在不同尺度上,森林植被对水的影响是不同的,越小的尺度影响越明显。产水量是一个很重要的指标。一个有趣的现象是“在小流域和坡地尺度,或者说在生态系统和群落这个水平上,植被的增加,从少到多,或者从没有变到有,都会使产水量降低。但在大尺度,几千平方公里的景观水平上,植被的增加带来的影响就是产水量增加。”这是一个在学术界存在重大争议的问题。余教授对此提出了自己的解释:小流域储水有限,森林对水的影响也是一个有限的短的过程。当流域范围增大之后,流域本身调节能力会加强,并不取决于森林。这时候有森林和没森林主要的区别在于:有森林的情况下可以使得地表水转化为地下水的量提高,所以从总径流角度来说,水并没有减少。
无论哪个尺度上做,植被的增加对水质的影响都是很明显的,越小的尺度越明显。氮、磷和COD污染指标都在下降。这就回答了关于密云水库的一个重要问题:在大气降水和径流减少的情况下,它的水质为什么没有发生变化?主要的原因在于这些年,密云水库整个的植被状况越来越好,北京有专门的水源保护林等项目在做这个工作。
再来谈谈土壤侵蚀的问题。无论哪个尺度,植被的增加都会使得侵蚀状况得到改善,而在小尺度上更明显。找到了一个重要的:生态用水定额。他们发现,在这个区域范围内,植被存在需要的最低用水量为375毫升,占这个区域平均降水量的68%。“数字是枯燥的,但它反映出来一条重要信息,那就是,在北京和河北这个半干旱区域,年降水量在500毫升以上,所以植被建设是有足够空间的。因为一直以来很多人对中国北方地区的植被建设提出一些异议,主要担忧在于水的限制。而我们的研究结果说明了这不是问题所在,简而言之就是有足够的水。”
理论也支撑了大量技术工作,比如找到了适宜在这个地区生长的树。它需要的特质是抗性很强——抗旱、低耗水、抗贫瘠,本身还得无污染。栎类的树种被认为比较适合,最典型的森林类型就是松栎混交型。华北地区是核桃和柿子的生长地,有的地方还是作为特产,但“我们并不建议在一级保护区种植这两个树种,原因在于它们的根系中醌和酚的含量很高,这些物质进入水体以后,对水体的质量影响较大。”他们还从林水平衡角度做了大量理论研究,大幅度降低了造林密度。现行国家规范是220~330株/亩,而余教授提出了一个低得多的数值:60~110株/亩为最佳。在整个华北地区,现有的天然林几乎为零。因为这个区域远古以来就是一个人类居住区,原来的树木几乎都不存在了,现有的主要是灌木,针对灌木,一些人工的、定向的恢复技术正在逐步实施起来,目的还是在于水源保护。









