1、昆明集中式饮用水源保护区生态恢复与建设规划研究摘要：论文以云龙水库水源保护区生态恢复与建设规划为研究案例，依据生态水文过程，提出集中式水源保护区生态恢复与建设规划应从水源涵养林、生物多样性保护、土地利用与水土保持专项规划内容入手，并在生态恢复与建设规划过程中，吸收与融合生态学、林学、森林生态学等基础学科的相关理论，探索水源区生态恢复与建设的有效途径。 关键词：生态恢复与建设；饮用水源保护区；规划 中图分类号：TU984 文献标识码：A 1.前言 中国是世界上 13 个贫水国之一，人均占有水资源仅为世界人均水平的 1/4，居世界第 110 位。2005 年底完成的全国饮水安全现状调查表明，农村有
2、 3.79 亿人饮水不安全，其中 3.2 亿人的饮用水水量不足、水质达不到国家标准2。主要原因是没有编制详实的水源保护规划或规划落实不到位，废污水排放量大而监督管理薄弱，城市饮用水水源地普遍受到不同程度的污染。 昆明市主城区集中式饮用水源地有松华坝水库、云龙水库、宝象河水库、大河水库、柴河水库、自卫村水库 6 个地表水源地，水源地流域总面积达 1744 平方公里，库容量为 8.62 亿立方米3。根据昆明市环保局的调查，6 个水源区水质、水量及资源管理方面存在着诸多问题。而以此相对应的是水源区生态环境遭到严重破坏，水质受到点源面源多重污染，水源保护区保护规划跟不上、管理不善的严重问题。面对目前的
3、水源区状况，迫切需要我们对水源规划、保护工作进行细致研究，编制详实的水源区生态保护规划，制订相应的技术规范和保护措施，使水源区各项工作的开展有章可循，最终实现对水源的有效保护。论文结合实践案例，对昆明云龙水库水源区的生态恢复与建设进行探讨。 2.相关概念 2.1 集中式饮用水源区的概念 集中式饮用水水源是指处于全市域范围内，向市区内供水的短流域的集中式饮用水水源地2。 2.2 水源区生态恢复的概念 生态恢复是指对退化或受损的生态系统的恢复或重建过程。包括：重建，即去除干扰因素并使生态系统回复到原有的利用方式;改良,即改良立地条件以便使原有的生物生存,一般指原有景观彻底破坏后恢复;改进,即对原有
4、受损系统进行改进,提高某方面的结构与功能;修补,即修复部分受损结构;更新,指生态系统发育及更新;再植,指恢复生态系统的部分结构和功能,或先前的土地利用方式4-5。 2.3 水源保护区的划定 一级保护区的划定（核心保护区）：水域面积划定为一级保护区时，对水域进行水动力（流动、扩散）特性和水质状况的分析、二维水质模型模拟计算，确定水源保护区水域面积，即一级保护区范围内主要污染物浓度满足 GB3838-2002类水质标准的要求，大型水库为取水口半径500 米范围内的区域；陆域一级保护区范围，以确保水源保护区水域水质为目标，大型水库为正常水位线以上 200 米范围内的陆域2。 二级保护区的划定：二级保
5、护区边界至一级保护区的径向距离大于所选定的主要污染物或水质指标从 GB 3838-2002类水质标准浓度水平衰减到 GB 3838-2002类水质标准浓度所需的距离，大型水库以一级保护区外径向距离不小于 2000 米区域为二级保护区水域面积2。划定一级保护区外不小于 3000 米的区域为二级保护区陆域范围。按照湖库流域范围、污染源分布及对饮用水水源水质的影响程度，二级保护区以外的汇水区域设定为准保护区（三级保护区）2。 3.案例研究 3.1 昆明云龙水库概况 云龙水库水源保护区位于昆明市北部的禄劝彝族苗族自治县云龙乡，距县城 58km，坐落于云龙河与掌鸠河交汇口以下 580m 处，详见现状图（
