森林与干旱的关系

森林与干旱的关系

 

2009年以来,云南连续3年出现干旱,有关干旱成因的问题成为人们讨论的热点,其中有关森林与干旱、桉树与旱灾之间的关系成为争论的焦点,引起社会各界的普遍关注。弘扬先进文化,普及森林与气象、桉树与水文等方面的科学知识,有利于加快生态文明与森林云南建设步伐。   一、森林是维护云南国土生态安全的主体   森林是陆地生态系统的主体,在维护区域生态平衡方面发挥着积极的作用。“十一五”以来,云南省新增森林面积4200多万亩,林地面积、活立木蓄积和森林覆盖率分别比“十五”增加700万亩、1.64亿立方米和3.02%,全省林业用地面积达3.71亿亩,居全国第2位;森林面积2.73亿亩,居全国第3位;森林覆盖率52.93%,居全国第7位;活立木总蓄积量17.12亿立方米,居全国第2位;森林生态效益不断显现,年涵养水量518.17亿立方米,森林生态系统服务功能总价值达14838.91亿元/年,位居全国前列。云南省地处金沙江、珠江、澜沧江、怒江等6大江河的源头或中上游地区,也是我国乃至世界生物多样性集聚区和物种遗传基因库,更是外来有害生物、疫病的天然阻隔屏障,生态区位和生态功能十分重要。云南的森林关系到全省乃至中下游广大地区的国土生态安全。在连续3年的干旱中,凡是森林资源丰富的地区,如西双版纳(森林覆盖率78.30%)、迪庆(73.90%)、怒江(71.70%)、德宏(66.70%)、丽江(66.10%)、普洱(64.80%)等地旱情较轻,而森林覆盖率较低的地区则旱情较重,此类地区也是云南石漠化重点治理的区域,如文山(37.60%)、红河(43.70%)、昭通(31.63%)、曲靖(39.40%)等地。事实证明,森林资源在调节局部小气候、保持水土、涵养水源,减缓自然灾害方面发挥着积极的作用。因此,保护和扩大森林资源,维护森林健康,加快森林云南建设步伐,是实现云南省国土生态安全的根本保证,也是建设西南生态安全屏障的急需。   二、森林与气候之间的关系   1.森林对于大气垂直降水的影响   森林对于垂直降水的影响是一个在科学界持续百余年的复杂问题,至今尚无定论。森林能否增加大气垂直降水的问题,世界各国许多学者都对此进行过观测和研究,尚未取得一致看法,概括起来有两种观点:一种观点,认为森林能增加大气的降水。另一种观点认为,森林对大气垂直降水没有影响或影响甚微。上述观点表明,森林能增加大气垂直降水或无多大的影响,并无森林减少垂直降水的说法。   2.森林对于局部小气候的影响   事实上,森林对于气候的影响更多表现在对小气候的调节,与空旷地相比,林内的空气湿度大、气温低;由于森林的存在,降水更多地由地表径流转变为土壤径流和地下径流,从而实现涵养水源、保持水土的森林生态系统服务功能,进而改善林区小气候和减缓区域性旱涝灾害。因此,森林只对局部的小气候产生影响,区域性气候现象是全球气候变化和大气环流共同作用的结果。   三、云南持续特大干旱的成因   2009年以来,我国西南地区出现了有气象记录以来最严重的秋冬春连旱,但关于桉树是这场干旱的罪魁祸首的传言不胫而走。针对这一问题国家林业局和中国气象局组织林业、气象、生态方面的专家赴云南、贵州、广西等干旱严重地区,进行了“西南地区特大干旱成因及桉树种植对旱灾影响”的专题调研[1],省内专家亦从不同的角度,对云南干旱的成因进行了系统的分析[2],得出以下科学结论。   1.异常少雨高温是云南特大干旱的直接原因   云南省年降水量连续3年持续偏少,气温持续偏高,出现了严重的干旱,其中2009年和2011年全省平均年降水量分别为1961年来的最少值和次少值。从2009年1月至2011年12月,全省平均降水累积距平为-549毫米,云南省多年平均的年降水量约为1090毫米,即过去的3年里全省平均降水量总共偏少了接近半年的降水量。其中云南中东部地区更为严重,比如昆明3年的累积距平为-943毫米,昆明多年平均的年降水量为1012毫米,说明过去3年里偏少的降水量接近一年的降水量。3年中云南降水偏少主要是雨季降水偏少,库塘难以有效蓄水,导致云南出现了有气象记录以来最严重的秋冬春连旱。   2.大气环流异常是云南特大干旱的深层原因   在气温升高、降水增加或减少、干旱地区增加等全球气候变化的大背景下[3,4],2009年秋季以来,云南旱区主要受干暖空气控制影响该地区降水的主要天气系统—“印缅上空低气压活动”较常年同期明显偏弱,使得自孟加拉湾输送到云南高原的暖湿气流明显偏弱,夏季风持续异常,输送到云南省的水汽减少;与此同时,北方冷空气主要以偏东路径南下,很少能够渗入到云南高原腹地。