刘学义：涵养水源莫忘森林露

　　我国水资源危机区在北方，以华北为重，西北次之。节流固然重要，开源是根本所在。依靠森林和工程造林是开源的关键。然而，长期以来对开源问题关注甚少，概念模糊、操作随意，以致自我损害、资源浪费严重，迫切需要理论和观念创新，行为科学规范。

　　森林能够涵养水源，其本质问题是露形成，包括露水和雾露水，以雾露水为主。

　　传统观念“森林能够涵养水源，是因为基部有很厚腐质层，把降水积储起来，缓慢地流出”存在错误。一是此概念没有水生成（只涵不养）；二是森林需要消耗大量水分，会使降水减少。此概念从总的水量上看，有森林不如没有森林。这种错误理论影响了人们对水的开源行动，并导致毁坏森林和发展耗水林的无序现象。

　　在地球上多数地区，特别是多雾森林区，露是普遍存在着的长期、持续的现象。国际上有关学者已经观察到森林30～900mm的露量，甚至超过了某些地区的降水总量。笔者观察，地处我国干旱前沿的山西庞泉沟自然保护区，年降水量只有820mm，这个量还不能满足森林生长需要，但是，在114km2范围内涵养出0.9亿～1.2亿吨水（流量），表明露生成量在900mm左右。陕西长青国家级自然保护区，面积280.55km2，年露量达到1410.8mm，相当于降水量的2倍。我国“山高水高”现象随处可见，其本质是露的形成。

　　露是陆地上水分冷凝的普遍过程，降水只是冷凝的特殊形式。全球陆地降水量平均740mm，笔者推断全球陆地露形成量至少在600mm以上，才能满足当前的生态状况维持。

　　可以断言，森林涵养水源的本质是露，它是地球上还没有引起人们重视的重要水分来源，对于干旱区而言甚至是比降水更为重要的水源。

　　通过在能够产生露水的区域发展森林（无林少林区），和发展能够产生露水的森林（森林的培育和保护）策略，可以有效解决水危机问题。

　　“林木森森，重峦叠嶂，云雾缭绕，千泉竞流”是对森林系统的形象描述。可以看出，能够产生露水的涵养森林，应具有丰富的层次（最大叶面积系数）和郁闭程度，有足够大的下垫面（面积），树体有足够大的表面积（针叶类型）；应处于一定起伏的海拔高度；能够造成高湿度环境，云雾频繁发生；不论降雨与否，有稳定的水流出。

　　郁闭的、相当面积的、具有一定海拔和起伏的森林，能够造成局部冷凉环境，使相邻区域移动来的热空气上升或直接冷却，达到露点温度形成露，并进行多层次拦截。森林的蒸腾可维持高湿度环境，源源不断地产生露水。局部湿度的增加，反过来增加局部内的降水量，进一步维护湿度。这种既运动又稳定的高湿度循环系统，保证了水分持续生产。

　　森林丰富层次是拦截水分的关键。完整的森林一般具有5～7个层次，其叶面积系数通常可以达到16以上，即相当于30倍以上的地表面积与湿润空气接触。自然选择过程中形成的针叶状林木，其表面积可以达到地表面积的40倍，并且具有明显的湍流作用，拦截水分效果十分壮观。完整的森林所拦截水分不仅满足自身需要，而且保证稳定的源流。低地林木和经济林不具备森林众多特点，露水产生量极少，是耗水林。

　　庞泉沟是我国半干旱地区内典型的水源涵养森林，年出现露水日几率100%，日持续时段6～24小时不等，日均生产水20万吨。据笔者测定，极端条件下山脊部雾露水达到惊人地步，单棵林木（松，直径22厘米）每小时截获露水达到36.0升。

　　正确评价森林和植树的作用，在我国已有多次大的讨论，有人认为植树好，有人认为不好，一直没有定论。要肯定森林和树木是一个巨大的耗水系统，只有在特定条件下，即露水产生，才会涵养水源。

