水土保持林PPT课件.ppt

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1、邢世岩邢世岩 教授教授 博士生导师博士生导师 E-E-MailMail：（山东农业大学林学院（山东农业大学林学院 泰安泰安271018271018）防护林防护林我国北部山区新营造的水土保持林我国北部山区新营造的水土保持林对森林水土保持效应的基本认识对森林水土保持效应的基本认识水土保持林的内涵水土保持林的内涵水土保持林是指具有水土保持功能的森林水土保持林是指具有水土保持功能的森林,它不同于它不同于一般意义上的森林一般意义上的森林,其布局、配置、树种结构、经营其布局、配置、树种结构、经营及其功能都具有其特殊性。它一般由乔木、灌木、林及其功能都具有其特殊性。它一般由乔木、灌木、林下草本植物共同组成下

2、草本植物共同组成,多层次、多树种混交多层次、多树种混交,具有多年具有多年积累的厚实腐殖层积累的厚实腐殖层,土壤通透性良好土壤通透性良好,能够固定土壤能够固定土壤,调节径流调节径流,控制或减少水土流失控制或减少水土流失,有涵养水源的功能。有涵养水源的功能。最能体现这一林种功能的应该是原始森林。对湖南、最能体现这一林种功能的应该是原始森林。对湖南、江西两省水土流失概况的调查结果表明江西两省水土流失概况的调查结果表明,尽管森林覆尽管森林覆被率高达被率高达51 4%和和53%,但水土流失仍十分显著。原但水土流失仍十分显著。原因是现在这些看似森林的因是现在这些看似森林的“假森林假森林”质量及水土保持质量

3、及水土保持功能比原始森林相差甚远功能比原始森林相差甚远,水土保持效应低下。水土保持效应低下。水土保持林水文效应水土保持林水文效应水土保持林的水文效应一般包括林冠层截水土保持林的水文效应一般包括林冠层截留降雨、林地枯枝落叶层吸持水和林地土留降雨、林地枯枝落叶层吸持水和林地土壤水分入渗及贮水等主要过程。通过林冠壤水分入渗及贮水等主要过程。通过林冠层、枯落物层及林地土壤三个活动层对降层、枯落物层及林地土壤三个活动层对降雨的截留、吸持入渗作用雨的截留、吸持入渗作用,减轻了雨水对减轻了雨水对地面的打击力地面的打击力,减弱了地表径流速度减弱了地表径流速度,增加增加了土壤拦蓄量了土壤拦蓄量;同时同时,通过植

4、物根系改良土通过植物根系改良土壤结构、理化性质壤结构、理化性质,提高土壤的抗蚀力提高土壤的抗蚀力,从从而综合发挥水土保持水文生态效益。而综合发挥水土保持水文生态效益。对土壤水文效应的基本认识对土壤水文效应的基本认识过去过去,有一种观点有一种观点,说说“一棵树就是一个小水库一棵树就是一个小水库”、“森林是绿色水库森林是绿色水库”,其实这种说法是不其实这种说法是不准确的。研究结果表明准确的。研究结果表明,虽然枯枝落叶有一定虽然枯枝落叶有一定的持水能力的持水能力,持水量可达到自身干重的持水量可达到自身干重的24倍倍,但只占整个降水量的但只占整个降水量的3%7%,所以枯枝落叶所以枯枝落叶的蓄水能力有限

5、的蓄水能力有限,主要蓄水载体是森林土壤。主要蓄水载体是森林土壤。林地枯落物的存在和分解转化林地枯落物的存在和分解转化,增加了林地土增加了林地土壤的降雨入渗壤的降雨入渗,是林地土壤水文效应的基础。是林地土壤水文效应的基础。所以说所以说,真正巨大的天然水库是土壤真正巨大的天然水库是土壤,而在森林而在森林保护下的保护下的“土壤水库土壤水库”,可以成为永续利用的可以成为永续利用的水库水库,最大极限地发挥其吐纳雨水的功能。最大极限地发挥其吐纳雨水的功能。“土壤水库土壤水库”的库容量是指土壤整个的库容量是指土壤整个剖面的孔隙之和。所以说剖面的孔隙之和。所以说,土壤是一座土壤是一座自然排泄很快的自然排泄很快

