喬木耗水特征分析
——以衡水市地下水超采綜合治理試點(diǎn)林業(yè)項(xiàng)目節(jié)水效果為例

李琛澤

（河北省林業(yè)工程項(xiàng)目管理中心，河北 石家莊 050081）

1 項(xiàng)目背景

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，河北省城市生活和工業(yè)用水量逐年加大，加之河平原先天性缺水，地表水資源十分匱乏，為了滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活日益增長(zhǎng)的需求，不得不長(zhǎng)期過(guò)量開采地下水，造成區(qū)域地下水位連年下降。

根據(jù)習(xí)近平總書記“節(jié)水優(yōu)先、空間均勻、系統(tǒng)治理，兩手發(fā)力”新時(shí)期的治水方針，認(rèn)真貫徹落實(shí)汪洋副總理在衡水市調(diào)研時(shí)的重要指示精神，國(guó)家確定在河北省開展地下水超采綜合治理試點(diǎn)。2014年，衡水市率先納入河北省地下水超采綜合治理試點(diǎn)林業(yè)項(xiàng)目。

2 樣地基本情況

2.1 地理位置

此次調(diào)查選取衡水市的棗強(qiáng)縣、故城縣樣地進(jìn)行調(diào)查，樣地的基本地里位置信息如表1所示。

2.2 地貌特征

棗強(qiáng)縣地處平原，地勢(shì)由西南向東北緩慢傾斜，起伏較小，海拔高度在23～29 m。故城縣屬黃土地貌，海拔高度在150～763 m，平均海拔436 m，農(nóng)業(yè)區(qū)平均海拔300 m［1］。

2.3 氣候

棗強(qiáng)縣屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫12.9℃，年降水量505.3 mm，多集中于7月和8月，春末夏初干熱風(fēng)危害嚴(yán)重，并時(shí)有揚(yáng)沙天氣出現(xiàn)［2］。

故城項(xiàng)目區(qū)氣候條件屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫12.9℃，年降雨量575.4 mm，多集中在7月和8月，無(wú)霜期188.8 d，年平均日照總時(shí)間2636.2h。

2.4 植被類型

根據(jù)河北省南部樣地調(diào)查區(qū)相關(guān)林業(yè)部門提供的基礎(chǔ)資料以及實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示，項(xiàng)目區(qū)主要種植的喬木有白蠟、海棠、楊樹、欒樹、國(guó)槐、榆樹和柳樹等，還有紫穗槐、杞柳等灌木［3］，主要農(nóng)作物有玉米、小麥、大豆、甘薯、向日葵以及花生等。

2.5 地下水位

據(jù)估算，1980—1997年河北平原淺層地下水平均每年超采26.92×108m3，是淺層地下水開采量的30.5%。干旱年份降水量偏少，地下水超采更為嚴(yán)重，開采量的50%以上為超采量。

3 植被調(diào)查

3.1 調(diào)查目的

通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地喬木詳細(xì)調(diào)查，得到林分內(nèi)的喬木的種類、數(shù)量、平均胸徑、林分條件平均高以及幼苗更新狀況。

表1 樣地基本信息

3.2 儀器設(shè)備

GPS定位儀、望遠(yuǎn)測(cè)樹儀、羅盤儀、生長(zhǎng)錐、胸徑尺、游標(biāo)卡尺、鋼卷尺、皮卷尺、標(biāo)桿、測(cè)繩、記錄夾和鉛筆等。

3.3 調(diào)查方法

第一，在標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)用測(cè)繩打出小網(wǎng)格，并簡(jiǎn)單標(biāo)定小網(wǎng)格的邊界點(diǎn)。小網(wǎng)格調(diào)查路線按照S型沿等高線進(jìn)行，并按調(diào)查的先后對(duì)網(wǎng)格小樣地編號(hào)記錄。小網(wǎng)格具體尺寸，視樣地狀況而定，規(guī)格為20 m×20 m。

第二，在小網(wǎng)格內(nèi)對(duì)每木進(jìn)行定位記錄，分別測(cè)出每木（如樹木E）到小網(wǎng)格邊界的垂直距離EG、EH，分別記錄為D1、D2，將量測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果記入附表，對(duì)喬木樹種、胸徑、樹高、枝下高、冠幅、樹齡、優(yōu)勢(shì)度、層次、起源、損傷、干形質(zhì)量、樹齡和病蟲害狀況等進(jìn)行調(diào)查［4］。

