Study on the Forest Vegetation and Its Water and Soil Conservation Value in Fuxian Lake Drainage Area in Yunnan Province

By using French SPOT5 satellite remote sensing image to contrast on the spot,the forest vegetation in Fuxian Lake basin was categorized into 23 forest types,6 vegetation subtypes,5 vegetation types,and the areas were respectively calculated.The tree species structure and the coverage degree of every kind of forest vegetation were investigated,and the characteristics of forest vegetation were analyzed.The results showed that the soil conservation amount of forest in Fuxian Lake basin was 137.50×106 t/a,and the soil conservation value was 622.30×106 yuan/a.Moreover,the water source conservation value was 506.84×106 yuan/a.

山水林田湖草沙系统治理与水土保持高质量发展

[目的]中国水土流失治理已由“全面治理,重点治理”迈向“系统治理,攻坚克难”的新阶段。分析山水林田湖草沙系统治理的内涵、准则及其与水土保持的关系,旨在丰富新时代水土保持理论体系,引领水土保持高质量发展。[方法]在长期理论探索和实践验证的基础上,梳理山水林田湖草沙系统治理理念的发展过程,阐明其内涵、目标与实践准则。[结果]水土流失长期治理实践总结提升形成的以小流域为单元的综合治理技术路线是山水林田湖草沙生命共同体系统思想最朴素的实践体现。小流域综合治理的系统性主要体现为治理对象的系统协调,总体布局的系统统筹,治理措施的系统考量,治理成效的多效益兼顾,实施和管理的多部门协同和多主体参与的共治共享6个方面。水土保持高质量发展实践需要遵循的基于系统治理理念的具体举措包括:利用系统思维理解水土保持高质量发展的内涵和要求,精准诊断山水林田湖草沙系统短板及其控制性要素,构建山水林田湖草沙多层次全方位立体化防控体系,构筑完备的水土保持管理与技术保障体系。[结论]在新的历史时期,应该完整准确理解并全面贯彻落实山水林田湖草沙系统治理的理念,探索整体提升水土保持学术研究水平和治理效能的新路径、新模式、新机制。同时应结合区域或流域实际,对农田、水利、牧业、林业及生产建设活动进行全面综合系统的规划和治理,推动水土保持高质量发展。

南方红壤丘陵区水土保持林对枯落物和土壤养分的影响

探究不同水土保持林土壤有机碳及土壤养分变化,为水土保持林的营造提供科学依据。以湖南省金洞林场15年生杉木-闽楠混交林、闽楠纯林、杉木纯林为研究对象,测定不同季节土壤有机碳、土壤及凋落物养分含量,分析不同林分组成和季节对土壤有机碳的影响。结果表明,林分组成和季节对土壤有机碳含量存在显著影响,土壤有机碳主要受全N、全P、可溶性有机碳、可溶性有机N的影响。不同林分下,土壤养分和凋落物养分存在显著差异,杉木-闽楠混交林土壤和凋落物养分显著高于杉木纯林、闽楠纯林,其土壤有机碳、全N、全P比杉木纯林高35.07%~52.63%,凋落物矿质元素含量比闽楠纯林高25.35%~45.16%。季节因子对土壤养分的影响高于凋落物养分,季节因子对凋落物矿质元素无显著影响。林分组成对土壤有机碳的影响主要通过改变土壤理化性质,特别是N素含量来影响土壤有机碳;季节因子对土壤有机碳的影响通过改变水热条件及凋落物分解速率,从而影响土壤有机碳的输入、输出。研究结果对南方红壤地区水土保持林的营造具有一定的参考意义。

中条山中段生态公益林典型森林群落天然更新特征及其影响因素

明确森林更新特征及其影响因素,对提高森林涵养水源与水土保持效能有重要意义。中条山林区水土大量流失,植被退化严重。选取中条山中段7种典型森林群落为研究对象,从树种组成、数量特征和空间分布格局方面综合分析林下更新特征,并探究影响林下天然更新的关键因子。结果表明:1)7种群落更新树种组成差异显著(P<0.05),辽东栎为更新优势种,华山松次之。辽东栎林除外,各群落林下更新不良,更新密度最低仅为38株/hm^(2)。林下更新在2 m×2 m尺度上总体呈聚集分布,聚集强度指数最高3.36。2)枯落物与土壤厚度是影响幼苗更新的关键因子,其他因子只在特定林分发挥显著作用。山杨辽东栎混交林中,幼苗密度与枯落物厚度显著正相关(P<0.05),枯落物厚度2.7~3.7 cm时,幼苗密度较大(200~450株/hm^(2));油松辽东栎混交林中,幼苗密度与土壤厚度显著正相关(P<0.05),土壤厚度15~24 cm时,幼苗密度较大(250~675株/hm^(2))。3)同一林分内,幼树对林分密度变化的响应更敏感。后续森林经营中可通过清理枯落物、林窗补植,加快演替进程。研究结果可为该区植被的合理经营管理提供理论支持。

