生态环境建设与水资源保护利用（上）

生态环境建设与水资源保护利用（上）

中国工程院副院长、院士沈国舫

　　我国水资源的日益紧缺使得人们把水资源的保护和合理开发利用摆在了重要的议事日程，在这方面生态环境建设具有重要的影响和作用。尽管从总体上看，对于生态环境建设的水文作用在学界有比较一致的认识，但由于目前在这方面的观测数据还不够充分以及看问题的视角不同，对这个问题的某些局部环节还是有不同看法的。而在社会一般层面上，由于新的科学知识不够普及和在宣传教育上存在着一定的简单化倾向，有些群众在这方面的认识比较模糊或片面。为此，有必要对生态环境与水资源保护和利用的关系问题，从概念上、理论上和实际判断上作一些探讨，对一些模糊的或有分歧的认识问题予以澄清。

生态环境建设的概念和内涵

　　生态环境建设是我国可持续发展战略中一项十分重要的内容，也是当前我国西部大开发战略部署中一个重点建设项目。生态环境建设是一个具有中国特色的新词，对它的概念和范畴正在逐步确定中，但它的实际应用已经相当广泛。一般来说，生态环境这个词相当于“自然环境”或“自然地理环境”。在人类的环境问题越来越突出的情况下，作为研究生物之间及生物与非生物环境之间相互关系的生态学科得到了重视和发展，“生态环境”一词成了时髦用语。当人们乐于应用“生态环境”一词来替代“自然环境”时，实际上在强调其中生物与环境相互关系的一面，即与生物特别是与人类有关的自然环境，这样就更表达了人类对其生存环境的关切。虽然有人对应用“生态环境”这个术语也有不同看法，但看来难以改变业已相当普及的这个用语了。

　　生态环境因人口增多、人类活动对环境压力加重、人为污染发展到严重地步而加速恶化，于是人们提出保护和改善生态环境的要求。我们把一切旨在保护、恢复和改善自然（生态）环境及生态系统的建设工作统称为生态环境建设。生态环境建设更加强调了改善生态环境的积极行动，也涵盖了比“生态恢复重建”更为广泛的内容；它重视生态系统正向和逆向的演替规律但又不拘泥于自然的演替阶段和目标（达到顶极阶段），而且它把改善生态环境的行动提到了农业建设、工业建设、科教文化建设等相对应层次的高度，这样就更有利于与人类社会经济发展相协调。生态环境建设有时可简称为生态建设（但这种说法并不规范），但不能与环境建设混同，因为后者主要偏指人为环境方面的工程建设，如水污染、排气污染的治理等。生态环境建设的内容，按照《全国生态环境建设规划》中的表述，就我国陆地部分而言，包括天然林等自然资源保护、植树种草、水土保持、防治荒漠化、草原建设、生态农业等。如果再考虑全面一些的话，还可以加上城市园林建设和工矿交通建设区的生态环境恢复重建等内容，这些内容自有其显著特色而有别于一般的生态环境建设项目。在生态环境建设内容中以其重点手段的不同可区分为两大类：一类是以生物措施为主要手段的植被建设，另一类是以工程措施为主要手段的工程建设。两者的密切配合、综合应用构成综合治理和建设，如水土保持和荒漠化防治，就是我国生态环境建设中的两大重点。

植被建设与水资源的保护和利用

　　生态环境的破坏主要起因于人类不合理的活动，如滥垦、乱捕、滥伐、工程破坏及污染物质排放等等，其后果影响到大气、地貌、水文、土壤、植被和生物资源等许多方面，其中植被破坏是关键所在，因为其他多方面的变化都与植被状况密切相关。反过来说，要恢复改善生态环境，植被又处在关键的地位，因为植被能对近地小气候起重要的调节作用，又是控制大气中温室气体浓度的重要手段，是一系列污染物质的吸收者和积存所；植被能缓冲地表受外营力冲击，防风固沙，涵养水源，保持水土，改良土壤；植被还是一切陆地生物种群的贮藏库、避难所。只有恢复建设好植被，才能使生态环境中各个方面协调起来进入良性循环。植被建设居于生态环境建设中的关键地位是毋庸置疑的。植被建设包括森林、灌丛、草原、荒漠植被、湿地植被等各种类型的植被建设，其中森林植被建设应处于主导地位。这不仅因为森林是体量最高大、结构最完备的生态系统，具有最大的生物量（因而是最巨大的 C 库）和对环境最强的影响力，而且还因为在广大湿润半湿润地区以及干旱半干旱地区中的高山地带，森林是最适生、最稳定的植被类型进行植被建设意味着全国半数以上的地方要以森林植被建设为主，而在另一小半地方森林植被和带块状林木也要在和其他植被结合之中起关键作用。森林植被建设应当包括天然林的保护、无林地的封育、人工林的营建以及不良森林植被改造和更替等内容。退耕还林（草）为植被建设作出有力的推动。