6、的“水库水库”,只要解决好只要解决好雨水进入雨水进入“土壤水库土壤水库”的入口问题的入口问题,那那么土壤就能把雨水转成地下水么土壤就能把雨水转成地下水,地下水地下水流入河川要比雨水在地表直接产生径流入河川要比雨水在地表直接产生径流进入河川慢得多流进入河川慢得多,这样就可以减少洪这样就可以减少洪水的形成。水的形成。结论结论(1)无林不能蓄水保土无林不能蓄水保土,但有林也不一但有林也不一定能蓄水保土定能蓄水保土,那种认为造林就能保持水那种认为造林就能保持水土的认识是片面的。水土保持林具有特定土的认识是片面的。水土保持林具有特定的内涵的内涵,营造水土保持林不等于一般意义营造水土保持林不等于一般意义上

7、的造林。水土保持林既具有一般含义上上的造林。水土保持林既具有一般含义上森林的部分共有特征森林的部分共有特征,但又不等同于生产但又不等同于生产上一般营造的人工林。目前上一般营造的人工林。目前,那种表面上那种表面上貌似森林、实际上并不具备原始森林环境貌似森林、实际上并不具备原始森林环境和功能的和功能的“假森林假森林”,与原始森林的水土与原始森林的水土保持功能相差甚远。保持功能相差甚远。(2)必须认识到水土保持林具有必须认识到水土保持林具有“迟迟效性效性”特征特征,其综合效益的发挥需要其综合效益的发挥需要足够的时间和适当的自然环境条件。足够的时间和适当的自然环境条件。指望目前的造林成果在短期内发挥作

8、指望目前的造林成果在短期内发挥作用是不现实的。专家研究表明用是不现实的。专家研究表明,原始原始森林的形成需经过森林的形成需经过100200年的时间年的时间,因此因此,加大天然林保护的力度刻不容加大天然林保护的力度刻不容缓。缓。(3)在目前人工林还不能充分发在目前人工林还不能充分发挥水土保持功能的情况下挥水土保持功能的情况下,生态环境生态环境的恢复和建设的科学方法和措施是以的恢复和建设的科学方法和措施是以小流域为单元小流域为单元,开展水土保持综合治开展水土保持综合治理理,即山、水、田、林、路、草综合即山、水、田、林、路、草综合治理。通过水土保持综合措施的运用治理。通过水土保持综合措施的运用,调整

9、土地利用结构调整土地利用结构,改变微地形地貌改变微地形地貌,改良土壤改良土壤,达到快速提高水土保持能达到快速提高水土保持能力。力。水土保持林体系研究的回顾水土保持林体系研究的回顾水土保持林是以调节地表径流、涵养水土保持林是以调节地表径流、涵养水源、防止土壤侵蚀水源、防止土壤侵蚀,改善生态条件和农改善生态条件和农业生产条件为目的的防护林业生产条件为目的的防护林,是防护林体是防护林体系中最重要也是最基本的组成部分。近年系中最重要也是最基本的组成部分。近年来来,随着人们对生存环境的日益关注及科随着人们对生存环境的日益关注及科学技术的发展学技术的发展,水土保持林研究的水平有水土保持林研究的水平有了显著

10、提高了显著提高,水土保持林已发展成为特色水土保持林已发展成为特色鲜明、具有鲜明、具有19个林种组成的水土保持林体个林种组成的水土保持林体系。在全球生态环境恢复和重建中系。在全球生态环境恢复和重建中,水土水土保持林是极其重要的关键措施。保持林是极其重要的关键措施。1水土保持林体系研究的历史和现状水土保持林体系研究的历史和现状1.1国外国外作为防护林体系中重要组成部分的水土保作为防护林体系中重要组成部分的水土保持林体系持林体系,经历了一个曲折的发展过程。经历了一个曲折的发展过程。从从17世纪以前的控制水土流失思想产生世纪以前的控制水土流失思想产生,到到20世纪世纪50年代联合国粮农组织欧洲工作年代

11、联合国粮农组织欧洲工作组成立山区流域管理工作组组成立山区流域管理工作组,70年代我国年代我国“三北三北”防护林等国家大规模防护林的建防护林等国家大规模防护林的建设设,随着全球环境问题的备受关注随着全球环境问题的备受关注,水土保水土保持林已逐渐被国际社会认可。持林已逐渐被国际社会认可。欧洲各国在水土保持林研究方面起步较早欧洲各国在水土保持林研究方面起步较早,从从18世纪初就开始研究森林工程措施体系对防止世纪初就开始研究森林工程措施体系对防止山洪、泥石流及滑坡的作用山洪、泥石流及滑坡的作用,进行荒溪分类调进行荒溪分类调查及山洪、泥石流危险区图的研究工作。查及山洪、泥石流危险区图的研究工作。1884