6、图 1） 。水库设计总库容 4.84 亿 m3，正常储水量 3.97 亿 m3，年供水量2.5 亿 m3，水库面积 9km2。保护区的径流面积包括云龙水库、石板河、老木河、水城河及其支流的径流区，总面积 745km2，有林地覆盖率约有30%，水环境质量较好,达-类水质,是较理想的饮用水源。水源保护区范围涉及禄劝县 6 个乡镇的 31 个村民委员会、315 个村民小组共 5 万多人 6。 3.2 水源涵养林规划 依据保护区的土壤与植被状况，生态建设类型区划为环湖路生态隔离带、退农还林生态林、主要入库河流水源涵养林、环湖生态防护林带、入库河流与环湖生态湿地 5 种建设类型，重点建设区域为环湖路生态
7、隔离带、入库河流与环湖生态湿地建设、入库河流水源涵养林，该区域的退农还林工程在短期能较快形成隔离污染源、涵养水源的生态效果，道路交通、建设条件相对较好；其次将退农还林生态林、环湖生态防护林作为一般建设区域，该区域涉及现有农作物的收割周期、土地租用、移民搬迁等相关问题，待条件成熟进行大面积的生态林建设。根据云龙水库一级核心区退农还林的特殊性，生态林造林以混交林为主，局部营造纯林。规划总指标见（表 1） 。 表 1 森林覆盖率指标规划 指标名称 规划水平年 规划期（近、中、远） 2007 20082010 20112015 20162020 森林覆盖率（%） 64.7 67 70 75 水源涵养林
8、比例 （占森林面积%） 70 80 90 3.2.1 一级二级保护区生态隔离带规划 一级保护核心区以环云龙水库公路以内的区域为主范围，总面积69.6 km2。大面积绿化将成为保护区的“肺” 。它不但提供大量氧气，吸纳有害气体，降低尘土，而且可以把水库周边环境的自然气流导进保护区，使保护区与自然达到融合；云龙水库环库公路林带建设。环库公路林带是云龙水库水源保护区的“绿色项链” ，它不但可以为云龙水库水源保护区提供大量防护绿地，也将对防止云龙水库水源保护区周边乡镇无节制的扩展起到重要作用，形成进入云龙水库的绿色生态走廊。具体位置是在环库公路两侧各控制 20-200 米用地进行环库公路林带建设，涉及
9、面积 1017.5hm2；石板河、老木河、水城河河道两侧生态隔离林带建设。规划石板河、老木河、水城河河道两侧水平外延水线以上 30-50m 区域为生态隔离带。同时，重点保护三条主要入库河道两侧 10 米用地以内的自然地形和植被以及河道两侧山体第一层山脊线以内的自然森林植被。 3.2.2 造林典型设计 通过对项目区的详细调查，结合造林地立地条件、树种的生物学特性、有关造林技术规程和当地多年来的造林经验，合理选择造林适生树种、林种。按整地方式、规格、造林密度、造林方法等编制造林模式表，共编制了二种造林类型。 第一种类型是一级核心区环水库道路两边 20-100 米和一级核心区范围径流河道两边 100
10、m 的范围，体现树林的立体保水效果和林木对栽种地的适应性，设计为隔离带水源涵养林，主要有模式 I-1 香樟+栾树 、I-2黄槐+石楠 、I-3 滇朴+火棘 、I-4 藏柏旱冬瓜 、I-5 华山松藏柏。 第二种类型是水库周边 20-50 米及入库河流两侧 200 米范围内，考虑到充分体现树林的立体保水效果和林木对栽种地的适应性，采用乔灌搭配，设计为防护林带水源涵养林，主要有模式 II-1 杜鹃+桤木 、II-2慈竹 、II-3 垂柳+杜鹃 、II-4 柳树 、II-5 头状四照花。 3.3 生物多样性保护规划 生物多样性通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。对水源区保护和水