　　植被建设，尤其是其中的森林植被建设与水资源的保护和利用的关系，要以森林生态系统中的水分循环机理作为其基本理论依据。大气降水通过森林的林冠层和林下灌草层被部分截持并分别通过干流和穿透方式下降到地面，再被林下枯枝落叶层、腐殖质层及底土层逐层吸持、分流（成地表径流及壤中流）及下渗（补给地下及河川），部分截持在植物表面及吸持在土壤中的水分又通过物理蒸发和植物蒸腾（统称为蒸发散）返回大气。森林生态系统水分循环的各个过程的水量大小和比例关系决定于降水量和降水过程的特点、降水前期的状况、森林的组成和结构、林地土壤和地貌地质状况等多项因素。但是，尽管森林的水文作用因许多变量因素的存在而有很大的变动，但由于森林总的来说具有体量大、结构复杂、地表粗糙度大以及林下土壤（包括枯枝落叶层）渗透性强、树根固土能力强等特点，其水文作用较之其他植被类型及裸露地是具有很大优越性的。森林生态系统能涵蓄较多的水分。森林生态系统通过其植被和土层各层的拦截、吸收和保持，有较强的涵蓄水分的能力。根据森林生态定位监测，4 个气候带 54 种森林的综合涵蓄降水能力的值在 40.93～165.84mm 之间，复层紧密天然林涵蓄能力较强，单层稀疏人工林涵蓄能力较弱，中间值约 100mm，即 1hm² 森林可以涵蓄降水约 1000 的水，前期涵蓄水分多少会影响后期蓄水能力。森林有调节河川径流的作用。森林由于它对降水的多层拦截涵蓄，能阻止或延缓地表径流的产生，把部分地表径流转变为壤中流及地下补给，在暴雨期间有削弱河川洪峰流量和推迟洪峰到来的功能，同时也能增加河川枯水期流量和推迟枯水期到来时间，从而有利于提高水资源的有效利用率。森林的这个有利的调节径流作用在小流域表现较明显，削弱洪峰能力可能达 50% 以上，在黄土高原更为明显。随着流域面积扩大，由于降水时空分布不均及各支流调蓄滞洪时间不一定错开等因素，森林对河川径流的调节作用被部分掩盖或削弱。

　　森林对河川总径流量的影响。森林植被和其他植被一样，为维持其生命系统是需要消耗一定量水分的。在森林的存在能在多大程度上影响大气降水分配这个问题尚无明确科学结论的情况下，森林对河川总径流量的作用取决于森林的蒸发散水量与裸露地物理蒸发量相对大小关系。根据一系列定位观测资料，在湿润地区森林对河川总径流量没有明显影响，而在干旱半干旱地区，由森林植被蒸腾耗水在生态系统水分平衡中占的比重较大，森林有明显减少径流总量的作用，可使中小流域的径流系数下降几个百分点。这部分水用于维持生命系统，建造生物质，是有效的水分利用。

　　森林能控制土壤侵蚀，减少河川泥沙。森林植被通过对水文过程的调节和对土壤改良的作用，能显著减轻土壤侵蚀，减少流域产沙量及河川泥沙含量。这种减蚀能力的大小又取决于森林的分布、结构和年龄等多种因素。足够密闭及多层结构的森林可减少土壤侵蚀量 90% 以上，森林分布合理的山地多林流域可以把土壤侵蚀模数降到安全水平（＜1000t/），但结构不良的森林也可能完全没有减蚀功能。

　　森林能保护水质，改善流域水环境。森林不仅能通过减少土壤侵蚀，减少河川径流中的泥沙含量，而且能通过森林生态系统养分循环中的各个过程，过滤、吸收或吸附各种营养元素和污染物质，减少细菌数量，保护和改善水质。这是经过大量观察和化验证明了的，也是世界各国都以森林流域作为人类清洁用水源地的主要根据。

　　以上森林植被的各项有利水文功能，也程度不同地存在于灌丛及草地植被。森林、灌丛、草地三种植被的水文功能大小均取决于其种类、结构及生长状况，它们各有其适生地区，应当使之合理布局，优势互补。