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贵州省林业厅开展 “森林植被对旱灾的响应及其对干旱极端气候的调节、减缓效应”专题调研

文章作者:森林防火 上传时间:2020-02-14

自2009年秋季以来,贵州省降水持续偏少,气温持续偏高,林业受灾严重。为及时了解森林植被抗击旱灾的作用,省林业厅组织开展 “森林植被对旱灾的响应及其对干旱极端气候的调节、减缓效应”专题调研。 为了使调研工作更加深入细致,调研内容更加详细准确,省林业厅组织省林业科技推广站、贵州大学、省林科院、茂兰自然保护区、黔东南州林科所等单位的专家认真研究讨论,制定了《森林植被对旱灾的响应及其对干旱极端气候的调节、减缓效应调研大纲》,按照干旱等级,分区、县级行政单元抽样调查,分成8个工作组深入开阳县等10个县进行调研,根据调研数据,综合分析地质地貌、森林组成物种与类型对干旱的响应、森林对旱灾的影响,形成了《森林植被对干旱极端气候的调节减缓效应调研报告》,全面反应森林植被对减缓旱灾的作用,为制定抗旱防灾措施提供了科学依据。

森林生态系统对于涵养水源、调节径流、防止水土流失、抑制土地荒漠化、改善区域小气候、抵御旱灾洪灾危害等方面具有不可替代的重要作用。林业生态建设是维护国土生态安全的根本举措,是防灾减灾的主要措施和手段。国家林业局经济发展研究中心开展“森林与水旱灾害关系”专题研究进一步验证了这一观点。

2011年,经研中心在林业重大问题调查研究中设立了“森林与水旱灾害关系”专题研究,并组织相关院校和科研单位开展攻关。2011年12月,经研中心、治沙办和昆明勘察设计院在昆明召开了“林业与应对自然灾害”专题研讨会。国家林业局原党组成员、中央纪委驻国家林业局纪检组原组长、中国林业教育学会理事长杨继平到会并作报告,国家林业局有关单位、教育部水土保持与荒漠化防治专业委员会、北京林业大学、西南林业大学、云南省林科院、四川省林科院、甘肃省治沙研究所和新疆吉木萨尔县林业局等单位的20余名专家参会,深入研讨了林业对维护国家生态安全的重大作用等问题。研讨会上专家的主要观点和建议如下:

森林具备涵养水源、调节径流的重要作用,能够降低洪灾、旱灾发生和危害程度

森林通过林冠层、枯落物层和林地土壤层对降水拦截、转换、传递,使汛期部分地表径流和壤中流转入地下径流,然后缓慢以土内径流或地下水方式补充给河川,减少了汛期径流量,增大枯季径流量,调节水资源的分配,发挥了“森林水库”的重要作用,减弱了暴雨洪涝灾害的破坏力,提高了对旱灾的抵抗能力。根据测算,每公顷有林地蓄水量可以比无林地多300立方米。

杨继平在河南“75·8”大水灾剖析研究中指出,森林植被状况与洪水和成灾状况关系密切。1975年8月,河南中部连降特大暴雨,造成板桥、石漫滩水库溃坝,而位置相近的宋家场、薄山水库却没有失事,水库控制流域的能力与森林植被的差异有很大的关系。板桥、石漫滩水库控制流域森林植被覆盖率低,大多数山地为荒山秃岭,水土流失严重。薄山、宋家场水库控制流域面积内林灌草覆盖率达80%以上,蓄水保土能力强,入库泥沙少,水库长年清澈,年淤积量仅为1.5厘米左右,大约为板桥、石漫滩水库年淤积量的1/10。因此,宋家场、薄山水库在河南“75·8”大水灾中没有溃坝,森林植被发挥了重要作用。

2006年,四川省发生特大干旱灾害,四川省林科院深入5个重灾市,对林业在抗旱减灾中的作用进行了专题调研。调研报告指出,森林在干旱季节对径流具有补给作用。在干旱季节,森林覆盖率低的乡溪河断流率平均为69.1%,断流天数平均为52天;而覆盖率高的乡溪河断流率平均为25.5%,断流天数平均为35.3天。森林对种植业和水产业的旱情具有缓解作用。森林覆盖率较高的县主要农作物的受旱程度要比相对应的森林覆盖率较低的县明显减轻。与森林覆盖率低的县相比,森林覆盖率高的县主要农作物的受灾率平均降低16.6%、成灾率降低16.2%、绝收率降低4.0%。此外,森林对区域小气候有一定调节作用。

