水利防護林優(yōu)化建設與管理探討

李冬林，季永華，戴小琳，劉勁松

(1.江蘇省林業(yè)科學研究院，江蘇 南京 211153；2.江蘇省水利廳，江蘇 南京 220029)

水利防護林優(yōu)化建設與管理探討

李冬林1，季永華1，戴小琳2，劉勁松2

(1.江蘇省林業(yè)科學研究院，江蘇 南京 211153；2.江蘇省水利廳，江蘇 南京 220029)

水利防護林；生態(tài)功能；樹種選擇；撫育管理

根據防護林的定義提出了水利防護林的概念，闡明了水利防護林的生態(tài)功能。針對我國水利防護林建設中存在的樹種選擇不夠合理、防護林整體建設質量有待提高、林地撫育管理亟待加強、基層人員缺乏專業(yè)技能、營林建設與長效管理缺乏資金等問題，提出了因地制宜、優(yōu)化配置、把好造林質量關、加強技術指導、多方籌集資金等強化水利防護林建設與管理的對策。

森林具有調節(jié)氣候、凈化空氣、保持水土、涵養(yǎng)水源、吸收污染、美化環(huán)境等多種生態(tài)功能。營造綠色水利防護林帶，維持水陸生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，是阻止水利工程水土流失，遏制水源地水質惡化，恢復水岸生態(tài)系統(tǒng)平衡的有效途徑，已成為多數環(huán)境學者和生態(tài)學家的共識[1]。在確保水利工程合格的前提下，營造一定規(guī)模、合乎要求的水利防護林，是新時期水利事業(yè)和諧發(fā)展的要求，也是我國改善城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境、提升人居環(huán)境質量的必然選擇。

1 水利防護林的提出

防護林是為了防止水土流失、防風固沙、涵養(yǎng)水源、調節(jié)氣候、減少污染所配置和營造的由天然林和人工林組成的森林。根據防護目的和造林目的的不同，防護林又可以劃分為很多林種，如農田防護林、水土保持林、水源涵養(yǎng)林、防風固沙林、海岸防護林、道路防護林等[2-3]。防護林作為森林資源的一個重要群體，不管人工林還是天然林，都在其發(fā)展過程中不同程度地反映了森林所具有的各種功能。

水利防護林的界定是依據所發(fā)揮的主體功能而確定的。根據《中華人民共和國防洪法》第二十一條第三款規(guī)定，水利系統(tǒng)的管理范圍是：有堤防的河道、湖泊，其管理范圍為兩岸堤防之間的水域、沙洲、灘地、行洪區(qū)和堤防及護堤地；無堤防的河道、湖泊，其管理范圍為歷史最高洪水位或者設計洪水位之間的水域、沙洲、灘地和行洪區(qū)。因此，水利防護林可以表述為：在水利系統(tǒng)管轄區(qū)域內的水域、沙洲、灘地、行洪區(qū)和堤防等范圍內具有生態(tài)防護功能的森林。

2 水利防護林的生態(tài)功能

2.1 水岸物種的棲息地和營養(yǎng)源

水利防護林是濕地生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分和能量的主要來源。據研究，水岸植被及相鄰森林每年都向河水中輸入大量的枯枝落葉、果實和溶解養(yǎng)分等有機物質，成為河溪中異養(yǎng)生物(如魚類、菌類等)食物和能量的主要來源，維護著生態(tài)系統(tǒng)平衡[4-5]。胡學軍對神農架南坡的一條一級支流的河岸林凋落物進行了一年的連續(xù)收集研究，結果表明凋落物干質量年輸入量為438.72 g/m2，其中樹葉是凋落物的主要成分，占整個凋落物年產量的84%[6]。

水岸植被直接關系到區(qū)域生物保護及物種的多樣性[4]。國內研究者在我國神農架香溪河流域、長白山二道白河流域等地對河岸帶植物群落植物區(qū)系和物種豐富度進行的研究，證明了水岸植被在生物多樣性保護中的重要作用[7-8]。

2.2 固土防蝕與水源涵養(yǎng)功能

水利防護林可以為水利系統(tǒng)構建龐大的水土保持網絡。木本植物通過龐大的根系在土體中穿插、纏繞、網絡、固結，使土體抵抗風化吹蝕、流水沖刷和重力侵蝕的能力增強，從而有效地提高土壤的抗侵蝕性能[9]。根系在土體內的生長促使土—土以及根—土間的摩擦力增加，同時根系自身的抗拉、抗剪特性也增強了土壤的抗剪切性能，這些對于植物根系的固土作用有著非常重要的意義[10]。

