6月17日，是世界防治荒漠化和干旱日。記者從國家林業和草原局獲悉，“三北”防護林工程實施40年，累計完成造林保存面積3014萬公頃，工程區森林覆蓋率由1977年的5.05%提高到13.57%。

在生態學專家眼里，“自然”有著另一個概念：生態系統。他們樂于研究系統中的相互關系和規律，為自然代言。

“尊重自然最好的方式就是科學的認識自然，順應其內在的運行規律，用自然界自己的方法保護自然。”中國林業科學研究院院長、森林生態學首席專家、研究員劉世榮日前在接受科技日報記者采訪時表示。

他指出，森林調節水的作用受林冠層和林內灌草層截持、林地枯枝落葉層和苔蘚層攔蓄，以及森林土壤層含蓄所構成的一個綜合復雜過程影響，90%以上取決于森林長期演替形成的復雜土壤結構。

森林涵養水源離不開土壤

森林被稱為“綠色水庫”。既沒有攔水堤壩，也沒有水閘開關的森林，如何實現對水的時空調節，一直是森林生態學家們想探索的奧秘。

“森林的水文作用總體來說是好的，但要看具體條件，不能絕對化一般概念。我們采用多尺度觀測和跨尺度分布式數值模擬技術研究發現岷江冷杉是岷江上游的主要建群樹種，其樹體生物量大、葉面積指數高、蒸騰作用小等特性使得岷江冷杉林對水的含蓄作用效果突出，尤其是岷江冷杉的原始林對水源的涵養作用更為顯著。主要原因在于岷江冷杉原始林長期自然演替，形成了發達的海綿狀苔蘚層和枯枝落葉層，以及具有非毛管孔隙度大、密度高、滲透性強的土壤團粒結構，有利于非重力水的垂直滲透。”劉世榮說。

數據顯示，岷江冷杉原始林苔蘚層和枯枝落葉層的蓄水量每公頃分別高達126.36噸和223.85噸。

“不同的森林類型涵養水源的作用大小不一，不同的樹種對水分的利用規律大同小異，森林土壤讓森林成為真正的‘綠色水庫’。”劉世榮說。

山水林田湖草一體化的岷江實踐

受海拔、地勢、光熱等因素影響，岷江上游的植被覆蓋類型呈現出高山草甸、亞高山暗針葉林，中下部常綠闊葉林以及林下經濟作物、平原發展農田經濟的區域社會—經濟—自然復合系統。在岷江流域水分循環過程的長期觀測研究中，研究團隊意外得到一個重要發現，水在不同植被類型中的循環利用的這個系統，恰好詮釋了山水林田湖草一體化的自然生態系統理念。

“海拔3800米以上的高山草甸對降水具有低蒸散、高滲透的作用，但從草甸土壤中滲透出來形成的徑流水順勢流入亞高山區域的云杉針葉林，給該區域的森林土壤提供了水源補給；更重要的是，亞高山暗針葉林自身蒸發的水分90%又以雨霧水的形式回降到了高山草甸，滋潤了草甸植被。”劉世榮說。

與此同時，從亞高山森林中緩緩流出的水形成的徑流可以為山下的林下經濟、平原的農田灌溉、畜禽養殖提供源源不斷的水源供給，為人類飲水和從事各類生產活動提供了保障。這一現象不僅很好詮釋了山水林田湖草是一個生命共同體的生態文明理念，更為人類系統認識自然、研究自然提供了現實案例。

不要試圖輕易“改變自然”

“1998年的特大洪水給人類過度采伐森林上了一堂自然警示課，大規模集中連片種植的人工純林背后潛藏的外來物種入侵、病蟲害暴發、生態系統健康問題越來越凸顯，氣候變化導致的全球增溫、降水格局變化和極端氣候事件等也正加速影響著森林的更新和生態系統功能。”劉世榮告訴科技日報記者。

為了科學評估人類干擾采伐、生態恢復和氣候變化對森林水分調節功能的影響，劉世榮指出，在岷江上游地區的天然林保護工程建設中，應首先保護好現存的天然林植被，包括原始暗針葉林、天然灌叢、草地和高山草甸等；植被建設要以天然更新和自然生態恢復或人工促進天然更新為主，不應一味強調大規模營造人工林，特別是人工針葉純林。大面積的人工植被覆蓋會加重區域生態用水從而降低流域產水量，減少下游可利用的水資源。隨著氣候變暖，冰川消退和降雪減少，岷江流域面臨基流補給減少的威脅，可能引發岷江流域的水生態安全問題。研究結果為成都平原乃至長江中下游地區用水安全提出了預警。

劉世榮說，天然林保護工程實施20年多以來，岷江上游地區的森林覆蓋率由1997年的38%上升到2017年的43%；森林水源涵養能力預期可以由21.88億噸提升至26.52億噸；衡量旱澇災害發生的重要指標洪枯比在岷江雜谷腦流域的監測數據由1982年的11.5下降到2006年的7.1，紫坪鋪的洪枯比由1983年的10.3下降到了2016年的4.95。這足以說明長江上游天然林保護工程的實施為岷江上游的水源生態安全做出了巨大貢獻。

“岷江上游的天然林保護修復工作，應充分利用殘留的保留木或老齡林片段促進川西亞高山退化天然次生林加速恢復與水源涵養功能提升；在前期大面積栽植人工林的基礎上，通過開林窗、帶狀疏伐等模擬自然干擾的方式，逐漸恢復以岷江冷杉為建群種的原始林，以更好發揮森林涵養水源的服務功能，保障水資源和生態安全。這是自然界委托我們科研人員向人類傳達的‘自然語言’。”劉世榮說。（記者 馬愛平）