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典型区域退耕还林工程生态区划

刘祖英 王兵 赵雨森 牛香

刘祖英, 王兵, 赵雨森, 牛香. 典型区域退耕还林工程生态区划[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
引用本文: 刘祖英, 王兵, 赵雨森, 牛香. 典型区域退耕还林工程生态区划[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
Liu Zuying, Wang Bing, Zhao Yusen, Niu Xiang. Ecoregion division of Grain for Green Project in the typical region[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
Citation: Liu Zuying, Wang Bing, Zhao Yusen, Niu Xiang. Ecoregion division of Grain for Green Project in the typical region[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394

典型区域退耕还林工程生态区划

doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
基金项目: 

林业公益性行业科研专项 201204101

科技创新服务能力建设-协同创新中心-林果业生态环境功能提升协同创新中心项目 PXM2017_014207_000043

林业公益性行业科研专项 201404303

详细信息
    作者简介:

    刘祖英,博士生。主要研究方向:森林生态学、水土保持与荒漠化防治。Email: eleanor1991@126.com 地址: 150040黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学林学院

    通讯作者:

    王兵,研究员,博士生导师。主要研究方向:陆地生态系统关键过程长期观测与模拟研究。Email: wangbing@caf.ac.cn 地址: 100091北京市海淀区香山路东小府1号中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所

  • 中图分类号: S717

Ecoregion division of Grain for Green Project in the typical region

  • 摘要: 目的退耕还林工程作为我国乃至全世界最大的生态建设工程,发挥着重要的社会、经济和生态效益。长江流域中上游地区是我国重要的生态区,也是退耕还林工程实施和生态效益监测的重点地区,工程实施面积占到全国退耕面积的33.60%。为了对该区域退耕还林工程的生态效益进行全面、系统、科学地定量化监测和评估,对长江中上游地区退耕还林工程进行生态区划十分必要。方法结合退耕还林工程实施范围、年平均降水量、≥10 ℃积温、地貌数据以及中国行政区划,应用地理信息系统空间分析中叠加分析法,区划得出长江流域中上游地区退耕还林工程生态区。结果分别选取地貌、水热条件和退耕还林工程水土保持功能强度作为3个级别的区划指标,得到1级区域4个,2级区域19个,3级区域31个。结论基于能够表征其特性的多重指标对长江流域中上游地区退耕还林工程范围进行区划,直观地反映了该区域的实际地理分域规律,为其生态效益监测与评估奠定基础,便于对相应生态区的生态效益结合其所属的区划指标进行合理的分析,用分区特征来印证生态效益的评估结果。
  • 图  1  典型区域退耕还林工程生态区划图

    Figure  1.  The map of ecoregions about Grain for Green Project in the typical region

    表  1  典型区域退耕还林工程生态区分级

    Table  1.   Levels of ecoregions about Grain for Green Project in the typical region

    区划级别Zoning level 指标Indicator
    地貌类型
    Geomorphic type
    Ⅰ平原Plain
    Ⅱ台地Tableland
    Ⅲ丘陵Hill
    Ⅳ山地Mountain land
    水热条件
    Hydrothermal condition
    降水量
    Precipitation
    A 308.1~1118.1mm
    B 1118.1~1513.6mm
    C 1513.6~2526.4mm
    ≥10℃积温
    Annual accumulated temperature above 10℃
    a 0~4177.3℃
    b 4177.3~5081.4℃
    c 5081.4~7949.5℃
    退耕还林工程水土保持功能强度
    Strength of soil and water conservation function of Grain for Green Project
    1 1级水土保持功能Level 1 of soil and water conservation function
    2 2级水土保持功能Level 2 of soil and water conservation function
    3 3级水土保持功能Level 3 of soil and water conservation function
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    表  2  典型区域退耕还林工程生态区划分结果

    Table  2.   The results of ecoregions about Grain for Green Project in the typical region

