为控制黄土高原水土流失,我国1999年以来实施了大规模退耕还林草工程,植被覆盖率从1999年的31.6%升到2017年的约65%,黄河泥沙量降到接近无人类干扰时期本底的2亿吨/年以下。未来继续大规模造林种草时,还必须面对和解决一些突出问题:偏重乔木林恢复,忽视灌木和草地恢复;不当造林使林地形成干层,丧失了林木的干旱缓冲能力,并形成大量质量低、功能差的“小老头树”;森林植被大规模恢复和多年禁伐导致的过密林使生态耗水过多,显著减少了许多流域的径流量。
黄土高原水土保持和植被建设必须从不计耗水成本的“减水减沙”转为考虑耗水成本和水资源管理限制的“节水减沙”以及“以水定绿”,必须量化水资源的植被承载力,即合理选择植被类型和森林覆盖率与植被结构,以保障区域供水安全和控制侵蚀生态安全,这是落实黄河流域生态保护与高质量发展国家重大战略的关键,是对森林植被管理的新要求。
中国林业科学研究院的森林生态水文与流域管理研究团队从2000年以来,一直在泾河流域及宁夏六盘山区等地潜心生态水文研究,提出要注重森林植被建设的降水量和水资源限制及水文影响,把水资源管理融入森林植被管理;定量揭示了森林植被结构(植被类型、物种与年龄组成、叶面积指数、郁闭度等)和空间格局的水文影响机理,指出调整植被结构及空间格局是重要的管理途径,从而奠定了林水协调管理的理论基础;提出了兼顾水分限制和供水安全的植被承载力多层指标及调控技术,制定了相关技术标准,从而提供了林水协调管理的技术支撑。
需专门指出的是,在相同立地条件下,一般蒸散耗水量是从乔木林、灌木林到草地依次减少,但绝非永远如此,例如在宁夏六盘山区的研究表明,生物生产量大和根系深的紫花苜蓿人工草地的蒸散量,就与华北落叶松林非常相近。植被蒸散耗水量不是直接取决于植被类型,而是取决于植被结构。未来黄土高原在按水资源的植被承载力恢复与管理森林植被时,不能仅简单地区分乔、灌、草这三种植被类型,还必须考虑其他植被结构指标,按期望恢复或维持的包括产水功能在内的多种主要服务功能的需求来设计或维持合理的森林覆盖率、植被结构和空间格局,追求森林植被质量与功能的精细化管理。
总而言之,未来黄土高原的森林植被恢复与管理不仅要继续坚持“因害设防、适地适树”的原则,还要提升到“以水定产、功能最佳”的林水协调的多功能管理新高度。目前,相关科技成果已产生了较大学术影响并带动了行业进步,有关技术也已在一些省区推广应用。