12、年年,奥地利制定了世界第一部荒溪治理法奥地利制定了世界第一部荒溪治理法,总结提出并建立了以恢复山地森林为中心总结提出并建立了以恢复山地森林为中心,防防止水土流失的森林止水土流失的森林-工程措施理论和技术体系工程措施理论和技术体系,极大地推动了世界范围的水土保持林体系发展。极大地推动了世界范围的水土保持林体系发展。当时当时,中欧各国林学界已普遍认识到中欧各国林学界已普遍认识到,山地流域山地流域的径流量及分配的径流量及分配,与水土保持林之间的关系与水土保持林之间的关系,开开始以水土保持林的水文作用始以水土保持林的水文作用,作为治理山洪及作为治理山洪及泥石流的理论依据。泥石流的理论依据。作为治理山洪

13、及泥石流的理论依据。作为治理山洪及泥石流的理论依据。19世纪世纪,许多国许多国家和地区家和地区,如奥地利、德国、法国、瑞士、意大利、如奥地利、德国、法国、瑞士、意大利、匈牙利等匈牙利等,先后制定严厉的森林保护法先后制定严厉的森林保护法,以防止水土保以防止水土保持林等森林的进一步破坏。瑞士持林等森林的进一步破坏。瑞士1934年在年在小流域设站小流域设站,观测人工水土保持林对流域产沙量的观测人工水土保持林对流域产沙量的影响。影响。1950年年,联合国粮农组织欧洲工作组为了加强联合国粮农组织欧洲工作组为了加强国际合作国际合作,专门成立了山区流域管理工作组专门成立了山区流域管理工作组,定期召开定期召开

14、国际学术讨论会国际学术讨论会,交流经验及科研成果交流经验及科研成果,主要任务是组主要任务是组织欧洲各国在防治山洪、泥石流、滑坡灾害等水土流织欧洲各国在防治山洪、泥石流、滑坡灾害等水土流失治理方面进行合作。在欧洲各国水土保持林的研究失治理方面进行合作。在欧洲各国水土保持林的研究中中,阿尔卑斯山区各国阿尔卑斯山区各国,山地比例大山地比例大,森林覆盖率高森林覆盖率高,土土壤面蚀较轻微壤面蚀较轻微,而山洪、泥石流、滑坡侵蚀严重而山洪、泥石流、滑坡侵蚀严重,研究研究的水平较高。根据几百年来防治山洪及泥石流的经验的水平较高。根据几百年来防治山洪及泥石流的经验,目前他们已建立了一套完整的水土保持林为主的森林

15、目前他们已建立了一套完整的水土保持林为主的森林工程措施综合治理体系工程措施综合治理体系俄国自俄国自18世纪中叶世纪中叶,就开始了水土流失就开始了水土流失及水土保持林的研究工作及水土保持林的研究工作3。19世纪世纪,欧洲部分地区由于森林草原的破坏欧洲部分地区由于森林草原的破坏,发发生了严重的黑风暴生了严重的黑风暴,造成大面积的土地造成大面积的土地干旱、农作物歉收。当时干旱、农作物歉收。当时,俄罗斯学者俄罗斯学者杜库查也夫、柯斯特切夫、威廉士等杜库查也夫、柯斯特切夫、威廉士等,根据景观生态学学说根据景观生态学学说,进行了定位的改进行了定位的改善生态环境和草原造林试验善生态环境和草原造林试验,营造了

16、以营造了以农田防护林和水土保持林为主要内容农田防护林和水土保持林为主要内容的防灾和提高区域生产力的防护林体的防灾和提高区域生产力的防护林体系。系。19世纪末世纪末,道古恰也夫、柯斯特切也夫等学者道古恰也夫、柯斯特切也夫等学者,在水在水土流失研究的基础上土流失研究的基础上,提出了许多防止水土流失和提出了许多防止水土流失和干旱的包括水土保持林措施的生物和工程相结合的干旱的包括水土保持林措施的生物和工程相结合的综合措施。综合措施。20世纪世纪30年代年代,在前苏联俄罗斯、乌克在前苏联俄罗斯、乌克兰、格鲁吉亚等加盟共和国的一些州中兰、格鲁吉亚等加盟共和国的一些州中,相继开展相继开展了土壤侵蚀及其防治措