2种水土保持林土壤微团聚体组成及其在不同坡位和不同土层间的分布特征

2022年8月份,在黑龙江省齐齐哈尔市克山县境内的克山农场,选择位置相邻,坡度、坡向、坡长、林龄基本一致的樟子松水土保持林、杨树水土保持林、坡耕地(对照)为研究对象;在选定的坡面上沿着和坡面等高线垂直的方向分别布设3条样线作为3个重复,每2条样线之间间隔3 m,每条样线从坡顶至坡底分别设置10个取样点,每个取样点之间间隔30m;使用环刀法,按照土层深度(h)采集土壤表层(0<h≤15 cm)、下层(15 cm<h≤30 cm)土样,放在通风处自然风干后过2.00、0.15 mm土壤筛,测定土壤微团聚体的粒径分布、比表面积、土壤理化性质;运用体积分布模型计算不同粒径土壤颗粒体积分形维数(D值),比较不同树种水土保持林的土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数的坡面分布特征,分析土壤理化性质与土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数之间的相关性。结果表明:坡面主要土壤养分质量分数,全磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、杨树林地、樟子松林地;有效磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、樟子松林地、杨树林地;有机质质量分数,土壤表层由大到小依次为杨树林地、樟子松林地、耕地,土壤下层由大到小依次为杨树林地、耕地、樟子松林地。分形维数,与有效磷质量分数、全磷质量分数、微团聚体颗粒比表面积显著相关;分形维数在一定程度上可用于表征土壤的养分状况;土壤下层整个坡面,坡耕地的分形维数明显小于樟子松林地、杨树林地的分形维数,说明水土保持林的林下土壤的土质优于耕地;根据坡面土壤微团聚体分布特征及其趋势、坡面养分分布特征综合对比,杨树林地土质优于樟子松林地。

基于SOFM与随机森林的大别山区水土保持空间管控分区

水土保持是国家生态文明建设的重要内容,水土保持空间管控分区是水土流失区域科学治理的前提与关键。然而,目前水土保持管控区域划分研究还未形成成熟的空间划定方法,且以小流域为单元的水土保持空间管控研究较少。为探索水土保持空间管控分区的方法,落实差别化保护治理措施,该研究利用通用土壤流失方程(universal soil loss equation,USLE)计算研究区潜在土壤侵蚀模数与实际土壤侵蚀模数,并通过随机森林确定了土壤侵蚀的主要影响因子,基于小流域单元的土壤侵蚀及其影响因子利用自组织映射神经网络(self-organizing feature map,SOFM)确定了大别山区的水土保持空间管控分区。结果显示:1)大别山区的平均潜在土壤侵蚀为84 415.7 t/(km^(2)·a),平均实际土壤侵蚀为210.25 t/(km^(2)·a)。小流域的实际土壤侵蚀主要分布于0~300 t/(km^(2)·a),小流域尺度上潜在土壤侵蚀与实际土壤侵蚀空间分布格局基本一致,高值区主要分布于研究区中部与东部海拔较高的山区腹地;2)植被覆盖度、坡度分别为小流域尺度上潜在土壤侵蚀与实际土壤侵蚀的主要影响因子,植被覆盖度、坡度与土壤侵蚀呈显著正相关(P<0.01)。高植被覆盖区主要分布于林地占比较高的大别山区腹地,坡度较大的区域沿大别山山脊线自西向东分布。3)SOFM结果显示,小流域尺度上的大别山水土保持空间管控区域划分为重点预防区、一般预防区与其他区域,其中重点预防区涉及小流域710个,面积15 287.4 km^(2)。一般预防区共890个小流域,面积18 874.4 km^(2)。两个预防区面积共占研究区61.2%。各区域间的实际土壤侵蚀、潜在土壤侵蚀与坡度差异明显,可作为大别山水土保持空间管控各区域的主要划分指标。研究结果为水土保持空间管控分区提供了思路,为分区域进行水土保持空间管控提供了理论支持与决策依据。

