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天然林保护与东北地区水患治理方略

来源:中国环境资源网  作者:中国自然资源学会  更新时间:2005-11-21 10:44:52   

摘要:从天然林水文功能出发,阐述了东北地区天然林削减及其与洪涝灾害的关系,提出了东北地区水患治理方略。同时建议建立防汛信息系统,提高暴雨和洪水预报准确率以及防洪保险灾后重建。

关键词:天然林保护;东北地区;治理方略;防洪减灾

中图分类号:S759.6;TV122

文献标识码:A

文章编号:1000-3037(2001)05-0462-05

  东北林区包括大、小兴安岭和长白山,还有完达山,张广才岭。总面积 60 余万 km2,占国土总面积的 6.3%,森林覆被率 54.8%,主要是天然林,占全林区的 94%。东北地区集水面积在 1000km2 以上的河流有 135 条,95% 以上河流上游为森林流域,随着天然林数量质量下降,洪涝灾害有加重趋势。松花江平均 3~4 年发生一次大洪水,辽河平均 2 年一次。“嫩江、松花江 98.7”洪水,“辽河 95.7”洪水损失巨大。为此,研究天然林保护对保护生态环境、 治理东北水患具有重要意义。

1 天然林蓄水与调节径流功能

1.1 天然林蓄水功能

  以长白山北坡自然保护区阔叶红松林为例,阔叶红松林分布在海拔 500~1100m 的玄武岩台地上,土壤为暗棕色森林土,1m 深土层的体积田间持水量为 36cm,暗针叶林分布在海拔 1100~1700m 之间的高原上,土壤为棕色针叶林土,1m 深土层的体积田间持水量为 22cm。每公顷阔叶红松林地 1m 深土层可蓄水 3500t。若一次降雨量大于 50mm,林冠通常可截留 10mm,枯枝落叶层可截留 5mm。有林地蒸发散比无林地大一倍,比皆伐迹地大 10%~20%,生长季节有林地土壤含水量比皆伐迹地低 10%。因此,一次暴雨,在天然阔叶红松林成熟林林地比皆伐迹地多蓄水 50mm,即每公顷多蓄水 500t,0.5m 厚土层多蓄水 32.5mm,即每公顷多蓄水 325t。天然林及其林地蓄水功能依赖于森林及其土壤特征和降雨特征。

1.2 天然林调节径流功能

  森林不但能蓄水,还能调节径流。中国科学院沈阳应用生态所在辽宁东部山区抚顺县五龙林场两个小流域观测到“辽宁 95.7”暴雨径流的全过程。7 月 25 日至 26 日 19 时降雨 94.5mm,7 月 29 日 0 时至 31 日 03 时又降雨 356.1mm,总降雨量 450.6mm,森林小流域洪峰流量 0.162m3/s,皆伐迹地小流域为 0.251m3/s,森林小流域洪峰流量比皆伐小流域削减 35.5%[8];森林小流域径流历时 435h,皆伐迹地小流域为 361h,森林小流域径流历时比皆伐小流域延长 17%;森林小流域径流总量为 17110.8m3,皆伐小流域径流总量 20468.0m3,森林小流域径流总量比皆伐小流域减少 20%。除了上述调节径流外,随着降雨,森林土壤与非林地土壤达到饱和后,也就是降雨到达饱和的包气带土层时,以稳定的下渗率下渗。笔者在辽宁东部山区森林流域根据多年资料计算出森林流域稳渗率为 1.75mm/h,农业土壤稳渗率为 1.30mm/h,森林流域下垫面稳渗率比农业下垫面高 34.2%,也就是当下垫面达到饱和、在同样供水状况下,森林流域地表水转化为土壤水或地下水比农业流域下垫面多 1/3。上述观测事例为森林减轻洪涝灾害提供了佐证。

2 东北地区天然林与洪涝灾害

2.1 天然林现状与洪涝灾害特点

  东北林区地跨寒温带、温带,气候较湿润,山势和缓,森林资源丰富。全林区有林地面积 3340万hm2,约占全国有林地面积的 25%,森林覆被率为 54.87%。林分面积约为 3324万hm2,林分蓄积 29.35亿m3,分别占全国林分面积的 29.2% 和林分蓄积的 29%。其中,中幼林占 71%,蓄积占 51%;成过熟林面积不足 20%,蓄积也仅占 34%。幼、中、近、成熟林面积比重大致为 3:4:1:2,蓄积比大致为 1:4:2:3[1]

  东北地区暴雨历时一般为 3 天,而主雨又集中在 24h,洪水特点由于产汇流条件不同,辽河流域洪水峰高、量小、历时短,一次洪水不超过 7 天;松花江流域洪水一般峰缓、量大、历时长,一次洪水过程长达 30~60 天。近 100 年来,松花江较大洪水有 14 次,解放以来,实测洪水有 9 次,平均 5~6 年一次。1998 年的洪水是有水文记录以来的最大一次洪水,松花江干流哈尔滨站洪峰流量 17400m3/s,相当于 300 年一遇。嫩江干流江桥站实测流量 25900m3/s,相当于 1000 年一遇。嫩江流域堤防决口 7 处,其中嫩江干流有 6 处,洮儿河下游月亮泡水库堤防决口 1 处,直接经济损失 480 亿元。近 100 年来,辽河流域发生洪涝灾害 50 多次,平均两年一次。建国后,辽宁省经历了 15 次较大洪水。其中,发生在源于东部山区的浑河、太子河和辽河其它支流 7 次。1995 年 7 月浑河流域发生了自有记录以来的最大洪水,浑河支流东洲河出现了 4210m3/s 的洪峰流量,降雨量超千年一遇,出现多处漫堤决口。太子河支流北沙河大东山堡水文站出现了洪峰流量 1540m3/s,大大超过了 809m3/s 的堤防抗洪能力,造成北沙河堤防两处漫堤决口,直接经济损失 344 亿元。

  由于长期过伐森林,使东北天然林数量和质量逐年下降,严重地削弱了东北天然林生态系统调蓄径流、改善气候、改造环境的功能,不能充分发挥对松辽、松嫩和三江三大平原的绿色屏障作用。

2.2 天然林变化对洪涝灾害的影响

  森林采伐后,当一次降雨大于 50mm 时,到达采伐迹地降雨量高出 15mm,同时,因采伐迹地土壤含水量高于林地而使得少蓄水 35mm(1m 深土层),实际上相当于降雨量增加了 50mm。假设东北林区天然阔叶红松林每公顷蓄积量为 600m

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