17、施的研究。了土壤侵蚀及其防治措施的研究。20世纪世纪50年代年代,阿尔曼德、扎斯拉夫斯基测定了植被覆盖及工程措阿尔曼德、扎斯拉夫斯基测定了植被覆盖及工程措施的综合效益施的综合效益1967年以后年以后,前苏联水土保持林研究前苏联水土保持林研究的深度和广度均有长足发展的深度和广度均有长足发展,召开了多次全国会议召开了多次全国会议,并出版了几十部专著。其中并出版了几十部专著。其中1973年出版的水土保年出版的水土保持林的营造和持林的营造和1980年出版的摩尔达维亚的暴雨年出版的摩尔达维亚的暴雨侵蚀及水土保持林业措施侵蚀及水土保持林业措施,表明水土保持林已经表明水土保持林已经成为前苏联地区最重要的水土

18、流失治理的措施。成为前苏联地区最重要的水土流失治理的措施。另外另外,美国、日本、英国、德国、加拿大、新美国、日本、英国、德国、加拿大、新西兰、法国、丹麦、罗马尼亚、匈牙利等国西兰、法国、丹麦、罗马尼亚、匈牙利等国,也开展了水土保持林工作。总体而言也开展了水土保持林工作。总体而言,更注重更注重实践实践,而理论研究则较为滞后。水土保持林具而理论研究则较为滞后。水土保持林具有改善小气候、抵御或减轻自然灾害、涵养水有改善小气候、抵御或减轻自然灾害、涵养水源、保水固土、净化大气、减少污染等作用源、保水固土、净化大气、减少污染等作用,同时还能产生一定的经济效益。同时还能产生一定的经济效益。近年来近年来,各

19、国对水土保持林的研究和营造愈来各国对水土保持林的研究和营造愈来愈重视愈重视,纷纷召开研讨会。在国际上的多次林纷纷召开研讨会。在国际上的多次林业会议上业会议上,都把水土保持林等防护林作为重点都把水土保持林等防护林作为重点议题议题,发展多功能、多效益的水土保持林发展多功能、多效益的水土保持林,已成已成为共识为共识1.2国内国内2.我国对森林保持水土我国对森林保持水土,改善生态环境功改善生态环境功能能,森林与人们生活休戚相关关系的认森林与人们生活休戚相关关系的认识识,可谓源远流长。可谓源远流长。“艺艺”字就是由甲字就是由甲骨文中人工种植木本植物的象形文字演骨文中人工种植木本植物的象形文字演变而来。古

20、代植树以固河道、河堤的实变而来。古代植树以固河道、河堤的实践也由来久远践也由来久远,在部落战争时期就已出在部落战争时期就已出现现,至周代已成为制度。西周至周代已成为制度。西周(公元前公元前117世纪世纪)时期时期,在山区已开始采用封在山区已开始采用封山育林方法恢复植被山育林方法恢复植被,保持水土。保持水土。公元前公元前956年年,西周吕刑一书中就有了西周吕刑一书中就有了“平平治水土治水土”的记载。周礼的记载。周礼地官地官司徒下规司徒下规定定:“五鄙为县五鄙为县,五县为遂五县为遂,皆有地域皆有地域,沟树之。沟树之。”在周朝初期就设立了负责造林的官职在周朝初期就设立了负责造林的官职“掌固掌固”和和

21、司险司险”,产生了适地适树产生了适地适树(即土会之法即土会之法)的思想。春秋的思想。春秋(公元前公元前770公元前公元前476年年)时期时期,管子就认识到管子就认识到“树以荆棘树以荆棘,以固其地以固其地,杂以柏杨杂以柏杨,以备决水以备决水”(管子管子度地度地),说明在春秋时说明在春秋时期期,对营造水土保持林可以固持土壤对营造水土保持林可以固持土壤,并控制水并控制水土流失土流失,已有明确的论述。已有明确的论述。东汉东汉(公元公元25220年年)时期时期,我国已经十分重视我国已经十分重视荒山造林荒山造林,防止水土流失。王充的著作论衡防止水土流失。王充的著作论衡就指出就指出:“地性生草地性生草(指