    区号Code 省份Provincial region 地市City
    Ⅰ-A-b-3 四川Sichuan Province 成都Chengdu
    河南Henan Province 南阳Nanyang
    Ⅰ-B-b-3 湖南Hunan Province 益阳、常德、岳阳Yiyang, Changde, Yueyang
    湖北Hubei Province 荆州Jingzhou
    Ⅰ-B-c-3 湖北Hubei Province 天门、鄂州、潜江、仙桃、武汉Tianmen, Ezhou, Qianjiang, Xiantao, Wuhan
    Ⅰ-C-c-3 江西Jiangxi Province 南昌Nanchang
    Ⅱ-A-b-3 湖北Hubei Province 荆门Jingmen
    Ⅱ-B-c-3 湖北Hubei Province 孝感Xiaogan
    Ⅱ-C-c-3 江西Jiangxi Province 鹰潭Yingtan
    Ⅲ-A-b-2 四川Sichuan Province 绵阳Mianyang
    Ⅲ-A-b-3 四川Sichuan Province 德阳Deyang
    湖北Hubei Province 随州Suining
    Ⅲ-A-c-3 四川Sichuan Province 自贡、内江、遂宁、资阳、眉山Zigong, Neijiang, Suining, Ziyang, Meishan
    Ⅲ-B-b-3 湖南Hunan Province 长沙、湘潭、株洲、衡阳、邵阳Changsha, Xiangtan, Zhuzhou, Hengyang, Shaoyang
    Ⅲ-B-c-3 四川Sichuan Province 广安Guang’an
    湖南Hunan Province 郴州Chenzhou
    Ⅲ-C-c-3 江西Jiangxi Province 新余、景德镇Xinyu, Jingdezhen
    Ⅳ-A-a-1 云南Yunnan Province 迪庆、丽江Diqing, Lijiang
    四川Sichuan Province 凉山、雅安、甘孜、阿坝Liangshan, Yaan, Ganzi, Aba
    甘肃Gansu Province 陇南Longnan
    Ⅳ-A-a-2 湖北Hubei Province 神农架、襄阳Shennongjia, Xiangyang
    云南Yunnan Province 曲靖、昭通Qujing, Zhaotong
    贵州Guizhou Province 毕节Bijie
    四川Sichuan Province 广元Guangyuan
    陕西Shaanxi Province 安康Ankang
    Ⅳ-A-a-3 陕西Shaanxi Province 汉中、商洛Hanzhong, Shangluo
    湖北Hubei Province 十堰Shiyan
    Ⅳ-A-b-2 云南Yunnan Province 大理、昆明Dali, Kunming
    贵州Guizhou Province 贵阳、遵义Guiyang, Zunyi
    Ⅳ-A-b-3 云南Yunnan Province 楚雄Chuxiong
    四川Sichuan Province 南充Nanchong
    Ⅳ-A-c-3 四川Sichuan Province 攀枝花、宜宾、乐山Panzhihua, Yibin, Leshan
    Ⅳ-B-a-1 贵州Guizhou Province 六盘水Liupanshui
    Ⅳ-B-a-2 湖北Hubei Province 恩施Enshi
    Ⅳ-B-a-3 贵州Guizhou Province 铜仁Tongren
    Ⅳ-B-b-1 重庆Chongqing City 重庆Chongqing
    贵州Guizhou Province 黔南Qiannan
    Ⅳ-B-b-2 四川Sichuan Province 巴中Bazhong
    湖北Hubei Province 宜昌Yichang
    湖南Hunan Province 张家界、湘西、怀化Zhangjiajie, Xiangxi, Huaihua
    Ⅳ-B-b-3 贵州Guizhou Province 黔东南、安顺Qiandongnan, Anshun
    湖南Hunan Province 娄底Loudi
    Ⅳ-B-c-2 四川Sichuan Province 泸州Luzhou
    湖南Hunan Province 永州Yongzhou
    Ⅳ-B-c-3 四川Sichuan Province 达川Dachuan
    江西Jiangxi Province 九江Jiujiang
    湖北Hubei Province 黄石、黄冈Huangshi, Huanggang
    Ⅳ-C-c-1 江西Jiangxi Province 上饶Shangrao
    Ⅳ-C-c-2 湖北Hubei Province 咸宁Xianning
    Ⅳ-C-c-3 江西Jiangxi Province 萍乡、抚州、吉安、赣州、宜春Pingxiang, Fuzhou, Ji’an, Ganzhou, Yichun
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    [17] 周艳萍, 马玲, 张建军, 武林, 雷妮娅, 郑景明, 邵杰, 吴家兵, 郎璞玫, 金则新, 高克昌, 许景伟, 刘足根, 于海霞, 宋先亮, 于文吉, 吕文华, 孙志蓉, 陆平, 奚如春, 李黎, 焦雯珺, 周睿, 索安宁, 李俊, 张志山, 张春晓, 陈少良, 饶兴权, 纳磊, 李钧敏, 毕华兴, Kwei-NamLaw, 习宝田, 赵秀海, 韦方强, 关德新, 戴伟, 赵文喆, 李传荣, 郑红娟, 于志明, 赵广杰, 蔡锡安, 翟明普, 朱教君, 张小由, 朱清科, 马履一, 余养伦, 陈勇, 盖颖, 葛剑平, 夏良放, 李俊清, 江泽慧, 于波, ClaudeDaneault, 李增鸿, 王天明, 朱艳燕, 曾小平, 谭会娟, 张宇清, 张弥, 马履一, 方家强, 王瑞刚, 王文全, 李笑吟, 赵平, 张春雨, 樊敏, 贾桂霞, 袁小兰, 杨永福, 崔鹏, 韩士杰, 刘丽娟, 王贺新, 邓宗付, 张欣荣, 何明珠, 李庆卫, 吴秀芹, 唐晓军, 李丽萍, 陈雪梅, 郭孟霞, 贺润平, 王卫东, 殷宁, 袁飞, 吴记贵, 毛志宏, 蒋湘宁, 江杰, 王月海, 刘鑫, 王旭琴, 孔俊杰, 王娜, 于贵瑞, 郑敬刚, 熊颖, 林靓靓, 聂立水, 葛剑平, 王瑞辉, 孙晓敏, 王贵霞, 李新荣, 郭超颖, 董治良, .  陕北黄土区退耕还林地生物结皮分布及其影响因子研究 . 北京林业大学学报, 2007, 29(1): 102-107.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-14
  • 修回日期:  2018-01-03
  • 刊出日期:  2018-03-01

