摘要黄浦江上游饮用水水源保护区是上海市的重要水源保护地之一。文章结合该水源保护区范围内土地利用现状及森林植被覆盖现状的分析发现,该水源保护区范围内森林资源未来的发展空间潜力有限,而如何有效提升现有森林资源质量,更好地发挥森林资源水源涵养功能,将是林业部门今后需要面临的主要任务。针对现状,提出编制森林资源保护利用专项规划、加强农林水一体化综合保护利用、加强现有森林资源抚育改造、加强区域协同合作等森林资源保护和经营利用的对策建议。
关键词黄浦江上游;饮用水水源保护;森林经营;森林资源保护利用
中图分类号:S750 文献标识码:A doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2024.05.021
水是地球上各种生物生存所需的最基础的物质之一,水资源的保护事关人类生产生活安全和社会和谐稳定。森林是陆地生态系统的主体,具有涵养水源、净化水质、调节径流等重要的生态功能,在水资源的保护和可持续利用方面发挥着极为重要的作用。黄浦江上游是上海市的重要水源保护地之一,本文结合黄浦江上游饮用水水源保护区范围内森林资源的分布现状进行分析,并对森林资源保护和经营利用进行探讨。
1研究区概况
黄浦江发源于上海市青浦区淀山湖,自西向东横贯上海,至吴淞口注入长江,是长江汇入东海之前最后一条支流和太湖流域的主要排水河道,也是上海市最大的地标性河流。黄浦江一直是上海市居民生活用水及工业用水的主要水源,兼具有航运、排洪、灌溉、渔业、旅游、调节气候等综合功能。上海市于1985年发布《上海市黄浦江上游水源保护条例》,明确了黄浦江上游水源保护区和准水源保护区的范围,是全国最早划定水源保护区的省市之一[1]。随着政策制度的变化,黄浦江上游水源保护区的范围也在不断变化和调整。2022年6月8日,根据长三角一体化发展国家战略对跨界饮用水水源地协同保护提出的新要求,上海市发布了最新的《黄浦江上游饮用水水源保护区划(2022版)》,划定了最新的一级保护区、二级保护区、准保护区、缓冲区等四级保护区的设置范围。水源保护区范围内共有2个取水口:位于青浦区金泽镇太浦河上的金泽水库取水口是常用取水口;位于松江区叶榭镇黄浦江干流上的松浦大桥取水口是备用取水口。金泽水库作为上海市四大饮用水水源地之一,主要向闵行区、奉贤区、金山区、青浦区和松江区等西南5区供应原水。
2研究方法
2.1数据来源
黄浦江上游饮用水水源保护区各级保护区范围的划分来源于《黄浦江上游饮用水水源保护区划(2022版)》公布的水源保护区区划示意图;水源保护区范围内土地利用现状和森林资源现状小班数据来源于上海市2023年森林资源监测成果数据库;国民经济和社会发展相关数据来源于2022年上海市国民经济和社会发展统计公报和相关各区2022年统计年鉴。
2.2数据处理
利用Arcgis10.5软件将黄浦江上游饮用水水源保护区区划示意图与上海市2023年度森林资源监测成果数据库小班分布图进行地理配准,再将黄浦江上游饮用水水源保护区区划示意图进行矢量化,并通过叠置分析方法获得各级水源保护区内土地利用现状和森林资源分布现状数据。
3结果与分析
3.1区域分布分析
黄浦江上游饮用水水源保护区,共涉及青浦区、金山区、松江区、奉贤区、闵行区5个区的32个乡镇,总面积97 397 hm2,约占5个区土地总面积的1/3和全市土地总面积[2]的1/7。其中,一级保护区面积约410 hm2,占水源保护区总面积的0.42%,分为金泽水库取水口一级保护区和松浦大桥备用取水口一级保护区2个部分;二级保护区面积约21 052 hm2,占水源保护区总面积的21.62%,大致分布于淀山湖沿岸500 m及黄浦江上流主要河道两侧1 000 m范围内。一级、二级保护区在青浦区、松江区、闵行区三区范围内均有分布,但主要分布在青浦区境内,面积占比达到六成以上。准保护区面积约4 853 hm2,占水源保护区总面积的4.98%,仅分布在青浦区。缓冲区面积约71 082 hm2,占水源保护区总面积的72.98%,5个区均有分布,主要集中在松江区、金山区、青浦区三区。