22、农作物和牧草指农作物和牧草),山性山性生木生木”,总结了合理利用土地的经验。宋嘉定年总结了合理利用土地的经验。宋嘉定年间间(12081224年年)魏岘所著四明它山水利备魏岘所著四明它山水利备览览自序自序,较系统地阐述了水土保持林改善河较系统地阐述了水土保持林改善河川水文状况的机制和作用川水文状况的机制和作用,提出了提出了“森林抑流固森林抑流固沙沙”理论。明代刘天和提出理论。明代刘天和提出“治河六柳治河六柳(即卧柳即卧柳、编柳、漫柳、深柳、低柳和高柳、编柳、漫柳、深柳、低柳和高柳)”,巧妙地巧妙地利用林木利用林木,特别是活柳特别是活柳,调节河川洪峰、顶溜归调节河川洪峰、顶溜归槽的功能槽的功能,以

23、治河保堤以治河保堤,至今仍不失为有效的措至今仍不失为有效的措施。施。明末清初思想家顾炎武的著作天下明末清初思想家顾炎武的著作天下郡国利病书郡国利病书(1644),在记述广东流溪在记述广东流溪河一带森林时河一带森林时,提到了水土保持林稳定提到了水土保持林稳定社会的作用。社会的作用。1917年年,我国林学先驱凌我国林学先驱凌道扬于东方杂志第十四卷道扬于东方杂志第十四卷第十第十一号发表论近日各省水灾之剧烈一号发表论近日各省水灾之剧烈,缺缺乏森林实为一大原因一文乏森林实为一大原因一文,详细论述详细论述了水土保持林保持水土、节制河流、了水土保持林保持水土、节制河流、减免水灾之功能。减免水灾之功能。192

24、4年年,孙中山先生发表著名的三民孙中山先生发表著名的三民主义演说主义演说,论述了水灾与森林的关系。论述了水灾与森林的关系。他认为他认为:修筑堤坝、疏浚河道海口修筑堤坝、疏浚河道海口,是是治标方法治标方法,大规模营造水土保持林大规模营造水土保持林,才才是防水灾的治本方法是防水灾的治本方法;而且而且,山区群众山区群众广泛使用的封山育林广泛使用的封山育林,植树以护土、保植树以护土、保田、护路田、护路,护河固滩护河固滩,防止山崩、滑坡、防止山崩、滑坡、泥石流等做法泥石流等做法,从何时开始已难以考证从何时开始已难以考证,但也说明水土保持林的思想但也说明水土保持林的思想,已深入到已深入到群众的生产实践中群

25、众的生产实践中20世纪世纪20年代年代,受西方现代科学的影响受西方现代科学的影响,许多研究者开始从事水土保持林的科许多研究者开始从事水土保持林的科学研究工作。在山东崂山、山西五台学研究工作。在山东崂山、山西五台山、四川内江、福建长汀等处山、四川内江、福建长汀等处,布设了布设了许多试验许多试验,研究水土保持林的作用。如研究水土保持林的作用。如前金陵大学美藉学者罗德民博士和李前金陵大学美藉学者罗德民博士和李德毅先生等德毅先生等,在山东、山西等地观测研在山东、山西等地观测研究了不同水土保持林类型对雨季径流究了不同水土保持林类型对雨季径流和保持水土效应和保持水土效应20世纪世纪40年代年代,黄土高原天

26、水水土保持试黄土高原天水水土保持试验站在河道治理中验站在河道治理中,采用柠条固坡采用柠条固坡,建造活建造活柳谷坊柳谷坊,护岸护堤护岸护堤,柳篱挂淤柳篱挂淤,以及梯田地以及梯田地埂防护林营造等水土保持林治理措施。埂防护林营造等水土保持林治理措施。1941年年,有关部门曾先后在甘肃天水、陕有关部门曾先后在甘肃天水、陕西长安、福建河田等地建立试验区西长安、福建河田等地建立试验区,在甘在甘肃平凉、清水等地设立林草种苗繁殖场肃平凉、清水等地设立林草种苗繁殖场,而且引进了国内外优良的水土保持林树种而且引进了国内外优良的水土保持林树种及草种及草种,并对水土流失规律、生物并对水土流失规律、生物(水土保水土保持

27、林等持林等)和工程措施及其效益进行了研究和工程措施及其效益进行了研究,取得了一些成果取得了一些成果;但由于政府不重视但由于政府不重视,所以所以收效甚少收效甚少新中国成立以后新中国成立以后,我国的水土保持林的建我国的水土保持林的建设和研究同防护林一起设和研究同防护林一起,有了迅猛发展有了迅猛发展,步步入了正确发展的轨道。从入了正确发展的轨道。从50年代开始年代开始,国国内很多研究机构包括林业、水利、农业等内很多研究机构包括林业、水利、农业等部门的生产、科研、教学单位部门的生产、科研、教学单位,都开展了都开展了黄土高原防护林体系建设和综合治理试验黄土高原防护林体系建设和综合治理试验研究研究,取得了