11、源的可持续利用有着无可替代的重要意义。然而，随着保护区人类活动的加剧，致使保护区的生物多样性不断减少，经济林、人工林的建设使得物种结构趋于单一性。保护区要实现可持续发展，就必须做到对生物多样性资源的合理利用，如果生物多样性保护不力、利用不合理，社会发展基础就会削弱直到消逝，水源区水源的可持续利用就会成为空想。 3.3.1 生物多样性目标的设定 规划期间（2008-2020） ，保护区范围内植物种数达 600 种,其中乡土植物达 540 种，建成物种丰富多样、具有良好生态系统的环境体系。 为更好的保护水源区生物多样性，明确保护的范围和保护重点，对水源区进行生物多样性保护分区，将水源区生物多样性保
12、护划分为核心区、缓冲区和实验区。 3.3.2 有林地生物多样性恢复 保护区天然次生林主要以云南松纯林和以云南松为优势的栎类、旱冬瓜针阔混交林为主，林分林层结构单一；阔叶林较少，仅存在于偏远地段及沟谷，且多为人为破坏后形成的萌生林；人工林多分布在海拔较高的地区，以华山松纯林和华山松与旱冬瓜混交林为主。2007 年，集水区共营造防护林 5811hm2，其中华山松林 4316 hm2，占 73.2%；旱冬瓜林1391 hm2，占 23.9%；其他树种的林分 105 hm2，仅占 3.8%。无论是天然林还是人工林，其树种结构单一、林层结构简单，物种多样性差，水源涵养功能低下。因此根据保护区不同的气候条
13、件、自然地理环境，结合不同的立地条件与土壤特征，对现有的有林地、灌木林地、疏林地、退耕地、荒地、未利用地进行植物群落构建，以提高生物多样为更本目的，通过林地自身的物种演替使林地生物多样性得到恢复。 3.3.3 云龙水库、双化水库湿地植物多样性建设 湿地是陆地与水域之间的过渡地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，湿地的功能是多方面的，它可作为直接利用的水源或补充地下水，又能有效控制洪水和防止土壤沙化，还能滞留沉积物、有毒物、营养物质，从而改善环境污染；它能以有机质的形式储存碳元素，湿地还是众多植物、动物特别是水禽生长的乐园。因此，云龙水库、双化水库湿地植物多样性将会对水源保护起到重要作用。 根据保
14、护区湿地建设的需要，可在云龙水库和双化水库种植荷花、芡实、萍蓬莲、千屈菜、水葱、香蒲、凤眼莲、雨久花、泽泻、慈姑、荇菜、金鱼藻、石菖蒲、菖蒲、芦苇、花菖蒲等水生植物。 3.4 水源保护区土地利用规划 3.4.1 土地利用现状 根据云龙水库径流区土地利用现状统计表，包括云龙水库径流区所涉及的 6 个乡镇共 31 个村委会。其中土地总面积约 97.7 万亩，土地利用现状见（图 3） 。 图 3 保护区土地利用现状图 3.4.2 保护区土地利用结构调整 实现耕地只减不增、林地只增不减的基本原则，减少耕地，并努力提高耕地的质量，因退耕受到损失的农户要得到补偿；尽量控制乡镇建设用地的原则，乡镇建设总体规
15、划要与土地利用总体规划相衔接，用地规模不得突破土地利用总体规划；保护二三级保护区的基本农田；盘活村镇建设的存量土地的，已利用的土地进行再利用，利用不合理的土地可以得到优化配置，做到节流和挖潜并重。 根据上述的目标、原则，对保护区土地调整见（表 2） 。 表 2 保护区土地调整表单位：亩 规划时段 地类 2007 年 近期 中期 远期 耕地 101669.25 86067.05 86067.05 86067.05 林地 641203.5 666540.6 674896.81 679892.7 建设用地 14309.55 13335.55 12335.55 11835.33 牧草地 0 10234
