06年特大干旱森林植被对水资源的影响

06年特大干旱条件下森林植被对水资源的影响收稿日期：2007-3-26资金项目：四川省林业厅项目“川中旱区林业生态抗旱减灾作用研究”。作者简介：郭亨孝（1964收稿日期：2007-3-26资金项目：四川省林业厅项目“川中旱区林业生态抗旱减灾作用研究”。作者简介：郭亨孝（1964—），男，硕士，研究员，副厅长，从事林业管理工作。慕长龙2范成绪1向成华2骆宗诗2童伟1李建贤1孟宏伟1包建华1杨朝俊1胥怀清1鄢武先2孙鹏2闵安明2张建明2宋永全2张茂祥2赵顺才2郭小军1周厚兰2（1.四川省林业厅四川成都610081；2.四川省林业科学研究院四川成都610081）摘要：2006年四川发生了百年一遇的特大干旱。按照自然地理条件相近、森林覆盖率有较大差异的原则，采用对比分析方法，于干旱末期，调查了四川盆地丘陵区13对乡镇（森林覆盖率高的乡镇森林覆盖率为28.26%~56.23%，平均为38.22%，相对应的低的乡镇森林覆盖率为5.65%~27.10%，平均为16.41%）内的溪河流量、堰塘和水井干枯情况以及人畜饮水现状。结果表明，在干旱季节，森林覆盖率低的乡镇溪河断流率平均为69.1%，断流天数平均为52天；而覆盖率高的乡镇溪河断流率平均为25.5%，比前者少43.6%，断流天数平均为35.3天，比前者少16.7天，溪河平均断流起始时间比前者推迟17.3天。森林覆盖率低的乡镇堰塘、水井平均干枯率分别为62.5%、70.0%，新打水井中，出水井率为48.2%；而覆盖率高的乡镇堰塘、水井平均干枯率分别为40.9%、43.7%，比前者分别低21.6%、26.4%，新打水井中，出水井率为57.7%，比前者高出9.5%。人畜饮水困难数占总人畜比例，覆盖率高的乡镇比覆盖率低的乡镇分别少24.0%、23.2%。关键词：干旱；森林覆盖率；水资源；四川盆地TheworkingofforestsonwaterresourcesofhillareainSichuanbasin

in2006yearofunusualdrought2MuChang-long1FANCheng-xu2XIANGCheng-hua2LUOZong-shi1TONGWei1LIJian-xian1MENGHong-wei1BAOJian-hua1YANGChao-jun1XUHuai-qing2YANWu-xian2SUNPeng2MINAn-ming2ZHANGJian-ming2SOGNYong-quan2ZHANGMao-xiang2ZHAOShun-cai1GUOXiao-jun2ZHOUHou-lan(1.SichuanForestryDepartment,SichuanProvince,Chengdu610081,China;2.SichuanAcademyofForestry,SichuanProvince,Chengdu610081,China)Abstract:AcentennialdroughteventhappenedtoSichuanprovincein2006.Inthispaper,bytheprincipleofsimilarityinthephysicalgeographyandbiggishdissimilarityintheforestcoverageamonginvestigatedareas,someindexsuchasamountofriverturnoff,dryamountofpondandwell,andamountoflackeddrinkingwaterofpeopleandlivestockwereinvestigatedinthe13-coupletownsintheSichuanbasinintheendofaridsession.Among13-coupletowns,themeanforestcoveragewere38.22%intownswithhigherforestcoverage(Atown),from28.26%to56.23%,andwere16.41%intownswithlowerforestcoverage(Btown),from5.65%to27.10%.Usingthemethodofcomparisonandanalysis,statisticaldatashowedthattheaverageratioofriverrunoffwas69.1%,andtheaveragedaysofriverrunoffwas52daysinBtowninthedroughtseason.Theaverageratioanddaysofriverrunoffwere25.5%,35.3days,respectivelyinBtown.Moreover,comparedwithBtown,startingtimeofriverrunoffamongthebrokenriverinAtownwassuspended17.3days.Inotheraspect,theaverageratioofdrypondandwellwere62.5%,70.0%,respectively,andtheaveragepercentageofwellwithwateroccupiedtotalwellrubbedin2006was48.2%inBtown.Theaverageratioofdrypond,wellandwellwithwaterwere40.9%,43.7%and57.7%,respectivelyinAtown.Asfortheaveragepercentageofamountoflackeddrinkingwaterforpeopleandlivestockaccountedfortotalnumberofpeopleandlivestock,Atownhaslower24.0%,23.2%thanBtown,respectively.Keywords:drought;forestcoverage;waterresources;Sichuanbasin2006年四川省遭受了80~100年不遇的特大干旱，干旱与高温叠加造成20个市州121个县不同程度受灾，特别是川中地区受灾最重。入夏以来，大部分地区出现高温少雨天气，有150个县降雨量比常年减少50%以上，盆地东部地区日最高气温普遍达到38°C以上，局部极端气温达至到43.6°C，有91个县高温日数破历史极值，全省旱区同期蒸发量达到降雨量的5倍以上。全省有近1000万人出现临时饮水困难，其中486万人、596.6万头牲畜出现严重饮水困难四川省救灾办资料。，四川省救灾办资料。干旱灾情发生后，省林业厅抽派20多名林业专家组成5个专家组，分赴遂宁、南充、达州、内江、自贡5个重灾市，开展特大干旱森林植被对水资源的影响调查，目的在于弄清林业建设在抗旱减灾中所发挥的特殊作用，为今后林业建设和发展及领导部门的宏观决策提供科学依据。1、2006年四川特大干旱主要特征今年四川的特大干旱具有以下特点。第一，旱情发生早。从3月上旬开始，四川盆地西北和南部就出现了严重春旱；从5月上旬开始，盆地大部分地区又出现严重夏旱，7月中旬转入伏旱。与常年同期相比，今年我省历次旱情发生时普遍提前10天以上。第二，持续时间长。今年以来，盆地相继出现春夏连旱、夏伏连旱，重复持续受灾。全省大部分旱区伏旱期长达40天左右，旱期最长的南充、遂宁等地达到70天以上。第三，影响范围广。全省春旱53个县，夏旱113个县，伏旱125个县。8月16日，全省同时处于伏旱的地区达93个县。第四，灾情强度大。全省达到严重伏旱标准的有26个县，达到特大伏旱标准的有52个县。第五，江河流量大幅减少，大量水库、堰塘干枯。全省江河流量大幅减少，岷江、沱江、涪江、渠江中下游及长江干流水量减少7至9成，创下有水文资料以来的枯水记录；旱区内水库、堰塘蓄水不足，干枯现象极为普遍，地下水位明显下降四川省政府《四川省政府《2006年四川省旱灾情况报告》。2、调查区域概况和调研方法2.1调查区域概况调查区域为四川盆地丘陵区内的高坪区、蓬安县、蓬溪县、宣汉县、达县、威远县和内江市中区等7个县（区）此7个县（区）位于E104。〜107。、N29。〜31°之内，地形以丘陵为主，平均海拔在250m〜800m,年均降水量945mm〜1207mm,年均温16.8C〜18.0C1月均温2.5C~7.5C7月均温23.4C〜28.3C,属亚热带湿润季风气候⑴。土壤主要为紫色土⑵，境内植被主要为人工林，以柏木为主［3,4］，森林覆盖率为18.64%〜52.29%。各县（区）自然概况见表1。2.2调研方法按照自然地理条件相近、森林覆盖率有较大差异的原则，在受旱最重的高坪区、蓬安县、蓬溪县、宣汉县、达县、威远县和内江市中区等7个县（区）中的每一个县（区）选择2〜3对典型乡，共13对为调查对象。这些乡镇中森林覆盖率高的乡镇森林覆盖率为28.26%〜56.23%，平均为

38.22%，相对应的低的乡镇森林覆盖率为5.65%~27.10%，平均为16.41%。在每一个乡镇调查境内的溪河流量情况（溪河数、断流数、断流起始时间和断流天数）、堰塘和水井干枯情况（堰塘和水井数、干枯数、红层打井数及打井深度、出水井数）、人畜饮水现状（人畜饮水困难数）。对所采集的数据采用对比分析方法，比较森林覆盖率的高低对区域水资源的影响。调查时间为干旱快结束的8月30日~9月10日。表1调查区域自然概况简表县（区）地理坐标平均海拔（m）年均降水量（mm）年均温（C）1月均温（C）7月均温（C）森林覆盖率（%）经度（E）纬度（N）高坪区106。30。450105517.66.627.835.07蓬安县106。31。450101317.16.628.332.54蓬溪县105。30。35094517.07宣汉县107。~108。31。