典型区域退耕还林工程生态区划

doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
    基金项目:

    林业公益性行业科研专项 201204101

    科技创新服务能力建设-协同创新中心-林果业生态环境功能提升协同创新中心项目 PXM2017_014207_000043

    林业公益性行业科研专项 201404303

    作者简介:

    刘祖英,博士生。主要研究方向:森林生态学、水土保持与荒漠化防治。Email: eleanor1991@126.com 地址: 150040黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学林学院

    通讯作者: 王兵,研究员,博士生导师。主要研究方向:陆地生态系统关键过程长期观测与模拟研究。Email: wangbing@caf.ac.cn 地址: 100091北京市海淀区香山路东小府1号中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所
  • 中图分类号: S717

摘要: 目的退耕还林工程作为我国乃至全世界最大的生态建设工程,发挥着重要的社会、经济和生态效益。长江流域中上游地区是我国重要的生态区,也是退耕还林工程实施和生态效益监测的重点地区,工程实施面积占到全国退耕面积的33.60%。为了对该区域退耕还林工程的生态效益进行全面、系统、科学地定量化监测和评估,对长江中上游地区退耕还林工程进行生态区划十分必要。方法结合退耕还林工程实施范围、年平均降水量、≥10 ℃积温、地貌数据以及中国行政区划,应用地理信息系统空间分析中叠加分析法,区划得出长江流域中上游地区退耕还林工程生态区。结果分别选取地貌、水热条件和退耕还林工程水土保持功能强度作为3个级别的区划指标,得到1级区域4个,2级区域19个,3级区域31个。结论基于能够表征其特性的多重指标对长江流域中上游地区退耕还林工程范围进行区划,直观地反映了该区域的实际地理分域规律,为其生态效益监测与评估奠定基础,便于对相应生态区的生态效益结合其所属的区划指标进行合理的分析,用分区特征来印证生态效益的评估结果。