呂晶等[11]研究了不同護坡植物對岸坡土壤性質的影響，表明植物通過根系的加筋作用提高了土體的抗剪強度，增加了邊坡穩(wěn)定，減少了水土流失，起蓄水保墑作用。陳淑華等[12]通過河岸綠竹林試驗區(qū)與無竹對照區(qū)的固土護岸效益試驗，證實無竹空白對照區(qū)河岸的崩塌、沖刷量分別是有竹區(qū)的4倍和2倍，而無竹區(qū)的淤泥堆積量只是有竹區(qū)的30%。

2.3 維持水利工程的土壤環(huán)境與土壤質量

水利工程的土壤環(huán)境主要靠水岸帶植被來維護。首先，木本植物根系發(fā)達，根系在土體中穿插、纏繞，根系的新陳代謝旺盛，周圍的生物活動頻繁，增加了土壤的孔隙度，降低了土壤的容重，使土壤形成了良好的理化性狀[13-14]。其次，根系生長過程中的分泌物，以及枯落物和死亡根系腐爛分解形成的腐殖質，提高了土壤有機質的含量，使土壤形成良好的結構體。根系在土壤中的分布特征隨植被類型、種植密度及立地條件的不同表現出很大的差異，而對同一類植被類型來說它的根系分布特征是相似的。

2.4 減風消浪，確保水運與行船安全

木本植物高大的樹冠和繁茂的枝葉，可有效起到減輕風浪的作用，確保水運與行船安全。顏學恭等[15]在長江中游對不同類型林帶結構進行了風浪觀測試驗，測出了可靠數據，進行了質量評估，表明防浪林帶消浪效果明顯。賀芳芳[16]對上海市郊林帶防風效應的分析表明，無論是夏季臺風還是冬季冷空氣影響時，林帶的防風效應都是非常明顯的。對京杭運河淮安段5種植物護坡模式的消風減噪及小氣候效應進行的測定表明，植物護坡對風速、噪聲、光照強度、氣溫、相對濕度等均有明顯調節(jié)作用[17]。

2.5 吸收污染物，增強水利工程土壤的自凈能力

木本植物以其自身特有的生物學特性，可以吸收土壤和水體中的氮、磷，一些種類還可以富集重金屬或吸收有機污染物，從而具有改良土壤與水體的作用[18]。美國學者Lee等通過設置田間試驗對復合緩沖帶在天然降雨條件下從農地上攔截氮、磷和泥沙的能力進行了研究，結果表明，設置7.1 m寬的柳枝稷緩沖帶攔截了徑流中95%的泥沙、80%的總氮、62%的硝基氮、78%的總磷和58%的PO4-P，設置16.3 m寬的柳枝稷/林木復合緩沖帶攔截了徑流中97%的泥沙、94%的總氮、85%的硝基氮、91%的總磷和80%的PO4-P，緩沖帶的攔截能力與降雨強度和總降雨量呈顯著的負相關關系[19]。

2.6 碳匯功能

湖岸、池畔、江邊、河岸是未來林業(yè)發(fā)展的廣闊空間，也是水利防護林營造的主要場所。森林具有碳源和碳匯的雙重作用，特別是森林碳匯功能不僅在緩解氣候變暖趨勢方面具有重要作用，而且森林碳匯抵消CO2排放已成為國際氣候公約的重要內容，并受到世界各國政府和科學家的廣泛關注[20]。

3 水利防護林建設存在的問題

3.1 樹種選擇不夠合理

目前，我國水利防護林建設的樹種選擇具有單調性、盲目性、隨意性等特點，樹種選擇不合理、多樣性不高、配置簡單化等問題突出。據我們在京杭運河水岸帶的調查，喬木樹種種類單一，楊樹栽植偏多，其次是柳樹、女貞、水杉、構樹等，且多為幼樹，常綠成分缺乏；灌木樹種僅見少量的夾竹桃、梔子、桑、海桐、黃楊等。其實，自然界可供選擇的水利防護林樹種十分繁多，僅鄉(xiāng)土樹種就不下數十種，加上引進馴化和改良的品種，水利防護林建設可以直接利用的種類就有百余種，完全可以滿足工程建設和景觀美化的需要。

3.2 防護林整體建設質量有待提高

目前水利防護林建設存在植樹隨意、管理不善、經營不力等現象。據調查，現存水利防護林基本是近幾年突擊種植的，幼樹居多，生長不良，生態(tài)效益差，還有不少成了小老樹。從配置結構來看，株行距過大，未形成林帶，未做到合理混交、密度適宜，結構不當，效率低下。從林木品種來看，品種過于單一，良種使用率低，未經改良的普通品種數量占半數以上。從林木管理形式來看，存在與地方共同管理或完全交與地方管理，管理責任未落實，放任自流、靠天生長的現象。

