基于土地适宜性评价的三峡库区防护林类型空间优化配置

【摘要】： 三峡库区的防护林体系是库区乃至长江上游生态环境建设与可持续发展的重要基础,对于涵养水源、防止水土流失以及对发挥三峡水利枢纽工程的生态屏障功能都具有十分重要的意义。然而,库区目前的森林资源分布不均匀、林种结构不合理、林分结构简单,难以充分发挥其生态防护功能。因此,运用先进的理论、方法和技术对库区防护林类型进行空间优化配置就显得至关重要。 本研究在三峡库区2007年Landsat TM遥感影像解译的基础上,基于不确定性及灰色系统关联度修正的土地适宜性评价模型,选取对植被类型和植物生长影响较大的环境指标,对三峡库区25。的坡耕地和未利用土地的植被恢复适宜性进行评价。并以适宜植被恢复的土地和现有林地为研究对象,以充分发挥库区防护林的综合效益为目标,通过库区森林立地类型的划分和综合效益指标的选取,利用多目标灰色局势决策模型定量确定了不同立地的最适防护林类型。研究结果表明： (1)采用非监督分类与专家分类知识库相结合的方法可以将三峡库区2007年Landsat TM遥感影像解译为耕地(坡度25°)、25°的坡耕地、草地、林地、未利用土地、水域和城镇7种土地利用类型,以及针叶林、阔叶林、针阔混交林和灌木林4种防护林类型。解译总体精度为88%,Kappa系数为0.8513,满足研究精度的要求。 (2)三峡库区土地利用类型特征分析表明,库区以林地和耕地比重最大,分别占土地总面积的48.8%和38.2%。耕地中25。坡耕地有271976 hm2,占其总面积的12.3%,可见库区陡坡耕种现象较为严重。未利用土地面积有17768 hm2,说明库区土地资源开发还有较大潜力。从空间分布上看,库区林地资源分布分散,主要分布在库区东部的中高山地区,总体呈现出东多西少的特点；耕地的分布恰与林地相反,主要分布在库区西部的低山丘陵地区；未利用土地除了在河谷地带有少量分布外,大部分位于深丘和低山区域,其中在巫溪北部的分布面积最大。 (3)三峡库区防护林类型特征分析表明,目前库区各防护林类型比例失衡、空间分布不均匀。其中,针叶林和灌木林占库区森林总面积的73%,而阔叶林和针阔混交林仅分别占19.2%和7.8%。从空间分布上看,针叶林和灌木林在库区大部分地区均有较大面积分布,阔叶林主要集中在人为干扰较少的中高山地区,而针阔混交林则集中分布在鄂西地区,在重庆库区仅有零星分布；且各防护林类型在重庆库区与鄂西库区间的空间分布也存在明显的差异。 (4)选取海拔、坡度、年均降水量、土层厚度、土壤类型等5项指标对三峡库区25°的坡耕地和未利用土地的植被恢复适宜性评价表明,三峡库区植被恢复的主要影响因子为坡度和土层厚度。在三峡库区289744 hm2参评土地中,适宜植被恢复的土地面积达282361 hm2,占参评土地总面积的97.5%。其中,最适宜区面积66884hm2,占23.1%；适宜区面积140727 hm2,占48.6%；基本适宜区面积74750 hm2,占25.8%。适宜植被恢复的土地包括270345 hm2的25°坡耕地和12016 hm2的未利用土地,应通过退耕还林(草)以及荒山(荒滩)造林植草措施因地制宜地进行相应类型的植被恢复。如果这些土地能尽快得到充分利用,则可使三峡库区植被覆盖率提高4.9%。不适宜区面积7383 hm2,它们零星分布于海拔1500m以上、土层厚度不足25cm、坡度≥35°和降水不足的地区,主要为石质裸地,应保持原有生态环境,宜荒则荒。 (5)根据海拔、坡度和土层厚度等防护林配置的主导环境因子,可采用主导环境因子组合法将三峡库区森林立地划分为40种类型。选取水源涵养量、生物量和林分生产力3个效益指标,利用多目标灰色局势决策模型对库区现有的针叶林、阔叶林、针阔混交林和灌木林4种防护林类型进行空间优化配置研究表明,立地条件较好的区域阔叶林为最适配置类型,立地条件中等的区域针阔混交林和针叶林为最适配置类型,灌木林为立地条件较差区域的最适配置类型。 (6)三峡库区防护林类型空间优化配置后各防护林类型的面积比例为针叶林989380 hm2、占31.8%,阔叶林875213 hm2、占28.1%,针阔混交林1127120 hm2、占36.2%,灌木林123419 hm2、占3.9%。其中,针叶林和灌木林相比优化前分别减少了5.8%和24.9%,阔叶林和针阔混交林则分别增加了10.7%和29.1%。通过防护林类型的空间配置优化,三峡库区防护林体系的水源涵养能力将增加469038×104m3,生物量增加4880×104t,林分生产力增加294×104t。

【关键词】：三峡库区 防护林 适宜性评价 空间优化配置 多目标灰色局势决策
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S727.2
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