北京市水源保护林体系的基本格局与发展思路，本文主要内容关键词为：北京市论文,水源论文,发展思路论文,格局论文,体系论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
水是北京的生命线，水源保护是重中之重。北京市水源保护区位于密云、怀柔、官厅水库上游区域，西起延庆海坨山，东至密云雾灵山，范围总面积约49万hm[2]，是北京的重要水源和生态屏障地，承担着北京市50%以上的城市工业和生活用水。长期以来，该区域树种和林种结构未能按照水源保护林自身的规律进行科学选择和布局，未将林分耗水与水源区供水的关系作为水源保护林建设的首要依据，现有林分未能有效发挥水源保护的应有功能，造成水源涵养功能低，水土流失严重。据统计，三大水库泥沙淤积目前已经达8亿m[3]，供水严重不足。北京将开始实施《“绿色奥运——2008”生态环境建设行动计划》，要实现2007年全市林木覆盖率达到50%，人均绿地达到50m[2]，把北京基本建成生态城市的目标，必须将水源保护问题作为第一考虑，因为没有稳定可靠的水源，生态城市就无从谈起。而通过营造高效森林植被达到保护水源、从而为城市提供稳定可靠的水源，是水源保护区建设的最终目标。因此，应当从北京市水源保护林体系的宏观布局入手，规划林种配置、树种选择和合理密度，指导建立高效持续水源保护林。
1 水源保护林研究现状
国际上，城市水源保护林建设与研究做得比较好的是德国巴伐利亚州首府慕尼黑市。自1880年始，慕尼黑市制定了从长远考虑的地产政策，划定城市以南40km处为取水区。从此，分布在阿尔卑斯山前部山地的曼格法尔山谷集水区便一直确保着城市供水。慕尼黑市林业工作者根据“适应自然林业协会”(ANW)的原则，经营水源保护林达数十年。其水源保护林的发展道路有计划地分为三步：(1)在集水区的农用林地进行混交造林，尽量选用适地的阔叶树种，并保持其较高的比例；(2)将19-20世纪之交营造的云杉纯林改造为自然的森林群落，包括云杉、冷杉、山毛榉和其他珍贵树种；(3)在保持现有天然混交林的前提下，通过单株个体利用，达到树冠垂直分布不均匀结构。自20世纪70年代以来，发达国家开始了水源保护林可持续发展经营的系统研究。日本森林综合研究所森林环境部分别在宝川、岗山、筑波、太田等地建立了示范流域和试验地，探讨不同配置的防护林水源涵养和水土保持功能。1990年，日本国土厅水资源部发表《水资源白皮书》，就日本水资源的供需现状、开发现状和今后亟待解决的有关水资源的各项课题进行了综合整理。日本1990年各类防护林占国土面积的20%，其中水源保护林即占防护林的68.77%。可见，水源保护日渐受到人们的重视。
早在“七五”、“八五”期间，国内关于水源涵养林与水土保持林营造技术的研究已经开始。太行山生态林业工程项目已建成多处实验示范基地，营造示范试验林数万亩。由北京市林业局和北京林业大学共同承担的北京市科委科研项目“密云水库上游水源保护林工程综合效益及荒漠治理研究”，建立了密云水库水源保护林土门西沟实验示范区，对多树种水源保护林建设模式、水源涵养林效益也进行了多年的研究工作；国内进行水源保护系统研究比较典型的城市还有山西省太原市，在太原市科学技术委员会、太原市环境保护局、太原市水资源管理委员会的共同主持下，由太原市水利科学研究所牵头，组织太原地区高等院校，科研单位，进行了太原西山水源保护研究。该项研究主要针对城市大型水源地的开发利用和保护问题，从“三水”的转化规律入手进行了系统性、综合性多学科的研究；在乌江流域水源林水保林营造技术研究中进行了九个专题研究，从研究整体水平及配套性，以及推广应用的可行性进行探讨。在三江流域水源林水保林体系的研究中，提出营造水源保护林的原则和依据，以护坡林、脊顶防护林、侵蚀沟防护林等共9个林种组及所属31个林种构成的水源水保林体系，以及树种选择、合理密度、整地方式、乔灌草结合、多林种多层次的复层混交等经营特点；太行山石质山区水土保持林的营造技术研究中，提出采用“疏林结构”和采用“大苗”重建“人工－天然复合植被类型”等学术观点。