3.3 林地撫育管理亟待加強

水利防護林由于立地條件的限制，林地土壤營養(yǎng)成分低，林木生長環(huán)境條件差，林木生長過程中要受到洪水泛濫、風浪侵襲、雜草競爭和外來污染物的干擾，若有災害性病蟲侵襲，樹木會嚴重滯長，甚至死亡，因此必須采取適當的撫育管理措施。尤其是新造幼林，前期的撫育管理尤為重要。但是，目前的情況是水利防護林的撫育管理還十分粗放或者根本沒有，日常監(jiān)管不力，流于形式，更有甚者已成林的森林空間被周邊居民所占據，成為臨時菜地或雜物堆積場。

3.4 基層人員缺乏專業(yè)技能

從目前調查情況來看，從事水利防護林造林設計和日常管理的人員多數未進行過專業(yè)學習，缺乏應有的基本知識、基本技術和基本技能，從而造成了造林不見林、林地無人管的現象。基層水利人員的專業(yè)技能缺乏，嚴重制約了水利防護林建設的持續(xù)發(fā)展。

3.5 營林建設與長效管理缺乏資金

水利防護林建設與管理是一項長期任務，周期長、見效慢，且早期投入大，管護成本高。造林后期必須的撫育管理措施包括林間除草、灌溉、修枝、病蟲害防治，需要長期持久的經費支持才能保證林分的健壯成長。但是，目前的情況是管護人手不足，資金缺口大，嚴重制約了水利防護林建設與管理的持續(xù)發(fā)展。

4 建 議

4.1 因地制宜，優(yōu)化配置，確保工程建設成效

按照區(qū)域和流域對生態(tài)環(huán)境建設的長遠需求，在鞏固水利建設成果的基礎上，吸收林業(yè)專家組成項目規(guī)劃組成員，認真編制水利防護林工程規(guī)劃，明確工程建設任務、目標，突出建設重點，優(yōu)化布局和林種、樹種結構，以提升森林質量和綜合防護功能，促進水利生態(tài)安全和環(huán)境協調發(fā)展。

4.2 把好造林質量關，提高造林成效

按照工程建設規(guī)劃，將建設任務層層分解落實，把握好工程的各個技術環(huán)節(jié)。這些技術環(huán)節(jié)包括工程設計關、種苗購置關、造林技術關、幼林撫育關、病蟲害防治關、抗旱保苗關、草害控制關等。具體實施時，一些關鍵性技術環(huán)節(jié)可以向相關林業(yè)專家請教，甚至可以聘請林業(yè)相關技術人員全程參與，以確保取得實效。

4.3 加強技術指導，確保水利防護林建設整體質量

目前江蘇水利部門中林業(yè)相關專業(yè)的人員很少，因此除必要的招聘外，加強現有職工林業(yè)技術培訓也非常重要，這也是在短時期內解決人才問題的有效措施。另外，也可以從高等林業(yè)院校或林業(yè)科研單位邀請林業(yè)專家為生產一線的職工講課或進行技術指導，重點學習除草劑的使用、常規(guī)施肥技術、造林方法、病蟲害防治、修枝整形、撫育經營等方面的關鍵技術，以提高管理人員的技能。

4.4 多方籌集資金，實現水利防護林建設可持續(xù)發(fā)展

各地財政和水利部門應該重視水利事業(yè)的全面發(fā)展，應撥出專款來確保水利防護林建設與管理的資金需要。具體可以通過以下途徑來解決：一是在水利工程建設規(guī)劃設計中要考慮水利防護林的建設與管理費用；二是從每年的水利科研專項經費中列支一部分來解決水利防護林建設的苗木費與種植費用，也可以設置一個撫育管理專項來解決林木的管護問題；三是可以通過實行體制改革、股份制經營、管理責任制等多種形式，來解決造林成本、后期管護費用等問題。總之，要多方面通力合作，籌措水利防護林建設經費，以保證水利防護林建設事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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(責任編輯 徐素霞)

江蘇省水利科技項目“水利防護林適生樹種選擇與系統(tǒng)構建技術研究及應用示范”(2012094)

S727.2

C

1000-0941(2015)05-0037-03

李冬林(1969—)，男，河南睢縣人，研究員級高級工程師，博士，研究方向為生態(tài)學。

2014-08-20