　　我国北方水危机形成的根本原因，不完全是用水的增多，其根本问题是对涵养林破坏及不良造林导致耗水增加。由于对森林涵养水源的本质把握不清，盲目造林和破坏森林在我国问题严重，加剧了水危机。

　　森林之所以能够涵养水源，是因为它所处的环境不同，收集的露水量和降水量之和大于自身消耗量。人工经济林和绿化林所处的位置比森林低，不（少）具备收集露水的条件，以消耗降水为主要目标，在降水不满足消耗情形时，必须人工灌溉才能保证成活。当森林被破坏到一定程度时，如垫面缩小、层次减少等，会完全失去涵养功能，转化为消耗森林。

　　观念上必须区分涵养林与耗水林。如果一个林区除了自己正常生长发育外，能够源源不断地流出水来，可以认定为水源涵养林，需要促进其壮大发展；如果一个林区自己能够正常生长发育，但流不出水来，可以认定为准水源涵养林，需要促进其向涵养林转化；在可以发展水源涵养林的地方，而发展经济林，耗水严重，要严厉取缔，并恢复涵养林；在不适合造林地方造林及建设防护林，除必要外应有所限制。

　　受大气环流的制约，一个地区的降水量是相对稳定的，除了人工增雨措施外，通过造林创造拦截露水环境是增加水源的必然途径。在能够产生露水区域发展森林，和发展能够产生露水的森林，应成为我国乃至全球水资源危机区造林的基本原则。

　　我国水资源危机区在华北，次之西北。我国二级阶地起始区域具有较为理想水源涵养林营造环境。针对水资源现状，我国目前营林方案应为“f ”型。

　　“f ”型是我国北方二级阶地及其相邻区域的形象描述。包括兴安岭、燕山山脉、阴山山脉东部、太行山脉、吕梁山脉、秦岭和六盘山山脉。这些山脉具有良好的雾水条件，大部分海拔在1000～2000米，存在一定面积的森林涵养林，是解决我国北方地区缺水问题的根本所在。

　　太行山是我国华北平原的水之源，面对华北平原河流断水的现实，这里应成为我国首要水源涵养林营造的重点区；燕山是首都北京水之源，水源涵养林营造可以显著改善北京水资源状况；六盘山处于我国半干旱地区边缘，具有不可比拟的生态战略地位，吕梁山是我国半干旱地区的水生态环境的前哨。

　　山西省有汾河、桑干河、滹沱河、清漳河、浊漳河、沁河等汇入华北平原，境内有太行山、吕梁山等著名山脉，海拔适度，山区面积众多，产生露条件适宜，是华北水资源危机问题解决的关键所在，应该成为我国水源涵养林建设的重点区域。

　　依据森林涵养水源的新概念，选择适宜区域实施造山工程，营造森林，可以达到涵养水源和调剂区域气候之目标。毛乌素沙漠和子午岭是我国北方干旱和半干旱区域的分界线，海拔一般在1200～1600米。在毛乌素沙漠和子午岭一线，通过工程措施，点状营造五六处海拔2000～2800米、规模各300～500km2的人工山体，创造露形成条件、发展人工森林，涵养水源，增加黄土高原区水资源量，提高区域大气湿度，进而提高西北东部和华北地区降水量，有可能从根本上彻底解决中国北方干旱和缺水问题。同时可以有效增加耕地面积，增加粮食、生态安全性能。

　　森林涵养水源的本质是露（露水+雾露水），利用露水、森林与海拔高度的内在联系，在二级阶地起始区和腹地科学发展水源涵养森林，限制经济林（耗水林）的盲目发展，可以缓解和进一步解决我国北方愈来愈严峻的水危机。同时，发展水源涵养森林对固定CO2、减缓地球增温、抑制沙尘暴、降低环境污染和促进经济发展诸多方面有益。建议进一步论证、研究和制定方略。