水源保护林目前尚无确切定义，但是普遍认为，水源保护应当包括水源涵养、水土保持、水质改善三部分内容。水源保护林应当是一种以水源涵养、水土保持为核心的，兼顾经济、薪炭、用材林的综合防护林体系。因此，如何配置这一体系中的林种和树种以及相应的培育技术，是建立完善的水源保护林体系的关键，而目前国内针对水源保护林培育技术的系统研究却不多。总之，国内在水源保护林的研究上，同其他发达国家相比，还存在不小的差距，无论从水源保护林规划及相应的政策法规上，还是从水源保护林的培育技术以及现有林分结构的调整改造上，都缺乏系统的研究。
2 北京市水源保护林的基本格局分析
北京市水资源人均占有量仅为400m[3]，是全国平均值的15%，世界平均值的4%。2000年北京市平均年缺水2亿m[3]，逢枯水年将缺水12亿m[3]。密云水库是北京市重要的饮用水源，为了保护首都这盆清水，1987年11月北京市人大通过“关于营造密云水库水源涵养林”的决议；市政府将密云水库水源保护林的营造列入绿化治理重点工程；林业部也将潮白河流域的水源保护林工程列入“三北”防护林建设重点工程之一；北京市政府于1985年颁布了《密云水库、怀柔水库和京密引水渠的水源保护管理暂行办法》，于同年8月1日起执行。1998年，由北京市林业局引进的德援项目正式启动，并和北京林业大学共同承担北京地区水源保护林工程开发与建设；1999年，北京市林业局提出了21世纪北京林业发展的具体目标和行动方案，重点是以密云、怀柔水库为中心建立与经营大规模的水源保护林规划区（下称规划区），本着适地适树的原则，将抗旱低耗水树种的选择、林分结构的优化及树种搭配作为水源保护林建设的首要问题。在水库的一、二级保护区内形成一个重点水源保护区，建立一系列生物措施和工程措施相结合的精华工程，力争成为我国水源保护林的建立、经营及水资源保护的样板。
2.1 规划区各县土地利用现状
水源保护林规划区的主要覆盖范围在密云、怀柔、延庆三县，昌平县境内只占很小的一部分。
从表1可以看出，防护林在各县各类土地面积占有的比例是相差很大的，密云县最高，占26.46%，其次是怀柔，占23.41%。昌平最低，只有8.38%。由于昌平县不是主要的水源保护林规划区，境内只有黑山寨和下庄属保护林规划区，因而如果不计昌平县，则规划区其余三县的防护林土地面积比例总体平均为22.74%。用材林以延庆和怀柔为最高，薪炭林以密云为最高。五大林种中，各县经济林的比例相当，均在10%左右。
从灌木林地和荒山荒地的情况来看，怀柔、延庆、昌平县的灌木林地和荒山荒地面积之和均相差不大，均在28%～30%之间，密云县为16%，各县的比例还是相当高的（总平均为24.78%）。非林业用地面积昌平县高于其他各县，延庆县最低。
密云县尚存在较大比例的薪炭林(4.58%)，现已失去薪炭林原有的目的，所以可以进行改造，使之具有较好的水源保护效益。此外，该县还具有较大比例的未成林地。而薪炭林、未成林地在其余各县的比例则较小。
从总体上讲，防护林在各类土地面积中的比重还有待提高，因为北京的主要水源保护林位于京北山区各县，按北京地区总面积分摊，防护林的比例是很低的。根据日本的经验，防护林占国土面积的20%，水源保护林约占防护林的70%。因此，北京地区的防护林总面积仍需提高。水源保护林体系的建设应当以防护林为主，兼顾其他林种的调整与改造。从景观生态学的角度来看，讲究景观结构与功能的统一，防护林作为现存面积最大的一个林种，理应发挥在该地区景观上的本底作用。即有较大的面积和较高的连通性。然而目前无论从面积上还是从连通性上都难以达到这一要求，即难以发挥景观的控制作用，从功能上讲即难以发挥水源保护的作用。
表1 水源保护林规划区各县土地利用现状及林种面积比例
2.1.1 规划区林种面积及比例
从规划区的林种结构来看，防护林占有林地的比例为41.5%，而其水源保护林占防护林的面积比例在怀柔、密云、延庆、昌平各县分别为97.86%、97.39%、92.90%和62.15%。这说明在该地区，水源保护是防护林的主要作用。防护林在林种中的比例各县依次为：55.04%、59.10%、47.3%和54.17%；防护林在各类土地面积中的比例各县依次为：23.41%、26.46%、17.99%、8.38%（表1），除昌平外，两者均以延庆县最低；经济林在林种中的比例四县分别为：24.95%、24.14%、19.39%、43.25%。可见，欲使水源保护区真正发挥水源保护的作用，不仅要提高水源保护林在林种中的比例，更要提高水源保护林在各类土地面积中的比例。这主要是通过大面积改造疏林地、灌木林地、宜林荒山，有效地改造现有低效人工林（如刺槐薪炭林）来实现。
