浙江省林下植被盖度时空变化研究_郑城.pdf
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1、 年第 期水利规划与设计科研与管理:.浙江省林下植被盖度时空变化研究郑 城,程 岚,牛俊文,戚德辉,陈 静(.浙江省水资源水电管理中心(省水土保持监测中心),浙江 杭州;.浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司,浙江 杭州)摘要:为深入研究浙江省林下植被盖度时空变化特征,弥补水土流失动态监测林下植被盖度值的空白,文章以浙江省为研究区,通过样地调查,对林下植被盖度进行调查研究。结果表明:全省有林地和其他林地林下植被盖度较高,果园和其他园地林下植被盖度相对较低;除果园外,有林地、其他林地和其他园地林下植被盖度随时间变化相对稳定;浙江省有林地和果园林下植被盖度值在绝大部分时间段高于水利部下发的附近省份
2、的同类型土地利用同时间段的林下植被盖度值。该研究为全省区域水土流失动态监测及全省水土流失遥感普查工作奠定了坚实的基础。关键词:林下植被盖度;时空变化;浙江省中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:浙江省水利厅重点科技项目()作者简介:郑 城(年),男,高级工程师。:.通讯作者:戚德辉(年),男,工程师。:.水土保持作为生态文明的重要组成部分,对生态安全、防洪安全、饮水安全和粮食安全等有着重要的影响,是国土整治和江河治理的根本,是国民经济和社会发展的基础。水土流失调查和动态监测是开展水土流失预防和治理的基础工作,是实施水土保持目标责任制考核、奖惩与生态环境责任追究的重要手段和支
3、撑,同时也为编制水土保持规划提供科学依据。为规范和加强水土流失动态监测工作,统一技术方法和技术标准,保证监测成果质量,年水利部组织编制印发了区域水土流失动态监测技术规定(试行)。该技术规定明确指出:在水力侵蚀区,区域水土流失计算采用中国土壤流失方程 模型:()式中,每年单位面积上的土壤侵蚀量,();降雨侵蚀力因子,();土壤可蚀性因子,();坡长坡度因子,无量纲;植被覆盖与生物措施因子,无量纲;工程措施因子,无量纲;耕作措施因子,无量纲。由 模型公式可以看出,变量中存在植被覆盖与生物措施因子。按照技术规定要求,果园、其它园地、有林地和其它林地的植被盖度与生物措施 因子的公式中包含了一个参数,即
4、乔木林的林下植被盖度,包括除乔木林冠层以外的所有植被(灌木、草本和枯落物)构成的林下盖度。其取值的大小很大程度上影响到计算出的 因子值的大小,进而影响到每年单位面积上土壤侵蚀量 的计算值。利用 期的降雨权重,结合园地、林地和草地计算植被覆盖与生物措施因子 公式如下:()式中,前面计算的第 个半月降雨侵蚀力占全年侵蚀力比例,取值范围为 ;第 个半月园地、林地和草地的土壤流失比例,无量纲,取值范围为 ,计算公式为:茶园和灌木林地 计算公式:.()果园、其它园地、有林地和其它林地 计算公式:.(.).().科研与管理水利规划与设计 年第 期草地 计算公式:.()式中,基于 计算的植被覆盖度,取值范围
5、为 ;在果园、其它园地、有林地和其它林地 计算公式中需要 值,即乔木林的林下盖度,取值范围为 ,包括除乔木林冠层以外的所有植被(灌木、草本和枯落物)构成的林下盖度。林下植被是森林生态系统的重要组成部分,在维持系统稳定、遏制土壤侵蚀、防止水土流失等方面发挥着重要作用。秦富仓等在小流域中研究表明,林草植被对涵养水源、保持水土具有重要作用。杨青等研究表明,在降雨一定的前提下,植被是影响坡面产沙量的关键因素。潘成忠等通过室内模拟不同盖度草地坡面产沙过程试验得出,减沙效益随着盖度增大而增大;植被盖度是减少水土流失的主要因素,盖度的变化对地表径流和土壤流失具有重要影响。更有研究认为,林下植被盖度的改变对土
6、壤径流与侵蚀的影响强于树冠覆盖变化的影响。然而目前水利部提供的林下植被盖度曲线数据只有个别监测点的林下盖度数据,包含浙江省在内的部分省份缺失数据,其余省份监测点也极少,只有一两个监测点,不具代表性。因此,亟需开展浙江省水土流失动态监测林下植被盖度调查工作,确定适用于浙江省水土流失动态监测的林下植被盖度值。该项工作的开展有助于弥补浙江省水土流失动态监测的林下植被盖度值的空白,对于全省区域水土流失动态监测及全省水土流失遥感普查工作的开展具有重要意义。数据与方法.研究区概况浙江省位于我国东南沿海,长江三角洲南部,陆域面积.万。气候类型属于亚热带季风气候,冬夏季风交替,温度适中,年平均气温.,年平均日