2010年,我国西南地区发生特大旱灾,经研中心、昆明勘察设计院及时进行了灾害调查。对云南省4个水库的水文、降水、植被等因素调查分析显示,集水区森林资源的数量和质量是影响水库入流量的最主要的外部因素。森林覆盖率越高,水库集水区供水量越大。集水区内森林覆盖率每增加1个百分点,每平方公里集水区每天向水库供水量可以增加3.3%-12.9%。森林植被好的流域可以增加降雨,减少蒸发,水库向下游供水基本不受影响。云南省云龙水库森林覆盖率在76%左右,人口密度低,植被基本上没有受到人为破坏,水库每平方公里集水区面积每天的入流量为616.94立方米。植被条件差的流域降雨减少,蒸发量加大,地表径流明显减少,流域对旱灾的抵御能力下降,造成整个流域旱灾损失严重。松华坝水库森林覆盖率为61.9%,人口密度高,植被受到人为破坏比较严重,水库每平方公里集水区面积每天的入流量为353.46立方米,仅为云龙水库的57.3%。

森林能够减少地表径流,控制水土流失,抑制泥石流灾害的发生

森林截留降水的作用及地表枯枝落叶层使降水强度减弱,大大削弱了降水对地面的直接冲击作用,同时还减缓地表径流形成,并降低了地表径流侵蚀力,从而减少土壤侵蚀,降低水土流失,增强了水土保持能力,防止或减轻泥石流灾害。

2010年8月8日,舟曲特大泥石流灾害发生后,国家林业局立即组成调研组进行调查。结果显示舟曲特大泥石流灾害形成的原因除了极端的气象条件和特殊的地质地貌外,人为活动对森林植被的破坏也是重要原因。位于宕昌县的大河坝林场与发生泥石流的舟曲县三眼峪和罗家峪属同一山体,但大河坝林场并没有受到破坏,主要原因是通过实施天保工程,使大河坝林场的森林资源得到了保护和恢复,森林覆盖率达到68.6%,森林平均每公顷蓄积量89.5立方米,良好的森林植被抑制了泥石流的发生。

云南省林科院的有关研究结果表明,植被对减少地表径流、控制土壤侵蚀、防止水土流失有着显著的作用。裸地和坡耕地是流域产沙的主要原因,农耕地侵蚀量是林地的18.7倍-36.0倍,裸地侵蚀量比林地高100倍左右;小流域的监测结果显示,土壤侵蚀模数随森林覆盖率增加而减少,流域森林覆盖率由18.6%增加到42.4%时,土壤侵蚀模数减少36%;陡坡地造林后,地表径流减少79.44%-96.9%,泥沙削减率为87.8%-99.9%。

车克钧等人的研究表明,在祁连山水源涵养林区,一次降水量为42毫米时,云杉林、圆柏林和灌木林均无地表径流发生,而放牧草地则有地表径流出现。过度、中度和轻度放牧草地的地表径流分别为20.7 毫米、3.8 毫米和0.5毫米,过度放牧草地地表径流分别是中度和轻度的5倍和41倍。过度放牧草地的土壤流失量为563.7 公斤/公顷,分别是中度放牧草地、轻度牧草地的13倍和1375倍。

森林具有减轻风沙危害,防治土地荒漠化的重要作用

甘肃省治沙研究所在1996年5月29日-31日沙尘暴后,对民勤西沙窝防护林内的籽瓜地进行了调查,结果显示沙尘暴过程在防护林内破坏较轻,无防护林保护的地方破坏严重,有的造成绝收。距离防护林内部愈深,破坏愈轻。在流沙地带,无任何防护林的农田内的籽瓜残存苗不足5%;防风固沙林具有明显的减轻风沙危害、保护农业生产的作用。民勤沙区有农田林网的地方风速较旷野平均降低44.55%,气温降低0.8℃,相对湿度提高6.3%,田间蒸发量减少9.7%。