English Abstract

刘祖英, 王兵, 赵雨森, 牛香. 典型区域退耕还林工程生态区划[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
引用本文: 刘祖英, 王兵, 赵雨森, 牛香. 典型区域退耕还林工程生态区划[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
Liu Zuying, Wang Bing, Zhao Yusen, Niu Xiang. Ecoregion division of Grain for Green Project in the typical region[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
Citation: Liu Zuying, Wang Bing, Zhao Yusen, Niu Xiang. Ecoregion division of Grain for Green Project in the typical region[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(3): 93-100. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170394
  • 在对环境进行评价和管理中,生态区由于能够对生态系统属性相同的区域进行归类而被更多学者用以提高生态功能产生的效益和管理生态系统[2-4]。美国生态学家Bailey[5]最早给出生态区划分方法,以生态系统类型为划分依据,分别编制了从大陆—大洲—国家尺度的生态区域图。在其理论基础上,Wiken[6]对加拿大以从大到小的6级要素做出生态区划,其中生态要素为一级划分要素。区域尺度方面,专家学者对美国密西根州、阿拉斯加州、加拿大安大略省、新西兰南部岛屿等地区进行了生态区划[7-10]。以上研究主要从以气候、土壤、地形为主的自然生态因素作为区划指标,几乎未考虑人类活动对生态系统的影响。近年来,资源、环境、人口等因素对生态分区的综合评价成为了研究热点[11]。国内的相关区划研究中典型的研究成果包括竺可桢[12]的《中国气候区域论》、中国综合自然区划[13]、中国植被区划[14]、中国森林区划[15]、中国生态地理区域系统[16]、全国林业生态建设与治理区划[17]等。这些典型的区划研究中大多以研究区域的水热条件、地形地貌、土壤条件以及植被条件等自然要素结合行政单元为区划指标[18]。同时,根据生态环境的特征、敏感性、主要问题、主导功能以及土地利用类型和研究目的的不同,不同学者在不同区域尺度上开展了大量有针对性的生态区划研究[19-26]。流域生态功能区划方面,国外多集中于淡水和海洋生态系统,对流域内的森林生态系统研究较为缺乏[27-30]。国内主要针对涉及水生态学过程进行流域的水生态功能区划和特征区划[31-33]。叶延琼等[34]从传统生态区划和景观生态区划尺度分别将岷江上游地区划分为3个和4个大生态区。高峻刚等[35]运用等级层次分析法将金沙江下游地区划分为2个生态区、6个生态亚区和29个生态功能区,并进行重点生态功能区划分。长江流域中上游地区水热条件良好,可以满足各种林木的生长,良好的水分条件加快了退耕还林工程的植被恢复程度。作为我国最重要的生态功能区,流域尺度上针对退耕还林工程生态效益监测评估的区划尚缺乏研究。

    本研究运用多级区划指标,选取长江流域中上游地区退耕还林工程实施区域为研究区,将该区域系统、科学地划分成多个生态区,以生态监测中水分、土壤、气象要素以及依据中华人民共和国林业行业标准《退耕还林工程生态效益监测与评估规范》(LY/T 2573—2016)评估出版的《退耕还林工程生态效益国家报告(2014)》[36]中的长江中上游地区生态效益价值量中重点生态功能作为分区指标,突出研究区域内的各个生态区的监测重点与环境问题。为该地区构成合理的退耕还林工程生态效益监测体系提供归类参考,同时为研究区的生态效益评估提供科学的分析依据。