16、.32 17564.68 21645.24 未利用地 132421.65 113452.43 98765.86 90189.41 3.5 水土保持规划 3.5.1 水土保持现状 云龙水库保护区地势为西北高，东南低。区内以侵蚀构造成因的中低山地貌、岩溶构造成因的中山峡谷地貌为主。山体相对高差100600m，坡度一般在 2040之间，山体局部有陡崖。老木河、水城河及其支流河谷多呈“V”字型，其间分布着岩溶漏斗和岩溶洼地，是一个典型的山地地形6。根据水文部门监测数据：保护区内有明显水土流失面积 252km2，约占保护区总面积的 34%，其中，中、强度流失面积达156 km2，占有明显水土流失面积的
17、62%，平均土壤侵蚀模数为1521t/km2a。根据我国行业标准土壤侵蚀分类分级标准（SL19096） （见表 3） ，规划区属轻度流失。以皎平渡乡和马鹿塘乡水土流失情况最为严重。 表 3 土壤侵蚀强度分级标准表 级别 平均侵蚀模数（t/km2a） 平均流失厚度（mm/a） 微度 15000 11.1 3.5.2 保护区水土流失综合治理规划 云龙水库、双化水库岸区治理：按照水源区一级保护区的划定范围，即环云龙水库公路以内的区域，其中东北部分界线从环水库公路与石板河交界处起，以石板河河道北侧上口线向北外延 20 米为准，云龙乡集镇部分界线以以资截污沟为准；石板河、老木河、水城河河道上口线两侧水平
18、外延 20 米区域。考虑双化水库作为云龙水库的后备水源，将云龙水库与双化水库库岸采用同样的方法进行统一治理。 （1）封禁保护工程 在云龙水库和双化水库环湖路以下岸区范围内进行全面的禁耕、禁牧、恢复植被等措施，治理面积约为 935.6 公顷。封禁采用人工管护和自然恢复的方式，使林地郁闭度达到 85%以上。主要采取以下措施进行：混凝土刺丝围栏与生物围栏相结合、人为管护、补植。 （2）林地水土流失治理 主要针对保护区内的疏林地、未成林地、灌木林地和未利用土地，治理总面积为 11227 公顷，其中皎平渡乡 201.36 公顷、团街乡 344.46公顷、马鹿塘 1042.55 公顷、云龙 3658.74
19、 公顷、撒营盘 5907.39 公顷、茂山乡 72.5 公顷。本措施主要应用生态学原理，根据保护区环境特点、气候特征对林地植被进行恢复与重建。通过该措施的实施，将改变保护区现有林地植被单一，生态效应不明显的缺点，使保护区森林的水源涵养功能、防风固土功能得到体现，使林地水土流失得到治理，避免泥石流、滑坡、崩塌灾害的发生。 树种选择：植物群落具有稳定生态功能和较高生产力的关键，在于适宜植物种类的选择，缺乏植物多样性将导致保护区群落稳定性差，不利于发挥森林的涵养水源效应，不利于保持和发展持久的生态环境效力。面蚀山区水土保持林树种选择：圣诞树、圆柏、旱冬瓜、栓皮栎、滇青冈、元江栲、滇石栎、包斗栎、槲栎、锥连栎、滇合欢、华山松、云南松、滇油杉、黄毛青冈、毛叶栎、大叶栎、铁橡栎、光叶高山栎、矮高山栎、坡柳、苦刺、清香木、牛筋条等；泥石流、滑坡、崩塌防护林树种选择：栓皮栎、云南松、圆柏、藏柏、柳杉、麻栎、黑荆树、旱冬瓜、蓝桉、坡柳、火棘、苦刺、清香木等树种。 4结语 论文以云龙水库水源保护区生态恢复与建设规划为研究实例，在源头控制阶段，吸收与融合生态学、林学、恢复生态学等学科中的适地适树、混交林理论、生态位原理，合理选择混交林树种，优化水源区土地
