洪角度来看,降水、地形、土壤等因素决定了最终的削洪效果。其在中小规模流域中的削洪效果较为显著,理论上可以达到30%~70%左右。而在大规模流域中,影响洪峰强度的因素在于雨情,其包括降水范围、降水强度、持续时间等,故区域内的水土保持治理对于洪峰的整体影响不够明显,但后续随着水土保持治理的规模、效果持续扩大化,其削洪效果也大幅度增加[4]。

2.3 影响总径流量

水土综合治理的最大效益在于拦蓄降水,而多余的水资源主要应用于地方的生活、生产以及植被恢复,这也意味着其对河川的总径流量的影响将呈现出明显的地域化特征。在湿润地区中,由于其年降水量较大,流域规模、数量、径流量大,即便是治理区域的径流量达到人类活动影响最大值,其对于河川的总径流量影响也并不明显。而在干旱和半干旱地区,则会呈现出较为显著的影响。根据相关数据统计显示,我国在黄土高原地区设置的水土保持区域达到了整个黄土高原的三分之一,且综合治理水平相对较低,由于水土保持所造成的河川径流减少量就达到了8亿~10亿立方米,这一数量在黄河总径流量中的占比并不高,且水土保持区域所拦蓄的水资源为利用率较低的暴雨洪水径流,具有明显的季节化特征(7~9月)。此外,黄土高原地区的水土保持区域主要集中在河龙区间,这一区间含有大量的泥沙,保持水土的同时也可以减少入河的泥沙总量,故其实际影响多以正面、积极为主。

2.4 改善水环境

从水环境改善的角度来看,水土综合治理的功能效益与植被建设有着一定的相似之处。通过系统的水土综合治理,区域所拦蓄的降水量增加,土壤侵蚀减少,植被数量和生物产量增加,水源水质也自然能够得到相应的净化与改善。与此同时,水环境改善不仅可以带来环境效益,更能够带来经济效益。随着水环境、植物环境的持续改善,区域更加适合发展农业和畜牧业,从而为地方农民增加收入,创造更高经济价值而提供了必要的环境条件。

3 荒漠化防治与水资源的保护和利用

土地荒漠化是我国长期存在的生态问题,其包括风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、冰融荒漠化及土壤盐渍化。考虑到我国的基本国情,风蚀荒漠化现象在荒漠化土地中的占比最高,故下文以风蚀荒漠化为主要内容进行阐述。

从土地荒漠化的形成原因来看,早期阶段以自然因素为主,如干旱缺水。经过长期的自然历程,土地荒漠化地区具有独特的植被类型,此类植物对当地的气候环境具有较强适应能力,且彼此之间保持着相对平衡的状态,既不会造成荒漠化现象过分扩张,也无法在现有情况下影响荒漠化。随着人类活动的影响(过垦、过牧、乱挖、过度樵采、不合理开发建设等),荒漠化区域的生态平衡关系受到了破坏,导致荒漠化规模进一步扩张。为了达到防治荒漠化的目的,不仅要减少人类活动的负面影响,保护原有的植被规模,同时还需要引水拉沙、造林种草,通过适度的水利化、围栏化建设经营人工草场。上述种种荒漠化防治措施均与水资源有着密切的联系性。从荒漠化防治工作的本质来看,任何防治措施均需要立足于水资源供给不足这一现状,充分利用天然植被和降水,选择耐干旱植被类型,构建能够大规模覆盖土地,抵御风沙的植被体系[5]。

荒漠化防治工作必须适应干旱半干旱地区水资源不足这个限制因子,主要保护好天然植被,利用好天然降水,需要时选择适合当地干旱条件的树种(含灌木)和草种,建设能充分覆盖土地,抵挡风沙推进的各类植被。在植被改善小气候、减少水分物理蒸发的同时,也不可避免地要耗用一部分水资源。为了保护和恢复内陆河流滩地的天然林植被,需要留出足够量的河川生态用水,控制上中游灌溉及城市工业用水。为了达到防治荒漠化的目的,就必须保证河川生态用水的充足性,对上中游区域的农业和工业用水量进行控制。同时,为避免荒漠化规模进一步扩大,周围需要设置沙林带,并恢复沙压失地,后续一系列措施均需要一定的水资源供给,具体规模可以根据地方的水资源情况而灵活决定。

4 结语

综合来看,为了实现我国的可持续发展,解决生态环境与经济建设之间的矛盾问题就成为关键所在。我国应当进一步加强生态环境建设工作,明确生态环境建设与水资源之间的关系,通过有效的生态手段来保护水资源,并在这一基础上进一步利用水资源,在实现人与自然和谐发展目标的基础上,创造更高的生态效益和经济效益。

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