    • 长江流域中上游地区(99°08′~118°29′E,24°13′~34°32′N)指从长江源头至江西省九江市湖口县,主干流长江长度5440km,流域面积168万km2。地质结构复杂多变、沟壑纵横、地表褶皱,地势自西向东逐渐降低,海拔最高点地处源头(5400m),最低可低至50m以下。流经省份(直辖市)包括四川省、重庆市、湖北省、湖南省、江西省、云南省和贵州省,共涉及84个地市级区域。该区大部分属华中亚热带季风区,年降水量由东南向西北递减,多年平均降雨量在250~1800mm之间,江南降雨量普遍大于江北。植被区系属于亚热带常绿阔叶林区域,主要土地覆盖类型为林地、耕地、灌草地。该地区还受暴雨等恶劣天气、山体滑坡、泥石流等自然灾害以及人为大面积过度陡坡地耕种的影响,生态环境较为敏感和脆弱。从1999年国家启动退耕还林工程试点实施开始至今,研究区实现退耕地还林面积924.06万hm2,工程营造林有效地固持土壤、涵养水源、降低土壤侵蚀强度,从而维护和改善了长江流域中上游地区的生态环境[35]

    • 研究区域生态区划参照区域等级层次原则[36-37],结合该工程区的主要生态环境、地域分布特征,拟定以地貌类型为1级区划指标,水热条件为2级区划指标,退耕还林工程涵养水源功能重要性为3级区划指标。

      中国行政区划数据采用国家测绘局网站公开下载素材;退耕还林工程范围示意图由国家林业局退耕还林管理中心提供;地貌类型数据和水热条件均来源于中国科学院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn),选取地貌中国100万地貌类型空间分布数据作为1级区划指标,≥10℃年积温数据与年平均降水量数据描述相应区域的水热条件作为2级区划指标;选择《退耕还林工程生态效益国家报告(2014)》中的退耕还林工程涵养水源功能价值量与保育土壤功能价值量之和作为水土保持功能价值量,计算研究区内各地市的水土保持功能单位面积价值量,将其分3级作为退耕还林工程水土保持功能强度并以此为3级区划指标。具体去化步骤如下:

      (1) 对上述所有数据,利用ESRI公司的ArcGIS软件,依次重新定义地理坐标系为WG S84(World Geodetic System 1984)坐标系。

      (2) 对退耕还林工程范围示意图和行政区图进行叠加分析,获得研究区工程范围图。

      (3) 将地貌数据依据原始数据中包含的26种地貌类型归为4大类别,分别为平原、台地、丘陵和山地,采用ArcGIS将地貌数据以研究区工程范围为边界进行裁剪,再将其转换为矢量数据,真实值保留在属性表中grid_code字段。将省份和地市信息赋予降雨量、积温图层面要素,通过汇总统计数据,比较各地市的不同地貌类型的总面积得出各地市总面积最大的地貌类型,以代表该地市的地貌类型。

      (4) 同理采用上述方法,将年降雨量数据、≥10℃积温数据的面要素附上省份和地市的信息。采用自然间断点分级法将降雨量、积温分别分为3个区间,降雨量为308.1~1118.1mm、1118.1~1513.6mm、1513.6~2526.4mm,≥10℃积温为0~4177.3℃、4177.3~5081.4℃、5081.4~7949.5℃,并分别用数字1、2、3代表其类别生成新的字段加载到步骤(3)得到的图层中,并用降水量与积温的类别搭配合成新的字段,表示水热条件。使用分析工具比较各地市的不同水热条件的总面积得出各地市总面积最大的水热条件,用以代表该地市的水热条件。

      (5) 将《退耕还林工程生态效益国家报告(2014)》一书中,长江中上游地区各地市的水土保持功能单位面积价值量按照数值从大到小排序,按照等间隔法将单位面积价值量分为3级,每1级的单位面积价值量最大值与最小值之差均相等。1级水土保持功能代表该地市水土保持功能一般;2级水土保持功能代表该地市水土保持功能较强;3级水土保持功能代表该地市水土保持功能较强。将步骤(4)中获得的图层添加新字段“水土保持”,分别用1、2、3代表上述的3种强度的退耕还林工程水土保持功能。