4 植被耗水特征

根據(jù)《衡水市地下水超采綜合治理試點(diǎn)林業(yè)項(xiàng)目實(shí)施方案》可知，在所選樣地內(nèi)的喬木樹種主要包括國(guó)槐、白蠟、楊樹、金葉榆、核桃和柳樹等，林下植被主要包括花生、黃豆、辣椒、抗旱甘薯等，根據(jù)實(shí)地考察以及向棗強(qiáng)縣、故城縣相關(guān)林業(yè)部門工作人員了解當(dāng)?shù)刂饕吆乃魑餅槎←?、玉米。查閱相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)上述調(diào)查植被進(jìn)行耗水特征對(duì)比分析，結(jié)果如下［5］。

4.1 喬木耗水特征

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，所選樣地內(nèi)出現(xiàn)過(guò)的喬木樹種國(guó)槐、白蠟、楊樹、金葉榆、核桃、柳樹以及楊樹等樹種的耗水特征對(duì)比分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 喬木耗水量

對(duì)于樣地內(nèi)出現(xiàn)的喬木，其單株耗水強(qiáng)度對(duì)比分析的結(jié)果為：國(guó)槐（1.00 mm/d）＞核桃（0.94 mm/d）＞柳樹（0.93 mm/d）＞楊樹（0.87 mm/d）＞白蠟（0.75 mm/d）＞金葉榆（0.68 mm/d）；其各植物種單株全年耗水量各為：國(guó)槐（365.56 mm）＞核桃（342.00 mm）＞柳樹（340.37 mm）＞楊樹（318.50mm）＞白蠟（273.91mm）＞金葉榆（248.00mm）。

4.2 作物耗水特征

對(duì)當(dāng)?shù)刂饕吆乃魑锒←湣⒂衩椎暮乃卣魅鐚?duì)比分析結(jié)果見(jiàn)表3。

對(duì)當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)的農(nóng)作物，其單株需水強(qiáng)度對(duì)比分析的結(jié)果為：冬小麥（3.80 mm/d）＞玉米（2.92 mm/d）。在其全生育期內(nèi)各植物種單株耗水量各為：冬小麥（456.300 mm）＞玉米（350.00 mm）。

表3 作物耗水量

4.3 分析結(jié)果

根據(jù)對(duì)本次棗強(qiáng)、故城縣地下水超采治理重點(diǎn)區(qū)內(nèi)國(guó)槐、白蠟、楊樹、金葉榆、核桃和柳樹等喬木樹種，林下植被樹莓、花生、黃豆、辣椒、茄子、西瓜等林下植被，高耗水作物冬小麥、玉米的耗水量進(jìn)行對(duì)比分析，所選樣地內(nèi)出現(xiàn)過(guò)的喬木樹種的耗水量為：國(guó)槐365.56mm、白蠟273.91 mm、楊樹318.50 mm、金葉榆248.00 mm、核桃342.00 mm以及柳樹340.37 mm；林下植被樹莓、花生、黃豆、辣椒、茄子、西瓜等植物種的耗水量為：樹莓455.89mm、茄子265.98 mm、花生247.20 mm、辣椒247.20 mm、西瓜220.20 mm和黃豆6.96 mm；高耗水作物冬小麥、玉米的耗水量為冬小麥456.30 mm、玉米350.00 mm。把以上所有植被進(jìn)行耗水量比較，如圖1所示。

圖1 所有植被耗水量比較

根據(jù)圖1所示，衡水市地下水超采治理重點(diǎn)區(qū)內(nèi)國(guó)槐、白蠟、楊樹、金葉榆、核桃、柳樹以及楊樹等喬木樹種與高耗水植物進(jìn)行持水量比較，結(jié)果國(guó)槐、白蠟、楊樹、金葉榆、核桃、柳樹和楊樹等物種的耗水量都比小麥和玉米小，說(shuō)明該區(qū)種植的耗水作物小麥和玉米比樹種耗水量大。與種植作物相比，此地更適宜種植喬木樹種。