多尺度的三峽庫區(qū)典型小流域防護林體系優(yōu)化配置.pdf

1、三峽庫區(qū)防護林體系作為長江流域重要的天然生態(tài)屏障，是區(qū)域生態(tài)-經(jīng)濟-社會系統(tǒng)的重要組成部分。防護林體系的空間優(yōu)化配置是影響庫區(qū)防護林體系的綜合效益，特別是生態(tài)防護效益發(fā)揮的關鍵技術。防護林體系的構建要最終滿足人們所期望的多目標、廣用途、高價值的需求，確保小流域生態(tài)功能和經(jīng)濟社會效益的可持續(xù)發(fā)展。
　　 本研究選取三峽庫區(qū)兩個典型的小流域(人工和自然)，在ARCGIS9.3平臺上，利用空間數(shù)據(jù)分析進行土地利用適宜性評價，在坡面尺度

2、上構建定量化的數(shù)學模型，在群落尺度上進行實地外業(yè)調查和實地走訪，在小流域尺度上綜合上述各項技術和理論，運用多目標規(guī)劃的理論，并利用MATLAB、LINGO9.0等工具，定量化調整小流域的植被類型結構，從坡面尺度、群落尺度和小流域尺度等多個尺度構建科學合理的研究體系，確定多尺度的小流域典型配置模型。本文運用先進的理論、方法和技術，深入探討分別以生態(tài)林生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)林復合生態(tài)系統(tǒng)為主的，兩種典型小流域優(yōu)化植被模式，主要的研究成果有：
　

3、　 (1)小流域土地利用適宜性評價。綜合考慮小流域的立地條件，選取海拔、坡度、土壤厚度、腐殖質厚度、可達性等土地利用適宜性評價因子構建科學的評價指標體系，進行科學合理的典型小流域土地利用適宜性評價，蘭陵溪小流域最適宜等級面積為4.8566km2，占流域總面積的23.74%，適宜等級面積為7.314375km2，占流域總面積的35.76%，基本適宜等級面積為5.362025km2，占流域總面積的26.21%，不適宜等級面積為2.9223

4、5km2，占流域總面積的14.29%；杉木小流域最適宜等級面積為0.881392km2，占流域總面積的15.69%，適宜等級面積為2.206127km2，占流域總面積的39.26%，基本適宜等級面積為1.447277km2，占流域總面積的25.76%，不適宜等級面積為1.084004km2，占流域總面積的19.29%。
　　 (2)在坡面尺度上，研究的重點應為減少土壤侵蝕和防治水土流失，本研究對影響小流域土壤侵蝕的關鍵因素進行分

5、析和比較，創(chuàng)新的提出植被土壤侵蝕貢獻度因子，對坡面尺度土壤侵蝕評價指數(shù)進行修正，確定修正版的坡面尺度土壤侵蝕評價指數(shù)的函數(shù)，并確定小流域坡面尺度的優(yōu)化配置模式和各種土地利用類型的寬度：杉木溪小流域為生態(tài)林－經(jīng)濟林－生態(tài)林，灌木－經(jīng)濟林－生態(tài)林；蘭陵溪小流域當坡面為15°時，灌木－生態(tài)林－耕作－生態(tài)林，灌木－耕作－經(jīng)濟林－生態(tài)林，耕作－經(jīng)濟林－生態(tài)林，生態(tài)林－耕作－生態(tài)林；當坡面為25°時，灌木－生態(tài)林－經(jīng)濟林－生態(tài)林。在小流域中，耕作這

6、種配置類型適宜在上坡位和中坡位進行布局，只有這樣才能有效的防治水土流失、控制土壤侵蝕。
　　 (3)群落尺度上，通過實地外業(yè)調查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，確定小流域4種植被類型的8種典型群落優(yōu)化配置模式：灌－草模式、針葉混交林模式、針闊混交林模式、混合模式、經(jīng)濟林復合模式、經(jīng)濟林－生物措施復合模式、經(jīng)濟林－草復合模式、經(jīng)濟林－耕作模式等，并確定灌木主要樹種的為黃荊條、毛黃櫨、檵木，生態(tài)林的主要樹種馬尾松、杉木、青岡櫟、柏木、楓香，以及經(jīng)濟林的

7、主要樹種為柑桔、臍橙、板栗、茶。
　　 (4)結合多目標規(guī)劃的方法論，對小流域的生態(tài)效益、經(jīng)濟社會效益進行貨幣化計算，得到小流域多目標規(guī)劃的目標函數(shù)F(x)和相關的約束條件集。在30種植被配置類型中，確定小流域的理想配置模式。在ARCGIS9.3平臺上，劃分坡面、柵格計算、重新分類，得到小流域防護林空間優(yōu)化配置圖，并對蘭陵溪和杉木溪兩個小流域優(yōu)化前后的結果進行詳細的比較和分析，蘭陵溪小流域優(yōu)化后灌木面積為0.6970 km2，減

8、少了1.0728 km2，生態(tài)林面積為3.8752 km2，減少了2.1119 km2，經(jīng)濟林面積為8.1867 km2，增加了2.93 km2，耕作面積為2.0244 km2，增加了0.2547km2，杉木溪小流域優(yōu)化后灌木面積為0.4014 km2，減少了0.5791 km2，生態(tài)林的面積為1.8742 km2，增加了0.2733 km2，經(jīng)濟林的面積為3.3432 km2，增加了0.8799 km2。蘭陵溪和杉木溪小流域優(yōu)化后減少