东北农牧交错带小流域不同林草植被类型水源涵养功能综合评价

以内蒙古赤峰市敖汉旗大五家流域内林草植被为研究对象,从林冠层、枯落物层、土壤层和林分生产力等方面选择评价指标,通过层次分析法确定评价指标的权重,应用主成份分析方法对不同林草植被涵养水源功能进行综合评价。旨在评价不同林草植被类型水源涵养功能的差异,为探寻低功能涵养水源型林草植被更新改造途径提供依据。研究结果表明:华北落叶松白榆混交类型涵养水源功能较高,其次是杨树柠条混交类型,油松沙棘混交类型涵养水源功能最差,在该流域应提倡营造针阔混交林。     

赛罕乌拉国家级自然保护区不同植被类型水源涵养服务特征

通过测定内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区主要植被类型的土壤和凋落物的物理性质及持水量,研究不同植被类型的水源涵养服务。结果表明：① 不同植被类型土壤物理性质各异,天然植被对土壤物理性质的改善作用强于人工植被。0～60 cm土层平均容重白桦林的最小,农田的最大;土壤最大持水量白桦林最高,线叶菊草原最低;土壤非毛管持水量白桦林最高,农田最低。② 阴坡植被凋落物水源涵养能力高于阳坡植被,其中华北落叶松林凋落物水源涵养能力最强。③ 不同植被类型土壤、凋落物水源涵养服务不同。白桦林水源涵养量最高,显著高于线叶菊草原和农田,而与蒙古栎林、华北落叶松林、虎榛子灌丛及山杏灌丛的差异不显著。     

内蒙古锡林河流域草地生态系统水源涵养功能空间格局

在全面调查内蒙古锡林河流域植被分布格局的基础上,采用国际上广泛使用的InVEST模型对锡林河流域草地生态系统水源涵养功能的空间特征进行研究.结果表明:全流域多年平均水源涵养总量为3.98×107 m3·a-1,单位面积水源涵养量为40.68 m3·hm-2;流域水源涵养功能从上游至下游呈递减趋势;在各草地植被类型中,草甸草原的水源涵养功能最强,沙地植被和农田次之,草甸等其他类型最差;流域草地生态系统的水源涵养功能差异明显,其中,典型草原的水源涵养功能是草甸草原的50％.在典型草原内部,克氏针茅草原的水源涵养功能分别是羊草草原和大针茅草原的44.69％和56.06％.因此,在提高典型草原水源涵养功能的同时,应提高克氏针茅草原的水源涵养能力,这也是今后锡林河流域水土防治的重点.     

六盘山四种典型森林生态水文功能的综合评价

为合理评价水源涵养林垂直结构改变对其水文功能的影响,在对宁夏六盘山香水河小流域内4种典型结构林分(华北落叶松+灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林)林冠层、枯落物层、土壤层的结构指标和功能指标测定的基础上,采用层次分析法建立了林分生态水文功能的层次结构模型,并用综合评分法对4种典型林分进行了评价。结果表明:林冠层生态水文功能以华北落叶松人工纯林最优,枯落物层以华北落叶松+灌木复层林最优,土壤层以稀植乔木的天然灌丛林最优。不同林分生态水文功能整体表现为华北落叶松+灌木复层林(0.902)>稀植乔木的天然灌丛林(0.893)>华北落叶松人工纯林(0.782)>天然灌丛(0.708),说明复层林的综合生态水文功能要好于单层林,表明在六盘山营林区对华北落叶松人工纯林进行林下补植灌木和对退化的天然灌丛稀植乔木等措施有助于林分生态水文功能的发挥。     

内蒙古扎兰屯市典型森林枯落物、土壤水源涵养功能研究

对扎兰屯林区3种典型(天然兴安落叶松、天然白桦、人工兴安落叶松)林分不同郁闭度等级林下枯落物及土壤水文特性进行了研究。结果表明:1)森林枯落物储量为24.81~82.32t/hm2,天然林枯落物的储量明显高于人工林。天然白桦林枯落物持水量最大(270.25t/hm2),人工落叶松纯林最小(88.25t/hm2)。枯落物对水分的有效拦蓄量为天然落叶松林(122.36t/hm2)天然白桦林(94.49t/hm2)人工落叶松林(67.99t/hm2)。2)土壤最大持水量为2958.51~3723.39t/hm2,其总孔隙度、最大持水量均表现为天然落叶松林天然白桦林人工落叶松林。土壤有效持水量天然白桦林(1033.23t/hm2)天然落叶松林(946.37t/hm2)人工落叶松林(833.34t/hm2)。3)天然落叶松林和人工落叶松林当郁闭度处于85%以上,天然白桦林郁闭度处于55%以下时,其枯落物量和最大持水量最大;天然落叶松林在郁闭度65.2~67%,天然白桦林郁闭度40.07~54.52%,人工落叶松林郁闭度85.66~100%时,枯落物对水分有效拦蓄量最大。4)天然落叶松林郁闭度73.49~96%,天然白桦林郁闭度为56.07~65.37%,人工落叶松林郁闭度为46.72~67.29%时,其土壤有效持水量最大。     

