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《华中农业大学》 2007年
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基于GIS和RS的生态恢复效果评价

廖炜  
【摘要】: 水土流失及其导致的环境生态问题是当今世界面临的主要资源与环境问题之一。新中国成立以来,国家在水土保持方面投入了大量人力、物力和财力,虽然取得了一些成果,但问题远未解决。为加快植被恢复和水土流失治理步伐,水利部提出了生态恢复这一全新的水土保持理念和措施。生态恢复是根据生态系统的演进规律,特别是整体、协调、循环再生的原理,利用自然和人为力量,重建已损害或退化的生态系统,恢复生态系统的良性循环和功能的过程。目前,尽管有一些关于生态恢复对土壤性质、水文生态效应、森林植被变化等方面的研究报道,但有关生态恢复工程实施后的区域整体生态环境效应研究甚少。有鉴于此,本文以水土保持学和恢复生态学原理为基础,针对水土保持生态恢复特点。根据《水土保持监测技术规程》(SL277--2002),在定位观测、野外调查等常规手段的基础上,运用了遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等技术手段,研究生态恢复实施前后的生物多样性、植被覆盖、土地利用、土壤侵蚀强度、水源涵养能力等变化。主要结果如下: 一、通过生态系统修复措施,修复区内乔木层物种多样性逐步上升,而灌木层和草本层则表现出先升高而后又逐渐降低。表明生态恢复区的退化生态系统减少干扰后,乔木层物种多样性上升,而在初期,灌木层和草本层有一个升高的阶段。群落总的物种多样性(丰富度),在减少干扰后的初期也有升高趋势,这是乔木层、灌木层和草本层物种多样性增加的综合结果。 二、经过四年的生态恢复,研究区的土地利用结构得到明显优化,林地面积和质量明显提升;由于荒地向林地转化,荒地面积减少;随着退耕还林措施的实施,耕地面积也相应减少。研究区森林覆盖率由2001年的63.4%增加到2005年的68.6%。实验区地表植被覆盖状况得到极大改善,特别是低覆盖度的面积显著减少,中高覆盖度显著增长。覆盖>75%林地增加了1110hm~2,覆盖为60~75%林地增加了880hm~2,覆盖为45~60%林地增加了620hm~2,覆盖为30~45%林地减少了730hm~2,覆盖<30%林地减少了520hm~2,总体覆盖度明显提高。 三、与修复前相比,研究区内中度、强度侵蚀面积分别减少了29.3km~2和8.2km~2。中度以上侵蚀面积合计减少35.5km~2。2001轻度侵蚀面积50.2km~2,占区域面积的24.8%,较2001年轻度侵蚀面积66.5km~2,占区域面积32.9%,增加了16.3km~2。微度侵蚀面积增加了21.2km~2。同时研究区的平均侵蚀模数由2001年的1710.1t/km~2减至2005年的1049.6t/km~2。2005年土壤侵蚀量为212055t,较2001年的345480t,减少133425t,减少了38.6%。主要原因是由于部分强度和中度侵蚀转化为轻度所致,同时,由于本项目区荒山荒坡面积大,在水热条件较好,侵蚀不是十分严重的条件下,能快速恢复植被,使侵蚀强度迅速降低。 四、要处理好生态恢复与人工治理的关系。研究能够在生态恢复上取得成效,在很大程度上是在人工综合治理基础上取得的。通过人工治理,研究区内建立了可以解决农民粮食问题的基本农田,农村的产业结构得到合理调整,农民的经济收入有了初步保障。此外,生态恢复需要人工的合理干预。人工治理离不开自然的作用,自然恢复也离不开人的作用,二者各有侧重,不能对立起来。在依靠自然恢复良好的生态环境的同时,还应因地制宜地补植、抚育、防治病虫害,快速提高修复区的生物量,最大可能的发挥生态恢复能力。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S157;X171.4

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