上述原因造成冷暖空气很难在云南省交汇,难于形成有效降水。从而导致云南连续3年降水偏少。   四、云南桉树人工林不可能影响大尺度气候变化   根据《云南省森林资源连续清查第五次复查成果》,云南现有桉树人工林面积360万亩,占人工林面积的7.28%,仅占全省森林总面积的1.27%,而天然林面积高达23048万亩,占全省森林总面积的84.53%。因此,云南森林资源的主体是森林生态系统服务功能较好的天然林,小规模的桉树人工林不可能对云南的干旱以至大气环流造成影响。   降雨是受全球洋流,气旋和季风综合影响的结果,云南是典型的季风气候区,干湿季节明显。从历史上看,云南出现干旱的年份较为频繁,干旱天气是云南气候的典型特征之一。据史料记载,从元代至今,1300年到1979年的数百年间,云南总共出现大旱75年,小旱总共出现126年,平均每3年一个旱年,9年一个大旱年。特别是从1950年到1979年的30年间,大旱年总共出现了11年,平均不到3年就是一个大旱年[5]。云南是我国桉树引种较早的省区之一,1896年以来先后引种桉树104种。1983年至1994年是云南桉树的快速发展期,种植面积达210万亩。上述史实说明,营造桉树人工林与云南干旱没有必然联系,认为桉树是造成云南干旱的主要原因的说法是缺乏科学根据的。#p#分页标题#e#   五、科学评价桉树人工林水文效应   桉树与松树、杨树并列为世界三大速生造林树种。长期以来,倍受人们关注,对其森林水文效应亦褒贬不一。一方认为,桉树生长快、适应性强,是涵养水源、保持水土的优良树种。另一方则认为,桉树是“抽水机”、水源涵养能力差。近年来,随着对桉树科学研究的逐步深化,科技成果不断涌现,以科学发展观为指导,重新审视桉树的“功”与“过”,很有必要。   根据对雷州半岛两种主要土壤类型下的4年生尾叶桉人工林林分蒸腾耗水的研究[6],结果表明:河头、纪家尾叶桉人工林年耗水量分别为542毫米、559毫米,占年降雨量的36%、35%;开阔的林冠及较小的叶面积指数、旱季时土壤有效水的减少及较低的饱和蒸汽压差等都在不同程度上限制了桉树的耗水量。在相邻林地上生长的25年生加勒比松母树林年度蒸腾耗水超过700毫米,大于桉树。由于我国桉树人工林叶面积指数小,夏季饱和蒸汽压差小,桉树主要栽植在丘陵山地,冬季土壤水分吸收受限制,桉树人工林分蒸腾量相对较少。桉树树种不同,蒸腾率也不同,差别很明显[7]。它的变化幅度在冬季1.5毫米/天和夏季4—6毫米/天之间。桉树的水分利用率是比较高的。利用同样的水分,桉树产生的干物质比相思和合欢等属的树种高。桉树生产1公斤重量的干物质消耗的水分仅为758升,而松树需1538升,相思树要1323升的水分。表明桉树的相对耗水量是低的。桉树生长较快,需要的水分也较多,但桉树不是无限制地利用土壤中的水分。当土壤中的自由水含量低至桉树难以吸收时,桉树会通过自身的生理调节降低蒸腾而减少或终止对土壤水的吸收。在干旱季节,桉树根系吸水的能力不会突破4米。研究结果表明:大面积种植桉树不会影响地下水的水位[8]。   根据研究,桉树人工林土壤含水量均高于荒地同一土层。因此种植桉树的土壤蓄水能力比不种植桉树的要强。种植桉树后由于常年落下的枯枝落叶覆盖于林地,从而提高雨水在林地的保存量。另据研究,在退化土壤中营造赤桉、柠檬桉及其混交林后,由于人工林林木枯枝落叶和根系的作用,林地变得疏松、土壤透水、透气性均有不同程度的提高;土壤饱和含水量、土壤田间持水量等水分指标均有提高[9]。桉树林地枯枝落叶层的最大持水量是自身干重的3—5倍。6年生时,林地枯枝落叶层的最大净持水量为1330公斤/亩,相当于2毫米的降水深度。说明营造桉树人工林形成的枯枝落叶层对于减少、减缓地表径流,防止水土流失具有一定的保护作用[10]。长期以来,在云南桉树人工林的培育过程中,由于经济利益的驱使,产区群众往往全树采摘枝、叶,提取桉叶油;而桉树短周期工业原料林每隔5年轮伐一次,其干、枝、叶被移出林地全树利用,致使林地的枯枝落叶层缺失,导致土壤裸露,林地涵养水源能力下降、地力衰退。上述掠夺式利用而带来的林地水源涵养功能退化的现象,是人类不当的经营管理所造成的后果,而不能将其归结为桉树树种本身。综合研究表明,桉树人工林同样具有较强的水源涵养功能。科学栽植和经营桉树林地不但不会造成表层土壤水分的下降,还会因保留的枯枝落叶而提高土壤蓄水能力,有效发挥桉树人工林的生态系统服务功能。因此,把桉树称之为“抽水机”是缺乏科学依据的。