不同树种水土保持林对黑土区坡面土壤氮的保持作用

【目的】探究黑土区不同树种水土保持林对坡面土壤氮的保持作用,为黑土坡面养分流失防控措施选择提供参考。【方法】在黑龙江省西北部的克山农场内,选择坡度、坡向、坡长和林龄基本一致的杨树水土保持林、樟子松水土保持林和耕地坡面为试验区,在3个试验区内沿顺坡向从坡顶至坡底分别布设1条距离为315、319和323 m的样线,每条样线上以坡顶为起点,距离为30 m等间距设置10个样点。每个样点分别采集0~15 cm和15~30 cm土壤样品,用于土壤物理特征、全氮、铵态氮、硝态氮和颗粒态有机氮的测定,以耕地为对照,分析不同树种水土保持林对黑土坡面土壤氮的保持作用。【结果】(1)水土保持林的土壤物理特征指标优于耕地。(2)杨树水土保持林土壤全氮含量(1.28~2.54 g/kg)高于樟子松水土保持林和耕地的全氮含量,樟子松水土保持林土壤全氮含量(1.04~1.92 g/kg)高于耕地含量(0.62~1.63 g/kg);铵态氮、颗粒态有机氮在3个试验区土壤内分布情况和全氮一致,皆表现为杨树水土保持林含量最高,耕地含量最低。【结论】两种水土保持林0~15 cm土层土壤氮含量高于15~30 cm土层土壤氮含量,两种水土保持林的土壤氮含量高于耕地的氮含量,杨树水土保持林土壤氮含量高于樟子松水土保持林土壤氮含量,且杨树水土保持林对黑土区坡面土壤氮的保持作用优于樟子松水土保持林。从土壤氮保持角度来讲,在杨树和樟子松两种水土保持树种上应优先考虑杨树。

林分改造后的水土保持林地土壤的持水性能

[目的]研究林分改造后的林地水文生态特征,分析水土保持林的持水特性,为南方红壤水土流失区的生态治理、植被恢复以及树种配置提供参考。[方法]选择福建省长汀县红壤侵蚀区松林改造后营造的千年桐生态林作为研究对象,以林外草坡作为对照,比较千年桐生态林和草坡的枯落物持水性能指标之间的差异,同时测定千年桐林分0—60 cm不同土层土壤物理性质,并利用隶属函数对林地持水性能进行综合评价。[结果]千年桐枯落物持水量始终高于对照,浸水前为对照的1.15倍,浸水24 h后为对照的2.10倍;浸水0.25 h时,千年桐和对照的枯落物吸水速率分别为1723.64,700.8 mm/h。千年桐林地的枯落物累积量、枯落物最大持水量、枯落物有效拦蓄量均显著高于对照。林地0—10 cm土层的土壤容重显著低于其他土层,而最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度和总孔隙度均显著高于其他土层;0—20 cm土层的土壤有效蓄水量和有效水储量显著低于20—60 cm土层。林地持水性能的综合评价结果表明土壤毛管孔隙度的综合评价值较高,而土壤自然含水率的综合评价值较低。[结论]千年桐生态林枯落物持水性能较好,土壤通气、透水性较高。从林分综合评价来看,与土壤孔隙度,特别是毛管孔隙度相关的指标对于提高千年桐生态林持水性能具有重要影响。

“两山”理论指导下的水土保持“林-药”模式思考

植物措施是水土流失防治措施体系中最核心的措施。林下药用植物开发与利用,是农林复合经营基础上发展起来的新兴产业。以“两山”理论为指导,立足水土保持植物资源建设、开发与保护,将水土流失治理与水土保持药用植物开发相结合,探索水土保持“林-药”模式,既可创新水土流失防治模式,又可切实践行“两山”理论,实现优质的水土保持生态产品价值转化,引领水土保持高质量发展。

云南省光伏电站对区域林地的生态影响研究

以实地走访和调查访谈的方式调查了解云南省光伏电站对区域林地的生态影响。结果表明,光伏电站建设会造成电站范围内乔木和灌木的砍伐以及草本植物的割除,但植物物种个体数量和生物量无显著减少,一些电站因光伏板遮阳保湿,物种略有增加。电站建设对基因多样性的影响不大,但对生态系统有一定的影响。光伏项目的实施使林地用途改变,破坏了一定数量的地表植被,一定程度上破坏了区域内景观潜在的美学价值,但范围较小,对自然景观风貌的影响不大。项目区域内水土流失可控,通过保护措施可恢复植被,施工和运行过程有切实可行的污染及影响防治措施,污染物产生量小,排放达标。项目对区域大气、地表水、声环境及生态环境的影响小,不会导致项目所在区域环境功能的明显改变。基于调查结果,提出加强林地、生物多样性保护的技术措施,并对云南省光伏电站的建设规模作出预警,实现光伏发电产业与生态环境协同发展。