800120716.82.523.452.29达县106。30。500114827.28威远县104。29。350101818.07.527.334.20内江市中区105。29。350110918.643结果分析3.1森林植被对溪河流量的影响由于持续干旱，旱区内大量溪河断流。调研中选择内江市市中区、威远县、南充市高坪区达州市的宣汉县和达县等不同森林覆盖率的12个乡镇、293条溪河，其境内溪河流量情况见表2。表2对比乡（镇）溪河断流情况比较县（区）对比乡（镇）覆盖率溪河数断流溪河断流断流起始断流天数(%)條）数（条）率（％）时间（天）内江市中区龚家乡44.7012433.37月28日34凤鸣乡12.20151066.77月14日47威远县越溪镇36.308112.58月1日30龙会镇10.7010330.07月25日56威远县两河镇56.2310110.07月28日34新店镇16.1011327.37月14日47高坪区胜观镇31.707114.37月30日32龙门镇5.652020100.07月24日57宣汉县君塘镇45.82381026.37月16日46下八乡16.6012010990.86月15日57达县河市镇28.50231356.58月16日36石板镇19.121919100.07月14日48表2表明森林覆盖率高的乡镇溪河断流的数量少，即使断流，断流的起始时间推迟，断流的天数亦较短，断流率较低。内江市中区龚家乡的森林覆盖率为44.70%，境内12条溪河有4条断流，占调查总数的33.3%，而凤鸣乡森林覆盖率为12.20%，境内的15条有10条断流，占了66.7%，断流的起始时间比前者提前14天，断流的天数比前者多13天。威远县、高坪区、宣汉县各对比乡镇也类似的规律。按森林覆盖率高（28%以上）的6个乡镇为一组统计，在干旱季节溪河的平均断流率是25.5%，平均断流天数为35.3天；森林覆盖率低（10%~19%）的6个乡镇为一组，溪河的平均断流率是69.1%，是前者的2.7倍，平均断流天数为52天，比前者多出16.7天，断流起始时间比前者平均提前17.3天。这些表明森林在干旱季节对河川具有补给作用，在特大干旱的季节，对于抗旱救灾和人畜用水提供了极为宝贵的水源，至少起到了缓解旱情的作用。3.2森林植被对堰塘、水井水量的影响四川盆地丘陵区堰塘蓄水和井水是农业灌溉、人畜饮水主要来源之一，干旱季节堰塘、水井的干涸是该区旱灾的主要特点。调研中选择内江市的市中区和威远县、南充市的高坪区和蓬安县、达州市的宣汉县和达县等不同森林覆盖率的12个乡镇、293条溪河，对14个乡镇共2070个堰塘、13014口水井和4487口新打水井进行了调查，其干枯情况见表3。在相近自然条件下，不同森林覆盖率乡镇间的堰塘干枯率、水井干枯率和打井出水井数及其深度等数据指标的比较分析表明：森林生态系统在干旱季节对堰塘、水井的水量有着明显的补给作用，也就是说，森林覆盖率高的乡镇堰塘、水井的干枯率较低，水量补充较充足，抗御干旱的能力较强。内江市中区龚家乡森林覆盖率44.70%，而凤鸣乡森林覆盖率12.20%，龚家乡堰塘干枯率、水井干枯率比凤鸣乡分别少了10.0%和12.8%，而打井出水井数却多了14.1%，打井的平均深度要少1.5m；高坪区、蓬安县、达县、宣汉县等县的对比乡镇有关森林生态系统在干旱季节对堰塘、水井的补水规律亦大体如此。按森林覆盖率高（28%以上）的7个乡镇为一组统计，在干旱季节堰塘、水井平均干枯率分别为40.9%、43.7%，新打水井中，出水井率为57.7%，平均深度为7.7m。森林覆盖率低（5.65%〜27.1%）的7个乡镇为一组，堰塘、水井平均干枯率分别为62.5%、70.0%，比前者分别高出21.6%、26.4%；新打水井中，出水井率为48.2%，比前者少9.5%，平均深度为12.6m。表3对比乡（镇）堰塘、水井干枯情况比较县（区）对比乡（镇）覆盖率（%）堰塘水井新打井数量（个）干枯率（%）数量（口）干枯率（%）数量（口）出水井率（%）平均深度（m）内江市中区龚家乡44.708015.0112221.019538.36.5凤鸣乡12.2011225.0200033.859824.28.0威远县两河镇56.2316352.8123063.614746.56.0新店镇16.1055562.7160091.035638.87.5高坪区胜观镇龙门镇31.70734.112008.305.654566.756092.98067.58.0蓬安县罗家镇49.008659.3145655.440078.59.0锦屏镇27.1010377.734174.291562.714.0南燕乡31.105646.4198866.518065.28.5碧溪乡22.409667.7106868.923651.813.0达县斌郎乡28.2610739.926747.2///百节镇18.0010147.518259.3///宣汉县花池乡46.8511669.0//1059.88.5双河镇26.7437790.2//137044.325.0在调研中发现，遂宁市船山区唐家乡西堰村和河沙镇井碑村是一对鲜明的对比例子，两地皆为丘陵地貌，自然地理条件极为相近，但森林植被差异极大，今年特大干旱堰塘、水井的水量也大为不同。