水源地不同林分水源涵养功能评价

通过野外调查采样和实验室分析,运用基于熵值的水源涵养能力相对优异性量化评价模型对松华坝水源地落叶阔叶林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针叶林和落叶阔叶针叶混交林五种森林植被水源涵养能力进行量化分析.结果表明:不同林分枯落物层水源涵养能力得分为常绿阔叶林(0.3175)＞常绿落叶阔叶混交林(0.2883)＞落叶阔叶林(0.0904)＞落叶阔叶针叶混交林(0.0288)＞针叶林(0.0039);不同林分土壤层水源涵养能力得分排序为常绿落叶阔叶混交林(0.6067)＞落叶阔叶林(0.3634)＞落叶阔叶针叶混交林(0.2102)＞常绿阔叶林(0.0762)＞针叶林(0.0345);不同林分水源涵养功能总得分排序为常绿落叶阔叶混交林(0.8950)＞落叶阔叶林(0.4538)＞常绿阔叶林(0.3937)＞落叶阔叶针叶混交林(0.2390)＞针叶林(0.0384),表明多种植阔叶林树种或阔叶针叶混交林更有利于增强水源地水源涵养功能.     

华北土石山区不同造林密度的油松林结构与功能研究

对北京八达岭林场32年生5种造林密度(2000株/hm2、1500株/hm2、1200株/hm2、1000株/hm2、800株/hm2)阴坡油松林生物多样性、碳密度、水源涵养等功能进行调查与实验,结果表明:随着林分密度的减小,林木生长状况良好,林下植被层各种生物多样性指数较其它林分高,并伴随着出现辽东栎等其它栎类更树种的生长;800株/hm2的阴坡油松林蓄积为108.19m3/hm2,是2000株/hm2油松林蓄积的1.22倍;不同密度油松林生态系统碳密度范围为107.43 t/hm2-174.30 t/hm2,平均碳密度为135.99 t/hm2,且随着密度增大而减小。油松林碳密度主要有三个部分组成:植被层、枯落物层和土壤层,其空间部分为土壤层>植被层>枯落物层,林地土壤的碳密度是相当可观大的,碳密度平均为90.34 t/hm2以上,地上部分碳密度与地下(包括土壤、树根和死地被物)碳密度之比平均为1?3.173;油松林地的稳渗速率、产流量随林分密度的增大而减小,这对增加该地区的径流水量、涵养水源能力具有重大意义。产沙量也随密度的增加而减少,这对选择油松800株/hm2作为最优林分密度是不利因素,但从北京的多年降雨来看,这种影响对我们选取油松在800株/hm2作为首选经营密度还是较小的。     

冀北山区6种人工林的林地水源涵养能力

通过野外调查取样和室内实验分析,对丰宁满族自治县京冀水源保护林项目工程区内6种林分的林地水源涵养能力进行研究。结果表明:杨树纯林的枯落物层最大持水量和有效拦蓄量最大(5. 31t/hm~2、4.25t/hm~2),侧柏×山杏混交林的最小(1. 93t/hm~2、1. 57t/hm~2)。油松×山杏混交林的土壤层最大持水量和有效持水量最大(936. 66 t/hm~2,165. 32 t/hm~2),杨树纯林的最小(782. 84 t/hm~2,63. 25 t/hm~2)。6种林分中油松×山杏混交林的林地持水量最大,杨树纯林的最小。油松×山杏混交林的林地水源涵养能力最强,当地造林时可作为优选配置。     

秦岭太白山植被的生态服务价值测评

生态系统服务功能的定量评价是当前生态学与生态经济学研究的热点课题。根据太白山植被类型及覆盖度的分布,利用生态经济学方法,定量测定各类植被的生态服务价值。结果表明:太白山区植被生态系统服务功能的总价值为12.52×108元/a,单位面积的生态服务价值平均为22041.09元/hm2.a。其中有机质生产价值为1.63×108元/a,涵养水源价值量为2.35×108元/a,植被保持土壤的经济价值为0.63×108元/a,固定CO2价值为2.99×108元/a,释放O2价值为3.18×108元/a,净化空气价值为1.74×108元/a。其中植被的固碳释氧价值最高,占总价值的49.3%,其次是涵养水源的价值,占18.8%。     