基于水土保持率目标导向的温州市林地水土流失防治优化策略研究

水土保持率为新时期生态保护与高质量发展的一项约束性指标,林地是温州市主要用地类型,其水土流失优化治理是提升未来一段时间内温州市水土保持率的关键。参照水利部的水土保持率目标确定方法,基于GIS/RS研究温州市林地水土流失空间分布状况。结果表明:温州市现状林地水土流失中,可完全治理水土流失面积为197.03 km^(2);不可完全治理水土流失面积为919.87 km^(2)。根据坡度、植被覆盖度等因素量化林地水土流失防治目标,结合林地建设优化温州市林地水土流失防治策略。

水土保持林草措施的作用探讨

水土流失不仅剥夺了土地的肥力,还引发了土地贫瘠化、农作物减产和质量下降等问题,导致环境破坏和生态系统恶化。基于此,阐述水土保持的重要意义,分析林草措施对水土保持工作的重要作用,并深入研究具体的实施方法,以期为进一步推广和应用水土保持林草措施提供科学依据。

山水林田湖草沙生命共同体下小流域综合治理实践

山水林田湖草沙是一个生命共同体,推动国土空间生态保护与修复对于保护改善生态环境,维护国家生态安全,保障经济社会可持续发展具有重要意义。而小流域综合治理工作是一项长期复杂的系统性工程,往往需要结合山水林田湖草沙生命共同体进行综合治理。天湖水通过修山育林、河道治理工程综合治理,具体为河道清淤疏浚、稳固堤岸、生态保护措施等措施,对天湖水流域山水林田湖草等生态系统要素进行综合治理。对提升区域水资源的保障能力,防治水土流失,改善人居环境,维护生态系统,全力打造“水网相通、山水相融、城水相依、人水相亲”的幸福河湖,成为潭江下游生态屏障,促进流域内生态文明建设和经济的可持续发展具有重大意义。

突泉县国家级公益林生态效益分析

文章以突泉县国家级公益林为研究对象,将研究区域按不同林地类型划分为针叶林、阔叶林和灌木林,计算2020年突泉县国家级公益林地固土保肥、涵养水源、固碳释氧、防风固沙四种生态服务功能的物质量和价值量,并与2009年进行对比,进而分析公益林生态效益变化情况。结果表明:2020年国家级公益林生态效益价值达96.01亿元,较2009年增长19.76亿元;从不同林分类型生态效益价值看,灌木林(53.45亿元)>阔叶林(41.85亿元)>针叶林(0.72亿元);从生态服务功能类型看,固土保肥价值(88.56亿元)>涵养水源价值(3.30亿元)>固碳释氧价值(3.02亿元)>防风固沙价值(1.13亿元)。突泉县国家级公益林充分发挥多种防护功能,进一步改善了区域人居环境。

Optimum stand density of Chinese pine forests in Taihang limestone mountains, Shanxi Province

Data analysis was made for 54 stands of Chinese pine forests for soil and water conservation and timber. The regression equations were drawn up on forest density and different rafter timber and bush coverage.Based on those equations, the number of rafter timber trees, storage, number of non-raffer timber trees, stand volume and the output value were calculated for six different forest densities ranged from 1250 to 6600 trees/hm2.According to the economic and ecological criteria, the optimum density for Chinese pine forests was determined as 1 650 trees/hm2.

Study on the Value of Forest to Conserve Soil and Water in Beijing

Forest has a strongfunction in storing water, conserving soil and protecting farmland. In the study, based on fleld management and survey, these effects of forest in Beijing were determined and quantified. According to the principles and methodology of environment economics, the values of forest to conserve soil and water were accounted. The result shows that the total value of forest to conserve soil and water in Beijing is as much as 1129.58×10~8 yuan, in which the value of water storage is 1107.92×10...