新疆吉木萨尔县依托防护林、退耕还林等林业重点工程的实施,大力开展治沙造林,逐步构筑起相对稳定的绿洲生态安全体系,治沙工作取得明显成效。据气象部门统计,通过近5年与前30年的气温、降水、风速、蒸发量4个主要要素比较,年平均气温增加1.2℃,年平均降水增加37.4毫米,年平均风速减小0.4米/秒,年平均蒸发量减少55.1 毫米。

森林能够促进降水,改善区域小气候

森林的粗糙度、反射率、地表水利用率、热量平衡、水分平衡与农田、草原、城市等其他类型下垫面有明显不同,并且森林巨大的蒸腾作用加强了空气的垂直运动,这些特征对降水、局部环流的形成具有明显的促进作用,从而对不同尺度和区域的气候产生影响。特别是在极端气候条件下,森林改善区域小气候的作用明显。

我国有关研究观测数据显示,一般地形条件下,森林覆盖率增加一个百分点,可增加降雨8毫米,有起伏的丘陵地可增加16毫米。陕西省吴旗县1997年全县森林覆盖率为19.2%,年均降水量为478.3毫米,到2007年,森林覆盖率上升到62.9%,年均降水量也提高到582毫米,增加了21.7%。青海省都兰县从上世纪70年代开始大造林,1990年降水量为147.6毫米,到1999年为363毫米,降雨量10年增加了一倍多。四川林科院在长江中上游防护林研究中发现,有林带与无林带的农地比较,有林带的防护林内的总辐射降低8.5%,光照强度降低5.5%,气温降低0.5℃,地面温度降低1.6℃。

2006年四川特大旱灾调查结果显示,干旱的6月-8月期间,森林覆盖率高的县平均气温比森林覆盖率低的县要低0.1℃-1.5℃,平均相对湿度要高4%-5%,≥35℃的高温天气的天数要少6天-18天。

鉴于林业建设在防灾减灾中具有重要作用,特提出几点建议。

一是要充分发挥森林生态系统拦蓄降水的重要功能,构建综合防洪抗旱减灾体系。在国家防洪抗旱减灾体系建设和有关规划制定过程中,应正确认识蓄水、用水和节水的辩证关系,统筹协调发挥好工程蓄水、土壤蓄水和森林生态系统蓄水,充分发挥“工程水库”、“土壤水库”和“森林水库”各自的独特作用,要更加重视发挥林业生物措施对水旱自然灾害的预防、减缓作用,进一步构筑持续有效的综合防旱减灾体系。

二是继续加强造林绿化,千方百计增加森林面积,增强森林生态功能,维护国家生态安全。要紧紧围绕林业“双增”目标,重点加强天然林保护、退耕还林、防沙治沙、防护林体系建设、自然保护区建设等重点林业生态工程建设,继续加强生态脆弱地区的生态建设。发挥社会办林业的优势,调动各部门和社会各界积极参与国土绿化,增加森林面积。充分发挥林业生态体系的涵养水源、保持水土、防风固沙的多种功能和在防灾减灾中的重要作用。

三是加强森林经营工作,提高森林质量。应全面启动森林经营工程,大力推动科学经营和合理利用。努力构建树种、林相合理,布局科学、功能完备的森林生态体系。大力实施中幼林抚育工程、低产林改造工程等,提高林地生产力和森林质量。

四是加强农村绿色能源工程建设,降低农牧民生活能源利用对森林的直接依赖。建议通过沼气工程、太阳能利用工程、农林废弃物等生物质能源利用等能源替代项目的政策扶持,解决农村居民的生活能源问题,进一步改善群众生产生活条件。

五是进一步加强森林植被与自然灾害关系的研究。要进一步加强森林植被抵御旱灾、洪灾、风灾、泥石流等自然灾害能力的应用科学研究,深入研究不同时空尺度下森林与水文、气象、土壤等因素的关系。要加大投入力度,加强灾害预测预警,重视开展多学科、多部门集成研究。

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