经济林面积分布仅次于防护林，也起到了一定的水源涵养作用。但经济树种对水分需求较高，还要施用农药及化肥，不利于水源保护及水质改善，应根据需要适当控制好比例，不可盲目发展。有学者提出，对经济林的发展，一定要采取慎重的态度，具体情况具体对待。有条件的山地，还可以把经济效益放在适当的位置，虽然林业的主要任务已经由经济效益转变为环境效益，但是在观念转变的同时，也要防止从一个极端走向另一极端。
2.1.2 林种的分布特点分析
从密云县的情况看来，防护林地主要分布在西北方向云蒙山、北部的桃山南麓，包括番字牌乡、冯家峪镇、石城乡等深山地区，东部的古北口、高岭、太师屯、北庄、大城子亦有零星分布。薪炭林地主要位于密云水库东北部的不老屯、高岭和太师屯，分布比较零散。用材林的面积比例很小，分布范围只集中于该县西北角的番字牌乡，树种为山杨人工林。经济林分布于环水库周围的浅山丘陵地带，如水库西北的白马关河、冯家峪，水库东北的潮河流域。水库东南方向亦有零星分布的经济林。该县尚有大面积的荒山荒地和无林地、灌木林地。由于这些地区大部分不具备造林条件，植被仍以灌草为主。该县疏林地和未成林造林地占有相当的比例，明显比怀柔、延庆县高。应当加强补植和抚育任务，使之尽快成林。密云水库内部山脉、即水库南部、东南部山区分布有一定数量的特种用途林，即水源保护林。
怀柔县的防护林主要分布于该县的中部和北部的深山地区。北部的白河支流天河、汤河的上游山地，包括碾子乡和喇叭沟门乡分布有大面积的柞树天然次生林和山杨、桦树林。县西部的军都山以北宝山寺乡的荒山荒地和延庆的千家店镇的荒山荒地连成一片。怀柔南部是大面积的板栗经济林基地，主要分布于黄花城乡、沙峪乡、三渡河乡和黄坎乡，以及延庆的大庄科，连成一片。该区是怀河三大支流怀沙河、怀九河、雁栖河的汇集地，水源条件较好。怀柔水库区上游亦有一定面积的水源保护特种用途林。
延庆县荒山荒地的面积在三县中是最高的，中部平原地带为非林业用地，分布有零星的农田林网。官厅水库北部山区分布有大面积的天然桦树林和油松人工林，林种亦为水源保护特种用途林。该县东部的四海镇和珍珠泉乡是大面积的用材林基地。但平原周围的前脸山地为荒山荒地，如白河南北干渠外侧山地，以及北部的深山地带，如柏木井，皆为大面积的荒山。
总体上讲，规划区的林种分布有如下特点：
(1)各县林种主要以防护林为主，且防护林中以水源保护林为主，但防护林在各类土地面积和林种中的比例都比较小，分布区集中于各县的深山地区，且隔离度较高，难以发挥整体效益。
(2)用材林比例很小。
(3)薪炭林只在密云水库东北部浅山丘陵区有零星分布，面积不大。
(4)规划区尚存大面积的荒山荒地、无林地和灌木林地。其中，有些是因土地条件恶劣难于造林，它们主要分布在怀柔、延庆、密云县的北部深山地区，是潮河、白河、清水河的源头。该区域多为石灰岩、花岗岩、片麻岩石质山地，风化严重，地形破碎、水土流失严重，生态环境比较脆弱，是水源保护林体系建设的重点区域。
(5)规划区未成林地和疏林地主要在密云，其余各县的面积较小。
(6)柞树、山杨、栎类、落叶松等天然林的分布范围主要在怀柔和延庆的北部山区，覆盖范围较小。
2.2 现有水源保护林树种的组成及分布格局
2.2.1 规划区树种面积的比例
图3.2 规划区三县树种在防护林和有林地中的比率
目前，从整个水源保护林规划区（密云、怀柔、延庆）现有人工林（不包括经济林）和天然次生林资源现状来看，柞树面积最大，85203hm[2]，约占36.2%，油松次之，占18.1%，落叶松最小，占1.8%。
怀柔县被统计森林面积为66665hm[2]（不包括经济林面积），树种以柞树为主，依次为油松、侧柏、山杨、杨树、桦木、刺槐和落叶松。柞树面积最大，为33938hm[2]，占森林面积的一半多，为64.7%；油松面积为9620hm[2]，侧柏面积为9519hm[2]，山杨面积为8224hm[2]，阔叶树面积为1797hm[2]，杨树面积为1464hm[2]，落叶松面积为612hm[2]，桦木面积为1035hm[2]。