山西太岳山31年生华北落叶松人工林碳汇功能的研究

人工林生态系统的固碳作用对缓解全球气候变化发挥着重大的作用.以山西太岳山31年生落叶松人工林为研究对象,通过野外调查和室内分析,对其生物量、各组分碳含量、碳储量及空间分布进行了测定.结果表明:1)华北落叶松单木生物量和胸径、树高之间存在紧密的相关关系.林分平均生物量为166.82t·hm-2.各层次按大小排列为:乔木层(111.95t·hm-2)＞枯落物层(36.67t·hm-2)＞草本层(17.85t·hm-2)＞灌木层(0.35t·hm-2).2)华北落叶松人工林生态系统各组分平均碳含量为(单位:gC·g-1):树干0.4846、树皮0.5030、树枝0.4753、树叶0.4732、根系0.4563、灌木层0.4161、草本层0.2898、土壤层(0～60cm)0.0176,随着土壤深度增加碳含量逐渐降低.3)华北落叶松人工林生态系统总碳储量为178.3t· hm-2,其中土壤层为最大碳库,储量为112.97t·hm-2,占总碳储量的63.36％.植被层总碳储量为59.06t·hm-2,占总碳储量的33.13％.按大小顺序排列为乔木层54.06t·hm-2、草本层4.85t· hm-2、灌木层0.15t· hm-2.枯落物层碳储量为6.26t·hm-2,占总储量的3.51％.4)华北落叶松人工林乔木层年净生产力为9.21t·hm-2·a-1,碳素年平均固定量为4.38t·hm-2·a-1.     

小流域防护林适宜覆盖率与植被盖度的理论分析

从防止水土流失和土壤水分容量两个方面出发,分析了以森林植被为主体的植物系统的覆盖率、植被盖度与形成良好的健康的森林水分生态环境和水土保持功能的关系。分析了小流域森林覆盖率与水蚀的关系,地块尺度上植被盖度与水蚀的关系。提出根据最大土壤侵蚀量、年允许土壤流失量和小流域的水分供应关系来确定区域宜林地林分面积与适宜森林覆盖率。根据水分、树种、林龄和立地条件对森林密度做具体分析。研究表明:在黄土区小流域尺度,合理的森林分布是防治水蚀的关键;适宜植被盖度是保证水土保持功能持续的关键,乔木成林林分郁闭度达到40%,草本植物的盖度达到90%就具有较好的防蚀功能,植被盖度与生物量同时处于适宜状态时,林分的水土保持功能最佳。研究认为水土保持有效植被盖度不应低于有效盖度(群落下土壤流失量等于允许流失量),最大为临界盖度(群落下土壤流失量为自然侵蚀量),群落灌层下死被物应具有一定厚度为1.0～2.0cm。研究表明在山西省吉县,阳坡刺槐造林密度小于2250株/hm2,以1111株/hm2为最佳;成林密度为300～1800株/hm2,以小于1500株/hm2为佳。     

内蒙古大青山生态脆弱带封山育林效果调查研究

通过对大青山白石头沟流域多年来封山育林成效的调查,结果显示:本地区封山育林效果显著,使森林面积增加,有效地改善生态环境,提高了森林涵养水源、保持水土的综合效益。为大青山冲积平原地区经济和社会的进步提供了可靠的生态屏障。     

小水电代燃料生态保护工程的水土保持效益研究

小水电代燃料生态保护工程是以生态效益为主的一项公益性工程,水土保持效益突出。本文将小水电代燃料生态保护工程的水土保持效益分为两类:一是保护森林,涵养水源的效益;二是减少土壤侵蚀的效益。并分别探讨了涵养水源、减少土壤侵蚀、减少土壤养分流失及减少水库泥沙淤积的效益量化计算方法,以山西省陵川县马圪当小水电代燃料试点工程为例进行了水土保持效益的实例计算。     