7、照时数 ,无霜期 ;雨量充沛,年平均降水量 ,降水季节分布不均,夏季最多,冬季最少。地形上有“七山一水两分田”之称,西南高,东北低,山地多,平原少,海岸线曲折,岛屿众多,山地丘陵占总面积的.,平原盆地占总面积的.,河流和湖泊占.。土壤以红壤、水稻土、黄壤为主。植被类型主要有亚热带针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、落叶阔叶混交林、竹林、灌草丛、水生植物群落,以及栽培植被等。按全国水土流失类型区的划分,浙江省属于以水力侵蚀为主类型区中的南方红壤丘陵区,水土流失的类型主要是水力侵蚀,部分山丘区存在着滑坡、崩塌、泥石流等重力侵蚀,沿海岛屿和杭州湾两岸存在着极少量的风力侵蚀。水力侵蚀的表现形式主要是坡面面
8、蚀,丘陵地区亦有浅沟侵蚀及小切沟侵蚀。据 年水土流失动态监测成果显示,全省共有水土流失面积.,占全省国土总面积的.。.野外调查与数据获取根据全省降雨侵蚀力数据、土壤可蚀性数据和浙江省水土保持规划中水土流失分区,结合浙江省林地保护利用规划(年)中浙江省林地分区,并考虑地形地貌等因子,将全省划分为 个分区,分别为浙中北平原丘陵盆地区、浙西山地丘陵区、浙南山地区、浙东沿海丘陵海岛区。在此基础上,通过收集资料并与当地林业部门沟通,同时考虑样方选择的代表性、野外调查及采样的方便性,野外调查样地的布设结合全省水土保持监测站点分布,最终选择 个样地分别对应上述 个分区,分别为嵊州市北漳镇、临安区板桥镇、缙云
9、县新碧街道和苍南县矾山镇。样地分区图如图 所示。在上述调查县区内,分别选取有代表性的 种土地利用类型(果园、其他园地、有林地、其他林地)布设调查样方,样方布设采用皮尺量距,拐直角的方法,用手持 对样方中心点进行经纬度定位,记录植被类型,记录样方内林下植被盖度指标。充分考虑微地形、植被类型及郁闭度对林下植被盖度量测造成的偶然影响,每个土地利用类型布设样地 个;每个样地中“”型布设样方 个,样方面积为 (乔木林下包含灌木和草本)或样方面积为 (乔木林下全部为草本植被),开展植被盖度调查工作。样方布设情况如图 所示本研究调查的林下植被盖度指的是植被总盖度,是除乔木林冠层以外的所有植被(灌木、草本和枯
10、落物)构成的林下盖度,包括绿色植被、残茬和地表枯落物等。调查时间为 年 月 日 年 月 日,每半月调查一次(定于每 年第 期水利规划与设计科研与管理图 样地分区图月 日和 日,遇恶劣天气顺延,本研究为便于统计,统一记录为每月 日和 日),共计 次;野外林下植被盖度调查采用地表实测法,主要以采样法和仪器法为主,以目视估测法为辅。林下植被盖度通过样方内乔木林冠层以外的所有植被(灌木、草本和枯落物)的覆盖面积除以样方的面积获得。.数据处理将获取的林下植被盖度数据进行汇总,然后去除表格中的异常值,通过计算 个样地(嵊州、苍南、临安、缙云)中同种土地利用类型(果园、其他园地、有林地、其他林地)各个样方林
11、下植被盖度的算术平均值作为该土地利用类型(果园、其他园地、有林地、其他林地)的林下植被盖度值,以此值来代表全省 个区域 种土地利用类型的林下植被盖度值。在此基础上,按照划分的区域制作果园、其它园地、林地、其它林地这 个土地利用类型的林下盖度曲线,分析不同土地利用类型的林下植被盖度的变化规律,为水土流失预防和治理提供科学依据。图 样方布设情况 结果与分析.浙江省不同土地利用类型下林下植被盖度的时空变化如图()所示,浙东沿海丘陵海岛区(苍南县)同时段的 种土地利用类型的林下植被盖度表现为有林地和其他林地林下植被盖度较高,且随时间变化比较稳定,基本维持在 以上;其他园地次之,林下植被盖度基本维持在
12、以上;果园林下植被盖度较低,且随时间变化幅度较大,变化范围在 之间不等。如图()所示,浙中北平原丘陵盆地区(嵊州市)同时段的 种土地利用类型的林下植被盖度表现为有林地林下植被盖度较高,且随时间变化比较稳定,基本维持在 以上;其他林地和果园林下植被盖度次之,林下植被盖度维持在 以上;其他园地的林下植被盖度较低,且随时间变化幅度较大,变化范围在 之间不等。如图()所示,浙西山地丘陵区(临安区)同时段的 种土地利用类型的林下植被盖度表现为有科研与管理水利规划与设计 年第 期林地和其他林地林下植被盖度较高,且随时间变化比较稳定,基本维持在 以上;其他园地次之,林下植被盖度基本维持在 以上;果园林下植被
13、盖度相对较低,且随时间变化幅度较大,变化范围在 不等。如图()所示,浙中丘陵盆地区(缙云县)同时段的 种土地利用类型的林下植被盖度表现为有林地和其他林地林下植被盖度较高,且随时间变化比较稳定,基本维持在 以上;其他园地次之,林下植被盖度基本维持在 以上;果园林下植被盖度相对较低,且随时间变化幅度较大,变化范围在 不等。.浙江省不同区域林下植被盖度的时空变化如图()()所示,全省各区有林地和其他林地林下植被盖度较高,有林地林下植被盖度大都在 以上,其他林地林下植被盖度大都在 以上;全省 个区域同一时间内有林地和其他林地的林下植被盖度虽有差异,但差异不显著。年 个半月,林下植被盖度有 个增长点,分
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