从怀柔县的树种结构来看，柞树林比例达60%以上。柞树为该区乡土树种，无论从适应性还是从水源保护效益上讲都不错，是该区天然次生林的重要组成部分。另外，侧柏、油松、山杨等人工林的比重也有所提高，使整个树种结构得到改观。但杨树、落叶松、桦木、阔叶树的比例均不足3%，树种比例相差悬殊。因此，今后树种结构调整不但要引进更多水源保护树种，而且要合理搭配各树种的比例，以期充分发挥各树种的水源保护功能。该区刺槐林面积较小，刺槐比例不足1%。
延庆县被统计森林面积57516hm[2]（不包括经济林面积），树种以柞树为主，依次为油松、侧柏、杨树、落叶松、刺槐、桦木、山杨，共9个树种。柞树分布面积最大，为26747hm[2]，占森林面积的46.5%；其次是油松，面积为9029hm[2]，桦木面积3995hm[2]，山杨面积3250hm[2]，杨树面积3104hm[2]，落叶松面积2232hm[2]，刺槐面积2084hm[2]，侧柏面积1785hm[2]，阔叶树面积5290hm[2]。由此可见，延庆县的所有树种中柞树比例最大，为46.5%，接近森林面积的一半，在水源保护方面发挥了重要作用，而其他一些天然林树种如落叶松、桦木则比例较低。另外，就人工林来说，油松所占比重超过10%，其余各树种均不足10%，各树种比例相差仍然很大。
2.2.2 树种的分布特点及范围
京北水源保护林规划区主要树种（不包括经济树种）有柞树、油松、侧柏、刺槐、落叶松、山杨、桦木、杨树和其他阔叶树，从总体上讲有如下分布特点：
(1)从规划区的综合统计结果来看，面积达5%以上的树种仅有5个，且这5个树种的总面积达80%。树种之间的比例差别相当明显，这表明从总体上看，树种资源相对贫乏，单一化程度比较高。
(2)各树种多分布于水库上游的二、三级保护区内，在水库的一级保护区范围内分布较少，这可能与水库附近经济林发展及非林业用地的比例过大有关。
(3)柞树、山杨、油松、侧柏、刺槐是主要树种，以柞树、山杨为代表的天然次生林分布比较集中，主要分布于密云西北部、怀柔中部和北部山区、延庆东北部深山地区，是水源保护林的主体，但面积尚嫌不足，尤其是密云，天然次生林面积较少。
(4)油松、侧柏、刺槐多为人工林，分布相对零散，主要分布在水库周围及潮河、白河、汤河、白马关河流域的浅山地带。
(5)树种的分布多为纯林，混交林比例很小。
(6)经济林树种主要有板栗、苹果、梨、红果、山杏、柿子等，板栗占有绝对的优势，占总经济林面积的50%以上，苹果占20%左右，其余30%，其他树种比例较小。在所调查的北庄示范区，板栗的面积占79%，苹果15%，余者不足5%。总的说来，板栗面积比例较大，经济林过于集中于某一个树种，不利于经济林的发展和市场的需求。
3 水源保护林体系的总体设想
根据北京市林业的向环境功能转变的需要，毫无疑问，防护林（主要是水源保护林）的建设应当是北京市林业建设的主体。然而，从上面的分析中可以看出，防护林的主体地位并没有完全确立。原因在于：(1)防护林的面积过小，分布范围有限，从景观生态学角度上讲，没有具备景观本底的功能。且从本底的连通性方面亦现不足，难以发挥整体的效益和对地区景观的宏观控制作用。(2)灌木林地和荒山荒地的面积比例仍然较大，因而今后的植树造林、改造荒山的任务仍然很重。但是应当充分注意到灌木林地对于水源保护的作用。(3)树种资源单一化问题仍然比较突出。
水源保护林的发展应当紧紧围绕“水”字进行。水资源短缺和一系列生态环境问题都离不开水，应当注重水源的保护效应的提高。水源保护林的概念在发展过程中早已超出了当初水源保护特种用途林的狭义范畴，它应当是一种多林种的、多树种组成的、以水源保护效益为主、其他效益为辅的综合防护林体系。因而，我们应当具备这样一种发展思路：
(1)从多林种格局上讲，应当建立水源保护林体系的概念：即以提高水源保护林（主要包括水源涵养林、水土保持林）效益为主，兼顾部分经济林、用材林、薪炭林的发展，并且改善后者的现有经营模式，以达到不破坏水源保护效益，必要时加以改造。
(2)从林分结构上讲，水源保护林应当是低密度、空间镶嵌式分布、异龄混交结构，这个思想应当贯穿于现有林的经营与造林工作中。
(3)从多树种的格局上讲，重点解决水源保护树种单一化问题，要从选择低耗水树种入手，并在今后的造林工作中大胆采用如油松、侧柏、栓皮栎、元宝枫、黄栌、樟子松、白皮松等抗旱性强、低耗水的树种。