3.2土地利用现状分析
将水源保护区的土地利用现状按是否有森林植被覆盖进行分类统计,无森林植被覆盖的面积为79 252 hm2,占水源保护区总面积的81.37%;有森林植被覆盖面积为18 145 hm2,占水源保护区总面积的18.63%,见表1。
由表1看出,从土地利用现状看,有森林植被覆盖面积及耕地、建设用地、陆地水域等用地面积之和已占水源保护区总面积的94.43%,暂无森林植被覆盖的林地及可能通过改造用于营建森林的园地、草地的面积之和仅占5.57%,森林资源未来扩展的空间潜力有限。
由表2可以看出,有森林植被覆盖区域内林地面积占森林植被覆盖总面积的70.54%,各类建设用地占森林植被覆盖总面积的20.31%,园地占森林植被覆盖总面积的4.66%,耕地、陆地水域、草地上也有少量森林植被覆盖分布。从数据上看,林地和各类建设用地(主要是居住用地和交通运输用地)上的森林植被覆盖占了绝大多数。
3.3森林植被覆盖现状分析
3.3.1植被覆盖类型分布
有森林植被覆盖范围按植被覆盖类型进行分析。由表3可看出,乔木林面积最大,为15 212 hm2,占森林植被覆盖总面积的83.84%;其他依次为国家特别规定的灌木林占4.85%,一般灌木林占3.27%,未成林占5.65%,竹林占2.28%,疏林面积最小,仅占0.11%。
水源保护区范围内森林覆盖率为16.95%,低于同期上海市18.81%的森林覆盖率1.86个百分点。其中:一级、二级两级保护区范围内的森林覆盖率为21.75%,高于全市森林覆盖率2.94个百分点,这主要得益于上海市自2003年起,沿黄浦江干流及其主要支流两侧200~500 m范围内大力推进的黄浦江水源涵养林建设项目[3]。准保护区和缓冲区森林覆盖率均低于全市森林覆盖率,主要是因为准保护区和缓冲区范围内耕地、陆地水域面积较大,限制了森林资源的增长。由于土地利用空间受限,黄浦江上游饮用水水源保护区范围内森林覆盖率提高难度较大。因此,如何有效提升现有森林资源质量,更好地发挥森林资源水源涵养功能,将是林业部门今后一定时期内需要面临的主要任务。
3.3.2林种分布
有森林植被覆盖范围内(表4),公益林总面积13 329 hm2,占73.46%;商品林总面积4 816 hm2,占26.54%。公益林中,防护林面积10 382 hm2,占森林植被覆盖面积的57.22%,其中:水源涵养林为3 623 hm2,农田防护林为171 hm2,护岸林为1 570 hm2,护路林为3 253 hm2,其他防护林1 765 hm2;特种用途林面积2 947 hm2,占森林植被覆盖面积的16.24%,其中:环境保护林为2 606 hm2、风景林为341 hm2。商品林中,经济果林面积882 hm2,占森林植被覆盖面积的4.86%;苗木经济林面积3 934 hm2,占森林植被覆盖面积的21.68%。经济果林面积虽然较少,但由于经济果林在培育过程中存在使用农药和肥料的情况,可能对饮用水水源保护区,特别是一级、二级保护区水资源的保护产生一定的负面影响,有必要通过征收或种植结构调整,将其更新改造为以涵养水源、保护环境为主要目的的公益林。
3.3.3乔木林资源现状
森林,由乔木林、竹林和国家特别规定的灌木林组成。乔木林是森林构成的主要组成部分,乔木林的质量和价值决定了森林的整体质量和价值。森林经营活动中,乔木林是最重要的经营对象。在上海,乔木林面积占全市森林总面积的90.75%;在黄浦江上游饮用水水源保护区内,乔木林面积占全区域森林总面积的92.16%。根据上海市各林种的功能分类及其经营目的,可分为水源涵养林、农田防护林、护岸林、护路林、其他防护林等5个防护林林种,都是黄浦江上游饮用水水源保护区内森林经营和管理需要重点关注对象,也是本文进一步研究的主要对象。经统计,5个林种中乔木林总面积为10 078 hm2。