区域森林水源涵养功能评价模型的开发与应用

区域尺度上毁林、虫害、火灾以及造林等多种类型森林变化伴随森林植被恢复生长,使森林及其水源涵养功能恢复具有时空累积性。而传统森林水源涵养功能评价方法难以直接刻画森林时空累积变化及其对水源涵养功能的影响,且存在模型计算量大、效率低等问题。针对上述难题,集成自主开发的森林恢复评价模型(ERA模型)与经典的综合蓄水法能力,结合GIS二次开发平台,设计与实现区域森林水源涵养功能评价模型(RFWCFAM)用于不同森林恢复情境下森林景观和森林水源涵养功能的时空动态评价和预测。该模型通过输入降水、植被类型、土壤、森林恢复措施等数据,生成森林变化、水源涵养量变化、恢复措施布局等空间分布图以及相应的统计数据,可以快速、准确定量评估区域尺度森林变化及其恢复过程中水源涵养功能的时空累积变化,辨识影响森林恢复的关键因子。区域森林水源涵养功能评价模型应用于杂谷脑流域,结果表明:1)2010年流域森林总水源涵养量为679.37 t/hm^(2);2)2010—2030年间在自然恢复和人工恢复情景下流域森林土壤层、枯枝落叶层、林冠层及总水源涵养量均呈增加趋势;3)人工恢复效果较自然恢复更明显,预计到2030年人工恢复措施下森林水源涵养总量较自然恢复措施下约高5.19%。本模型的开发及成功应用能够为林业部门和水资源管理部门快速准确评估森林恢复工程对水源涵养功能的提升效果提供高效的评价工具,同时为我国森林资源适应性管理提供科学依据,为水土保持工程的评价和管理提供科学支撑。

宁夏罗山自然保护区3种典型林分凋落物和土壤层水源涵养能力综合评估

森林凋落物层和土壤层是森林生态水文效应中的主要贡献层,对森林生态系统水土保持功能和水源涵养能力有重要影响。对比宁夏罗山自然保护区3种典型林分类型凋落物和土壤层水文效应的变化规律和水源涵养能力大小,为该地区的森林生态水文、水土保持和森林管理提供科学依据。以该自然保护区青海云杉纯林、油松纯林和青海云杉油松混交林为研究对象,运用称量、室内浸泡、环刀法和回归分析法对凋落物和土壤层的水文效应进行测定和拟合,并使用熵权法对二者的水源涵养能力进行评估。结果表明:(1)青海云杉油松混交林凋落物的总厚度和总储量显著高于青海云杉纯林和油松纯林(P<0.05),3种林分类型的半分解层的厚度和储量高于未分解层。(2)凋落物层最大持水量范围为63.29—95.08t/hm^(2),最大持水率范围为335.97%—353.85%,有效拦蓄量范围为34.09—63.92t/hm^(2),三者均为青海云杉油松混交林>云杉纯林>油松纯林。(3)3种林分类型的凋落物持水量(Q)与浸泡时间(t)呈对数函数关系,吸水速率(V)与浸泡时间(t)呈幂函数关系。(4)从3种林分类型的土壤物理性质和持水特性得出,3种林分类型的土壤层水文效应的等级排序为云杉油松混交林>油松纯林>青海云杉纯林。(5)凋落物层和土壤层的水源涵养能力大小为青海云杉油松混交林(0.43)>油松林(0.3)>青海云杉林(0.27)。综合来看,青海云杉油松混交林的凋落物层和土壤层的水源涵养能力最优,其次是纯林,说明混交林在水土保持和水源涵养方面比纯林更具优势。

西南地区森林生态系统水源涵养评价

本研究整理了2009—2018年西南地区森林冠层、枯落物站点研究结果,并结合3种模型(冠层截留、枯落物截留和土壤蓄水模型),从林冠截留、枯落物截留以及土壤蓄水量3方面综合评估西南森林生态系统水源涵养,最后分析水源涵养时空变异性。结果表明:(1)西南地区森林生态系统(2009—2018年)年均水源涵养为(1101.54×10^(8)±313.15)m^(3),其中,林冠截留占24.57%、枯落物截留占1.61%、土壤蓄水量占73.82%。(2)西南地区混交林面积最大,水源涵养贡献率高达44.04%;单位面积上落叶阔叶林水源涵养最大[(4228.57±2325.71)t/hm^(2)]。(3)随着海拔升高,水源涵养先增大后减小,在海拔1000~1500 m达到最大。本研究结果可以服务于未来的西南森林生态系统服务功能的价值评估。

浙江省江山市公益林地涵养水源功能和价值评估

以浙江省江山市公益林地为研究对象,依据公益林固定样地和小班等实测数据,对不同林分枯落物层和土壤层涵养水源能力和价值进行定量测算和分析。结果表明:江山市公益林不同林分类型枯落物的效拦蓄量表现为针阔混交林>阔叶林>杉木林>松木林>毛竹林;在相同深度土层中,土壤的物理性质和持水量差异不太明显;土壤层贡献了超99%的林地涵养水源量;涵养水源能力强弱表现为针阔混交林>阔叶林>毛竹林>杉木林>针叶混交林>松木林>灌木林。全市公益林年涵养水源总量为18778.69万t,年涵养水源价值量为19.79亿元,单位面积涵养水源量约2813 t·hm^(-2),单位面积价值量约2.97万元·hm^(-2)。江山市公益林涵养水源能力较强的区域为东部,北部的涵养水源能力相对较弱。