实施西部大开发战略, 加快中西部地区发展, 是我们党面向新世纪作出的重大决策。

西部地区生态环境问题非常严重, 陕、甘、青、宁、新5省(区)约占国土面积的1/3, 森林覆盖率仅2.78%, 全国80%的水土流失面积集中在西部, 90%的荒漠化土地面积也分布在西部。西部地区是我国水土流失的重灾区, 也是世界水土流失之最, 是长江、黄河两大河流泥沙的来源地, 也是我国沙暴尘暴的主要尘源地。而且, 西部地区林草植被破坏、土地退化、生物多样性丧失的严重情况仍然在扩展。与此同时, 西部水资源短缺的问题更是十分严峻。西部大部分地区干旱少雨, 水资源严重缺乏, 许多地区还存在生活用水、农田用水严重浪费的现象。目前, 我们的母亲河——黄河连年断流, 长江源头的冰川连年后退, 新疆的绿洲之源——塔里木河下游300 km河段干涸, 曾经滋润肥美阿拉善大草原的居延海已经消亡, 西部地区的水危机已经迫在眉睫!

面对生态恶化和水资源枯竭的形势, 西部开发的关键应当抓什么?当然, 加快西部基础建设, 改善投资环境, 招商引资, 积极调整产业结构, 加快发展科学技术和教育事业等各方面产业建设是十分重要的, 是经济发展的必要手段, 但加强西部生态环境保护和建设却是这些事业产业开发的基础和关键。

在生态环境建设的诸多内容中, 贯穿全局的问题是水的因素。水是植物生长发育的基本条件, 是农业林业发展的命脉, 也是国民经济发展和人类生活的命脉, 它已成为西部生态建设成败与良性循环、可持续发展的关键因素。专家们指出, 水资源状况和利用水平是评价一个地区经济能否持续发展的最重要的考核指标, 同样地也将成为考核西部大开发是否成功, 是否能持续发展的重要指标。

近年来, 我们在树木水分生理方面作了一些工作, 主要在水分生理指标的实践应用和树木蒸腾耗水测算方面。随着工作的深入, 愈来愈感觉到像我们这样一个水资源短缺的国家, 林业发展如何节约用水、合理用水、科学用水, 以有效的水分消耗换取较大的经济效益与社会效益, 这是一个十分重要的理论问题与实践问题, 更是一个发展战略问题, 但这方面的科学研究目前远不能适应实际发展需要。

生态建设中水的科学利用、合理利用问题, 说到底就是一句话, “供需平衡”。如何才能达到“供需平衡”, 这需要进行植物水分生理生态的科学分析, 需要用科学数据支撑生态建设的各项技术。大体包括3个方面。

1 环境水资源承载能力的科学分析

水资源包括地上水(降水、凝结水等)、地下水(地下河, 冰川雪水等)以及人工供水(灌溉设施)等有稳定来源的供水总量, 用一定时间内单位面积的水量表示, 也可以用毫米(mm)表示。1 mm相当于一定面积上(亩, hm²) 1 mm厚度的水量。

一个地区环境水资源的承载能力是该地区供水总量能承载多少生物的延存, 是该地区生态建设成功和持续发展的基础, 要研究环境水资源存量和月分配、年分配动态, 丰水年和枯水年的水资源特点, 最大供水年和最小供水年的供水量。

2 水资源的科学合理利用

根据水资源的分布状况, 安排生态工程建设。首先要研究植被吸水和耗水的数量变化, 耗水的月进程—年进程, 要适应水资源供应形势, 使供水与需水过程协调和谐, 当然其中也会有人为调节因素; 其次要进行水资源供需关系的分析, 改进林业生态工程结构和供水技术。以适应水资源供应的要求, 做到节约用水; 再次, 植被建立的技术和方法, 包括植物种类、数量、配置方式等, 种树种草后, 随着植物的生长和时间的延续, 蒸腾耗水将会逐年增大, 直至系统平衡保持在一个相对稳定的耗水量, 这种稳态耗水量一定要与水资源供应量相平衡, 否则植被会中途夭折或达不到预期环境目标。我国许多地区在干旱立地上种植杨树, 形成大面积“小老树”, 就是这个原因。因此必须考虑植被长期需水特征与水资源供应特点, 两者协调平衡, 才能维持稳定的植被。

3 水分生产力及水分环境效益分析

市场经济是讲效益的经济。任何资源的消耗必须达到一定的经济或社会效益。效益的高低说明资源使用的合理程度。水成本的计算与水效益的高低是水资源合理利用的总评价。要想提高用水效率应当不断增加用水技术的科技含量, 提高水分生产力和水分环境效益, 这方面有大量的工作要做, 每研制和推广一个科技成果都会使效益提高一步。

举例来说:

(1) 大力发展集水林业, 把有限降水进行时间空间上的再分配。例如在山区修建反坡梯田、鱼鳞坑、集水果园等; 在我国大面积次生林经营中, 可利用坡地地形, 为树木修筑集水盆。据研究, 在坡地油松林中, 每株树如有0.5~1.0 m²的集水盆, 3~5年内可比对照株直径增加1 cm左右; 长1.7 m、宽1.0 m、深0.6 m的鱼鳞坑能蓄水0.3 m³ (当然与地区和降水量有关)。另据研究, 5年生和10年生刺槐集水造林的水分生产力可达0.006714 kg·mm^-1和0.12163 kg·mm^-1, 林分水分生产力分别达到8.00 kg·hm^-2·mm^-1和21.66 kg·hm^-2·mm^-1。

(2) 推广使用节水高效灌溉技术, 主要包括渠道防渗技术、低压管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、田间节水地面灌溉技术等, 都可以减少水分的无效消耗, 提高水分利用效率。此外, 覆盖栽培技术的应用(减少土壤无效蒸发, 改善土壤理化性质)、化学调控技术(减低蒸腾耗水, 增加光合生产)都有增加植物生产、减少水分消耗的效果。

林业生态建设对环境水分的作用, 我们认为它是“以林养水、改善环境”的作用。林木生长要消耗水分, 但林木的存在却改善了环境, 并储存了水分(树体储存水量相当可观, 有“小水库”的比喻), 能够保水持水进一步达到养水增水的效果。这方面的工作, 目前尚有争议, 应当进行有效的对比研究, 以达到生态工程改善环境水分的共识。“以林养水”的原理应用在生态工程上, 应当根据当前生态水的承载力, 科学合理安排生态工程, 随着时间的推移, 生态工程使水的承载力进一步提高, 并且使生态工程的质量随着承载力而提高。确保西部大开发中水资源的科学合理高效利用是当前面临的亟待重视的问题, 应当加大科学研究力度, 促进生态工程的科学化、合理化, 达到生态工程稳定可持续发展的要求。