(1)树种结构
分析结果显示(表5),阔叶纯林所占面积比重最大,达到44.31%;其次是阔叶混交林,面积占比为30.80%。阔叶林面积合计占比达到75.11%,这说明在黄浦江上游饮用水水源保护区,阔叶树种的使用频率较高,这与上海市以常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林为主的地带性植被特色基本吻合[4]。从种植模式上分析,阔叶纯林与针叶纯林的面积合计占比达到57.50%,这说明纯林的面积占比相对较高,不利于森林生态系统生物多样性的增加和保护,是森林抚育经营和质量提升需要重点关注的对象。
(2)群落结构
分析结果显示(表6),乔木林的群落结构极为简单,简单结构林分的面积占比达83.42%,完整和较完整结构林分面积占比仅为16.58%。该问题的成因,主要还是乔木林建设时多以单层林种植方式为主,且在后期抚育过程中,未重视林下天然更新幼苗的保护和培育[3,5,6]。
(3)郁闭度
分析结果显示(表7),乔木林的高郁闭度林分(郁闭度≥0.70)面积占比为47.54%,中郁闭度林分(0.40≤郁闭度<0.70)的面积占比为 41.29%,低郁闭度林分(0.20≤郁闭度<0.40)的面积占比为 11.17%。过高的郁闭度将影响光合作用效率,影响植物生长。加强对高郁闭度林分的森林抚育,适度调整林分密度,是乔木林后期抚育经营的重点之一。
4对策与建议
黄浦江上游饮用水水源保护区是上海重要的农业生产和生态环境保护区域之一。加强对该区域森林资源的保护利用和经营管理,对上海市的生态环境质量、水资源质量的改善和保护有着重要的意义。
对于黄浦江上游饮用水水源保护区范围内森林资源的保护管理,上海市目前尚未出台专项规划予以规定。最新发布的《上海市森林和林地保护利用规划(2023-2035年)》,也仅是根据森林资源的区位分布,在宏观层面对各类森林资源划分了林地保护等级,提出了保护利用方向和林地管制措施,并未具体地、有针对性地提及如何在黄浦江上游饮用水水源保护区范围内开展森林资源的经营管理和保护利用。因此,为更好地发挥森林资源对黄浦江上游饮用水水源保护区的水资源保护和水源涵养功能,由市相关部门统一组织或由相关各区联合编制黄浦江上游饮用水水源保护区森林经营和保护利用规划仍实有必要。
黄浦江上游饮用水水源保护区范围内,位于太浦河上的金泽水库取水口是常用取水口,由于水源基本来自上海域外的江苏省,因此,黄浦江上游饮用水水源保护区的保护范围对其实际影响很小。水源保护区的作用,更多体现在对黄浦江上游区域整体水环境的涵养和保护。黄浦江上游饮用水水源保护区范围内,耕地、陆地水域、森林资源覆盖这三者合计面积已占到保护区范围的近70%,而作为上海市重要的农业生产区域,农业生产所产生的面源污染问题也一直是相关部门和学者较为关心的问题[7-10]。因此,森林资源的经营管理和保护利用,应从系统规划的角度出发,着重突出森林与耕地、河流水系三者之间“农-林-水”一体化的综合性保护和利用的思路,通过防护林体系的建设完善与高标准农田菜田建设、农业面源污染防治、小流域清洁治理、河湖堤岸生态治理等一系列措施的综合应用,结合生态修复和林草植被覆盖度的增加,实现森林生态系统的高值利用与黄浦江上游区域水资源的保护和水环境的改善。
森林是陆地生态系统水源涵养的主体,森林水源涵养量约占陆地生态系统水源涵养总量的60.8%,相比草地、农田等生态系统类型,森林水源涵养能力更强[11]。森林涵养水源能力的强弱,与其林分结构有着紧密的关联性。相关研究表明,林分结构越复杂、林层越丰富、郁闭度越大、叶面积指数越大、林冠枝叶空间分布越均匀,则林冠蓄水量越大[11,12];混交林的水源涵养能力强于纯林[13-16];异龄、混交、郁闭度在0.6~0.8的水源涵养林生态功能最优[17]。因此,结合上海市正在推进的公益林质量评定工作,应建立完善的公益林质量评价指标体系;按照分类经营、分类管理的原则和《上海市森林和林地保护利用规划(2023-2035年)》的规定,根据森林资源所属饮用水水源保护区等级的不同、生态区位的不同,编制区域性的森林经营方案,明确其经营目标和相应的保护等级、保护要求,从而制定出相应的经营措施;以各种有针对性的抚育更新措施和技术手段,改造现有森林资源尤其是乔木林的林分结构,提高森林资源涵养水源能力,是目前急需推进的工作任务。