      (6) 为便于该生态功能区划的结果用于以行政区为界限的退耕还林工程资源清查和管理工作中,参考《全国林业生态建设与治理模式》中分区单元边界不打破行政边界,将各生态功能区的最小组成要素规定为地市单元,对于被割裂的地市,按各组成面积的权重大小,取权重最高的生态区划结果作为该地市的结果。对步骤(5)获得的图层按照多字段唯一值分类设色,字段选取代表地貌类型的“地貌”字段、代表水热条件的“水热”字段、代表退耕还林工程水土保持科学强度的“水土保持”字段。

      (7) 对各生态功能区进行命名,1级区划指标地貌类型用罗马字母表示;2级区划指标水热条件中包含年降水量与≥10℃积温数据两部分,用大写英文字母结合小写英文字母表示;3级区划指标退耕还林工程水土保持功能强度用阿拉伯数字表示,具体表达方式见表 1

      表 1  典型区域退耕还林工程生态区分级

      Table 1.  Levels of ecoregions about Grain for Green Project in the typical region

      区划级别Zoning level 指标Indicator
      地貌类型
      Geomorphic type
      Ⅰ平原Plain
      Ⅱ台地Tableland
      Ⅲ丘陵Hill
      Ⅳ山地Mountain land
      水热条件
      Hydrothermal condition
      降水量
      Precipitation
      A 308.1~1118.1mm
      B 1118.1~1513.6mm
      C 1513.6~2526.4mm
      ≥10℃积温
      Annual accumulated temperature above 10℃
      a 0~4177.3℃
      b 4177.3~5081.4℃
      c 5081.4~7949.5℃
      退耕还林工程水土保持功能强度
      Strength of soil and water conservation function of Grain for Green Project
      1 1级水土保持功能Level 1 of soil and water conservation function
      2 2级水土保持功能Level 2 of soil and water conservation function
      3 3级水土保持功能Level 3 of soil and water conservation function
    • 按照上述方法,得到以地貌为划分指标的1级区域4个,分别是平原(Ⅰ)、台地(Ⅱ)、丘陵(Ⅲ)和山地(Ⅳ)。在1级区域的基础上,选取年平均降水量和≥10℃积温的组合为指标区划共区划出19个2级区域,年平均降水量分级为308.1~1118.1mm(A)、1118.1~1513.6mm(B)和1513.6~2526.4mm(C),≥10℃积温分级为0~4177.3℃(a)、4177.3~5081.4℃(b)和5081.4~7949.5℃(c),有效组合为A-a、A-b、A-c、B-a、B-b、B-c和C-c。在2级区域的基础上,选取《退耕还林工程生态效益国家报告(2014)》中的各地市水土保持功能强度,分别为1级水土保持功能(标记为1)、2级水土保持功能(标记为2)和3级水土保持功能(标记为3)。按照上述命名原则的研究区生态功能区划分结果如图 1所示。

      图  1  典型区域退耕还林工程生态区划图

      Figure 1.  The map of ecoregions about Grain for Green Project in the typical region

      对应图 1中的区划结果,得出研究区内各地市所处生态功能区分布,如表 2所示。

      表 2  典型区域退耕还林工程生态区划分结果

      Table 2.  The results of ecoregions about Grain for Green Project in the typical region