天山云杉倒木的持水特性

倒木在森林生态系统尤其是山地森林生态系统的水文功能和水土保育功能等方面具有重要的作用。为了解天山云杉（Picea schrenkiana var. tianschanica）倒木的持水特性和其对天山林区水文功能的影响,沿天山山脉由西至东选取跨越9个经度的5个地区（昭苏、新源、呼图壁、天池和奇台）分别进行取样,运用浸泡模拟法测定天山云杉倒木的吸水过程和持水能力。结果表明：① 天山云杉倒木的吸水过程在5个地区随着浸泡时间的推移,其持水量、持水率和持水能力均随着腐解等级的升高而增加。在浸泡吸水过程中天山云杉倒木的持水量(Q)随着浸泡时间(t)的增加而增加,两者的关系可用Q=aln t+b来拟合。② 浸泡过程中天山云杉倒木吸水速率(V)随着浸泡时间(t)的增加而呈下降的趋势,两者的关系可用V=c t^-d来拟合。③ 天山云杉倒木持水能力(Q′)与腐解等级(x)的关系可用方程Q′=ex²+fx+g来拟合。天山林区5个地区的天山云杉倒木的持水特性存在明显的差异,该成果为进一步开展天山林区水文功能性研究奠定了基础。     

太行山石质砂岩区封育植被景观及其功能分析

通过在太行山典型石质砂岩区 -北京九龙山林场的植被调查和传统与典型取样技术 ,综合阐述了九龙山地区景观特点。在把该区封育植被划分为 4大类型 2 2个群丛的景观元素基础上 ,分析了封育植被景观的结构、类型与物种多样性及地形对格局的影响 ;并通过测定土壤贮水量和径流量两个指标 ,分析了九龙山地区现有封育植被景观格局下的水源涵养和保持水土两大功能。通过该项研究进一步深刻认识了景观的结构与功能的反馈作用关系。这为太行山石质山区水土保持林景观规划和管理提供依据     

基于遗传神经网络的鄂尔多斯沙棘水土保持功能评价

为明确砒砂岩区"沙棘生态工程"建设十年以来水土流失综合治理的成效,结合人工神经网络技术和遗传算法,构建了一个拓扑结构为6-16-1的GA-BP等级评价模型。该模型以沙棘水土保持功能评价指标数据作为输入,综合评价等级值作为输出,对鄂尔多斯人工沙棘林的水土保持功能进行综合评价。评价结果表明:经过数十年的生态建设,鄂尔多斯市五个旗(区)砒砂岩区的水土流失情况得到了较好的控制,各地人工沙棘林水土保持功能综合评价等级值依次为东胜区>准格尔旗>伊金霍洛旗>达特拉旗>杭锦旗。该模型符合精度误差要求,结果客观稳定,可为日后砒砂岩区沙棘生态工程的持续开展和管理提供有效建议。     

砒砂岩区沙棘林生态服务功能价值评估

基于实地调研和监测,依据《森林生态系统服务功能评估规范》构建评价指标体系,参照国内权威部门公布的价格参数,运用市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法定量评估了我国砒砂岩区沙棘林生态服务价值。结果表明:2010年砒砂岩区沙棘林涵养水源、保育土壤、固碳制氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护生态服务总价值为91.03×108元,其中保育土壤价值最高,其次为生物多样性保护和涵养水源价值,三者价值量分别为56.66、17.69、6.41×108元,占生态服务功能总价值的88.71%。从研究区域来看,准格尔旗的生态服务功能价值最高,其次是东胜市和府谷县,三者价值量分别为28.41、21.21、14.21×108元,占总服务功能价值的70.12%。研究还发现,生态服务单位面积价值最高的是伊金霍洛旗,最低的是达拉特旗。砒砂岩区沙棘林单位面积生态服务价值为52848.83元.hm-2,高于全国森林单位面积生态服务价值51333.33元.hm-2的水平。     

五台山地区森林生态系统服务功能价值评估

森林对维持我国自然生态系统的平衡和稳定具有重要意义,其服务功能价值越来越受到人们的重视。采用综合评价方法对五台山地区森林生态系统服务功能价值进行估算。结果表明:五台山地区森林生态系统服务功能总价值为101.47×108元,单位面积价值量为6.80元·m-2·a-1,其中供给功能价值为0.44×108元(占0.43%),支持功能价值为31.34×108元(占30.89%),调节功能价值为65.83×108元(占64.88%),文化服务功能价值为3.86×108元(占3.80%);从不同的服务功能类型来看,其价值量为:防风固沙维持营养物质循环涵养水源气候调节保护生物多样性休憩娱乐净化空气提供林产品控制侵蚀;不同森林类型价值量差异较大,灌丛最大,针阔混交林最小,从单位面积价值量来看,松杉类最大,灌丛最小;五台山地区森林生态系统服务功能价值巨大,该结果对区域生态系统管理具有重要意义。