黄浦江上游饮用水水源保护区地处太湖流域的下流,各主要河流的水质受上游地区来水水质的影响较大,也影响了黄浦江上游青浦区、金山区、松江区、奉贤区、闵行区5个区工农业生产的用水安全[18]。因此,以太湖流域为中心,以长三角生态绿色一体化发展示范区建设为突破点,贯彻落实《关于建立完善长三角生态绿色一体化发展示范区跨界饮用水水源地共同决策、联合保护和一体管控机制的通知》精神,积极建立江浙沪三省水资源保护综合治理体系,联合划定和建立环太湖流域饮用水水源保护区,统筹开展饮用水水源的保护和管理,才是黄浦江上游饮用水水源保护区水质得到真正改善的根本保障。
参考文献:
[1] 雨桐.黄浦江上游水源保护区发展历程[J].中国环境监察,2018(11):63-65
[2] 国务院关于上海市城市总体规划的批复[EB/OL].(2017-12-15)[2024-05-10]https://ghzyj.sh.gov.cn/ghjh/20200110/0032-811864.html
[3] 张现武,李明华,张金池,等.上海市水源涵养林建设现状及发展对策研究[J].华东森林经理,2015,29(2):23-26
[4] 高峻.上海自然植被的特征、分区与保护[J].地理研究,1997(3):82-88
[5] 彭志,唐国良,惠晓萍,等.上海黄浦江水源涵养林群落学特征研究[J].上海交通大学学报(农业科学版),2013,31(1):88-94
[6] 韩玉洁.上海城市森林林下植被群落特征及多样性研究[J].华东森林经理,2020,34(3):22-26
[7] 车越.中国东部平原河网地区水源地的环境管理:理bjLl78Gai+Oy+N+fPwhgruI2EYgBVBCvnk86e89wTc4=论、方法与实践[D].上海:华东师范大学,2005
[8] 钱晓雍,沈根祥,郭春霞,等.基于水环境功能区划的农业面源污染源解析及其空间异质性[J].农业工程学报,2011,27(2):103-108
[9] 黄文芳,沈哲.农村面源污染治理的政策与管理服务体系优化——以上海郊区农村为例[J].生态与农村环境学报,2012,28(5):599-604
[10] 徐垒.黄浦江流域水体中农药的赋存特征及高效净化工艺研究[D].青岛:青岛大学,2019
[11] 刘效东,张卫强,冯英杰,等.森林生态系统水源涵养功能研究进展与展望[J].生态学杂志,2022,41(4):784-791
[12] 史晓巍.水源涵养林功能指标与结构指标的定量模拟[D].哈尔滨:东北林业大学,2007
[13] 马秀艳.浑河上游水源涵养林的林分结构与功能研究[J].防护林科技,2015(11):10-12
[14] 蔡婷,李阿瑾,宋坤,等.黄浦江上游近自然混交林和人工纯林水源涵养功能评价[J].水土保持研究,2015,22(2):36-40
[15] 李阳,万福绪.黄浦江中游5种典型林分枯落物和土壤水源涵养能力研究[J].水土保持学报,2019,33(2):264-271
[16] 孟楚,王琦,郑小贤.北京市八达岭林场水源涵养林空间结构特征研究[J].西北林学院学报,2016,31(5):109-114
[17] 毛军,田赟,谢军平,等.北京市4种城市功能区森林植被涵养水源功能评价及价值估算[J].生态学报,2021,41(22):9020-9028
[18] 楚文海,杨旭,肖融,等.长三角地区饮用水安全保障策略研究[J].中国工程科学,2022,24(5):19-25