      区号Code 省份Provincial region 地市City
      Ⅰ-A-b-3 四川Sichuan Province 成都Chengdu
      河南Henan Province 南阳Nanyang
      Ⅰ-B-b-3 湖南Hunan Province 益阳、常德、岳阳Yiyang, Changde, Yueyang
      湖北Hubei Province 荆州Jingzhou
      Ⅰ-B-c-3 湖北Hubei Province 天门、鄂州、潜江、仙桃、武汉Tianmen, Ezhou, Qianjiang, Xiantao, Wuhan
      Ⅰ-C-c-3 江西Jiangxi Province 南昌Nanchang
      Ⅱ-A-b-3 湖北Hubei Province 荆门Jingmen
      Ⅱ-B-c-3 湖北Hubei Province 孝感Xiaogan
      Ⅱ-C-c-3 江西Jiangxi Province 鹰潭Yingtan
      Ⅲ-A-b-2 四川Sichuan Province 绵阳Mianyang
      Ⅲ-A-b-3 四川Sichuan Province 德阳Deyang
      湖北Hubei Province 随州Suining
      Ⅲ-A-c-3 四川Sichuan Province 自贡、内江、遂宁、资阳、眉山Zigong, Neijiang, Suining, Ziyang, Meishan
      Ⅲ-B-b-3 湖南Hunan Province 长沙、湘潭、株洲、衡阳、邵阳Changsha, Xiangtan, Zhuzhou, Hengyang, Shaoyang
      Ⅲ-B-c-3 四川Sichuan Province 广安Guang’an
      湖南Hunan Province 郴州Chenzhou
      Ⅲ-C-c-3 江西Jiangxi Province 新余、景德镇Xinyu, Jingdezhen
      Ⅳ-A-a-1 云南Yunnan Province 迪庆、丽江Diqing, Lijiang
      四川Sichuan Province 凉山、雅安、甘孜、阿坝Liangshan, Yaan, Ganzi, Aba
      甘肃Gansu Province 陇南Longnan
      Ⅳ-A-a-2 湖北Hubei Province 神农架、襄阳Shennongjia, Xiangyang
      云南Yunnan Province 曲靖、昭通Qujing, Zhaotong
      贵州Guizhou Province 毕节Bijie
      四川Sichuan Province 广元Guangyuan
      陕西Shaanxi Province 安康Ankang
      Ⅳ-A-a-3 陕西Shaanxi Province 汉中、商洛Hanzhong, Shangluo
      湖北Hubei Province 十堰Shiyan
      Ⅳ-A-b-2 云南Yunnan Province 大理、昆明Dali, Kunming
      贵州Guizhou Province 贵阳、遵义Guiyang, Zunyi
      Ⅳ-A-b-3 云南Yunnan Province 楚雄Chuxiong
      四川Sichuan Province 南充Nanchong
      Ⅳ-A-c-3 四川Sichuan Province 攀枝花、宜宾、乐山Panzhihua, Yibin, Leshan
      Ⅳ-B-a-1 贵州Guizhou Province 六盘水Liupanshui
      Ⅳ-B-a-2 湖北Hubei Province 恩施Enshi
      Ⅳ-B-a-3 贵州Guizhou Province 铜仁Tongren
      Ⅳ-B-b-1 重庆Chongqing City 重庆Chongqing
      贵州Guizhou Province 黔南Qiannan
      Ⅳ-B-b-2 四川Sichuan Province 巴中Bazhong
      湖北Hubei Province 宜昌Yichang
      湖南Hunan Province 张家界、湘西、怀化Zhangjiajie, Xiangxi, Huaihua
      Ⅳ-B-b-3 贵州Guizhou Province 黔东南、安顺Qiandongnan, Anshun
      湖南Hunan Province 娄底Loudi
      Ⅳ-B-c-2 四川Sichuan Province 泸州Luzhou
      湖南Hunan Province 永州Yongzhou
      Ⅳ-B-c-3 四川Sichuan Province 达川Dachuan
      江西Jiangxi Province 九江Jiujiang
      湖北Hubei Province 黄石、黄冈Huangshi, Huanggang
      Ⅳ-C-c-1 江西Jiangxi Province 上饶Shangrao
      Ⅳ-C-c-2 湖北Hubei Province 咸宁Xianning
      Ⅳ-C-c-3 江西Jiangxi Province 萍乡、抚州、吉安、赣州、宜春Pingxiang, Fuzhou, Ji’an, Ganzhou, Yichun