西堰村森林覆盖率仅为3.65%，无成片的森林，树木零星分布于坡中下部和田边地角坡顶是农耕地；而井碑村森林覆盖率达28.07%，成片林地分布于坡中上部，森林植被较好。在正常年份，西堰村的小溪一般断流1月左右，今年已断流2个月以上；一口井往年可供20多人用水，现在2户7—8人也不够用，在蓬长沟（7社和8社）红层找水打井51口，深18〜25m，只有29口井有水，出水率仅为57%；相比之下，森林覆盖率较高的井碑村情况就完全不同了，今年全村堰塘大多有水，有的水深达4m，小溪未断流，水井大多在5m以下有水，全村90%红层打井深度为5~7m。3.3森林植被对人畜饮水的影响由于持续干旱，大量溪河断流、水井干枯，导致人畜饮水出现困难。调研涉及达州市的宣汉县、内江市的威远县、南充市的高坪区和蓬安县、遂宁讪的蓬溪县等不同森林覆盖率的14乡镇416629人、789403头牲畜，在干旱期间，人畜饮水现状见表4。调查表明，在自然条件相近、森林覆盖率高与低的乡镇之间，由于溪河的断流数、堰塘和水井的干枯率的差异，导致人畜饮水困难数量比也存在差异。宣汉县君塘镇植被茂密，森林覆盖率高达45.85%，人均有林地面积为2.37亩，人饮困难数仅为5.5%畜饮困难数仅为3.3%；而下八乡覆盖率仅为16.60%，人均有林地面积仅为0.96亩，人饮困难数高达89.2%，畜饮困难数亦高达80.4%。其它县对比乡镇人畜饮水现状类似。按森林覆盖率高（28%以上）的7个乡镇为一组统计，在干旱季节人畜饮水困难数分别为28.7%、21.0%；森林覆盖率低（9.5%〜22.4%）的7个乡镇为一组，人畜饮水困难数分别为52.7%、44.2%，分别比前者高出24.0%、23.2%。表4对比乡镇人畜饮用水情况比较县（区）对比乡（镇）覆盖率（%）人口人饮困难数■牲口畜饮困难数数量（人）比例（％）数量（头）比例（％）宣汉县君塘镇45.82167449205.5227277503.3下八乡16.60167001490089.2310952500080.4天台乡36.7610399296528.540167482012.0南坝镇12.751058275235649.5906391957821.6威远县两河镇56.2310802360033.34179112026.8新店镇16.10487652627553.912975580044.7越溪镇36.3021322848239.822128520023.5龙会镇10.70391242279158.3292451588054.3高坪区青水乡28.5621490870040.51521135400035.5长乐镇9.50223801002744.81392595640040.5蓬安县南燕乡31.1015490509232.9422251372332.5碧溪乡22.4013278554741.81121884487540.0蓬溪县明月镇33.1322970466420.347793645213.5蓬南镇16.47513381605731.3426711194828.04结论和讨论河流的流量不仅取决于大气降水、地形地质条件，还受森林植被的影响。森林与干旱季节河水流量的关系比较复杂，但森林生态系统通过植被冠层、枯枝落叶层和土壤层对降雨进行再分配，拦蓄地表径流，将其变为地下水，形成“森林水库”。森林植被将丰水期间的雨水拦蓄在森林土壤层中，并将其转入地下水，在枯水季节释放出来，森林对径流的削洪增枯作用在生态学界和林学界有着一致的共识。据对平通河流域的研究［5］，由于森林增大了流域对水分的转换能力，使汛期57%的地表径流与壤中流转入地下径流，缓慢地流出坡地补给枯季径流，增大枯季径流量在年径流量中所占的比例；又据盆地丘陵区绵阳新桥定位站的长期试验观测资料表明［6］，森林年截留量为年降水量的30〜40%，74%的地表径流渗入土层，成为张力水与自由水储存，林地蓄水容量较裸地增大29%。在四川盆地丘陵区内，河流主要接受季风降雨的补给，多为雨源性河流［7］，堰塘主要承接地表径流和大气降水，水井主要依靠地下水补给，而地下水主要储于浅部岩石风化裂隙及构造裂隙中[7]，森林植被对溪河的流量、堰塘和水井的贮水量的补给有着很大的相关性，因此，研究干旱季节森林对溪河、堰塘、水井水量的影响有着重要的意义。在许多国家和地区，人们普遍认为河流中的水因森林消失才在干旱季节干涸，成熟的天然林不易导致当地水分枯竭[8]，这种现象也在这次特大干旱中森林覆盖率差别较大的地区体现出来。本次调研从溪河断流、堰塘和水井的干枯现象入手，虽不能从机理上解释森林与水资源的关系，但调查的数量较多，且所调查的区域自然地理条件相近，在9月前的降水量相近，因