      长江流域中上游地区平原地貌主要集中在湖南省中部、北部,湖北省江汉平原地区、河南省南部南阳市和四川省成都平原地区,属于北亚热带湿润气候,随着纬度的降低,降水量和≥10℃积温逐渐升高,江西省南昌市的年平均降水量达到1500mm以上。由于降水量丰富,耕地较易受到水力侵蚀的影响,退耕还林工程营造林涵养水源功能较为显著,这些地区年涵养水源量达到5.22亿m3。退耕还林树种选择以马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、柏木(Cupressus spp.)等先锋树种为主,由于水热条件优越,成活率高且长势优良,短时间内便能够发挥较为显著的生态效益,达到生态恢复的目的。

      长江中上游地区台地地貌类型涉及地市较少,主要为湖北省的孝感市、荆门市,湖南省的株洲市和江西省的鹰潭市,这些地市≥10℃积温均在4177℃以上,降雨充沛。台地的坡度虽然与丘陵山地相比涉及范围较少,但除孝感市外的其他3个地市的水力侵蚀较强,退耕还林栽种植被主要选择了杨树(Populus spp.)、湿地松(Pinus elliottii)、杉木等高大乔木,能够有效的固持土壤,减少水土流失的发生。以上4个地市的年涵养水源总量为4.73亿m3,充分体现出退耕还林工程对该区域水土保持的重要价值。

      研究区域的丘陵地貌类型主要集中在四川省和湖南省,其中自贡市、内江市和德阳市均处在强度水力侵蚀范围内,为山洪泥石流的多发区。退耕还林工程主要实施于坡耕地和陡坡耕地,能够减少和削减自然灾害的发生,有效降低水土流失对环境的破坏和人类安全的威胁。丘陵地貌类型的地市退耕还林多采用桉树(Eucalyptus robusta)、柏木等耐腐性强的高大乔木和油茶(Camellia oleifera)、龙眼(Dimocarpus longan)、枇杷(Eriobotrya japonica)等经济效益较高的经济树种,这些树种的涵养水源量超出该地市退耕还林涵养水源总量的60%。丘陵地区降雨量较好的地市主要集中在湖南省南部、江西省新余市和景德镇市,过于充沛的降水也使得这些地市土壤侵蚀较为严重,因此除新余市外的其余7地市退耕还林工程生态功能最显著的为涵养水源,达13.66亿m3/a。

      研究区山地地貌类型中降雨量处308.1~1118.1mm的地市位于西北部,其土壤侵蚀强度为轻度水力侵蚀,除湖北省的十堰市以净化大气环境为最主要生态功能,四川省的攀枝花市以生物多样性保护为最主要生态功能外,其余21个地市退耕还林工程生态功能涵养水源排第1位。山地地貌中降水量较高的地市分布于研究区中部和东部,该区域坡耕地和陡坡耕地水力侵蚀情况最为严重,水土保持依旧是退耕还林工程的第1生态功能。综上所述,在降水丰富的山区,退耕还林工程在水源涵养方面发挥着重要的作用。下一步应当加强在陡坡耕地实施退耕还林工程力度,水热条件较好的环境下,退耕还林选择本地物种成活率高、生长发育迅速,通过植树造林、抚育和林相改造等科学手段,促进林业生态工程可持续发展,维护生态安全长效稳固。

    • (1) 本研究选取退耕还林工程典型区域长江中上游地区作为研究区域,对研究区域按照地貌、水热条件、退耕还林工程重要生态功能划分成4个1级区域,21个2级区域,28个3级区域。

      (2) 本研究为长江中上游地区第1轮退耕还林工程生态效益评估提供科学的依据,能够为新一轮的退耕还林工程生态监测工作提供合理规划建议。同时,作为退耕还林工程生态功能区划分的初探,对全国退耕还林工程区生态区划具有参考价值。

参考文献 (39)

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