28、很大成就。在黄土高原水土取得了很大成就。在黄土高原水土流失规律、森林的生态功能、土壤侵蚀控流失规律、森林的生态功能、土壤侵蚀控制原理、水土流失综合治理、干旱区人工制原理、水土流失综合治理、干旱区人工造林等方面造林等方面,研究得较为深入研究得较为深入,提出了防治提出了防治水蚀的小流域综合治理理论水蚀的小流域综合治理理论1955年年,第一届全国人民代表大会第二次第一届全国人民代表大会第二次会议会议,通过关于根治黄河水害和开发黄通过关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议河水利的综合规划的决议,黄河中、上黄河中、上游各省游各省(市市),紧密结合水土流失治理工作紧密结合水土流失治理工作,开创了我

29、国水土保持林、水源涵养林规模开创了我国水土保持林、水源涵养林规模建设的历史。全国有关单位根据国家的科建设的历史。全国有关单位根据国家的科研规划研规划,对水土流失地区的水土资源合理对水土流失地区的水土资源合理利用、水土流失规律、水土保持林营造技利用、水土流失规律、水土保持林营造技术与效益等课题术与效益等课题,进行了定位试验和专题进行了定位试验和专题研究研究,取得了一批重要成果取得了一批重要成果,提出了生物措提出了生物措施施(林、草林、草)与工程措施相结合的方针。与工程措施相结合的方针。20世纪世纪70年代初年代初,北京林业大学关君北京林业大学关君蔚教授在甘肃黄土丘陵地区水土保蔚教授在甘肃黄土丘陵

30、地区水土保持林林种调查一文中持林林种调查一文中,首次提出水首次提出水土保持林体系的概念土保持林体系的概念,使水土保持林使水土保持林建设和理论研究大大向前推进了一步。建设和理论研究大大向前推进了一步。这些研究这些研究,为我国现代防护林体系概为我国现代防护林体系概念的提出和念的提出和“三北三北”防护林体系等生防护林体系等生态林业工程的大规模建设态林业工程的大规模建设,奠定了基奠定了基础。础。了防护林体系建设的发展和质量。了防护林体系建设的发展和质量。1979年年,北北京林业大学关君蔚教授总结建国京林业大学关君蔚教授总结建国30年来西北、年来西北、华北、东北地区防护林营造的实践经验华北、东北地区防护

31、林营造的实践经验,提出提出了防护林的基本林分划分思想。在此基础上了防护林的基本林分划分思想。在此基础上,归纳出以风旱防护林归纳出以风旱防护林(6个林种个林种)、沙地防护林、沙地防护林(4个林种个林种)、水土保持林、水土保持林(7个林种个林种)、环境保护、环境保护林及其他专用林种林及其他专用林种(4个林种个林种)为核心的防护林为核心的防护林体系综合简表体系综合简表,比较全面地表达了中国当时防比较全面地表达了中国当时防护林体系的结构、类型、林种配置和功能护林体系的结构、类型、林种配置和功能,完完善了防护林体系的科学概念及内涵善了防护林体系的科学概念及内涵,并提出了并提出了解决复杂防护林体系问题的理

32、论方法解决复杂防护林体系问题的理论方法生生态控制系统工程学态控制系统工程学,为我国重大林业生态工程为我国重大林业生态工程建设提供了科学的理论和技术依据。建设提供了科学的理论和技术依据。“六五六五”至至“九五九五”期间期间,在黄土高原等地系在黄土高原等地系统全面地开展了立地条件划分、适地适树研究、统全面地开展了立地条件划分、适地适树研究、水土保持林建设模式研究等水土保持林建设模式研究等,首次提出生态林首次提出生态林业理论业理论,重点推出了生态经济型防护林模式重点推出了生态经济型防护林模式,拓拓宽了水土保持林的内涵宽了水土保持林的内涵,为林业生态工程建设为林业生态工程建设提供了理论依据和示范。特别

33、是提供了理论依据和示范。特别是“九五九五”期间期间进行的防护林体系高效空间配置及稳定林分结进行的防护林体系高效空间配置及稳定林分结构设计与调控等构设计与调控等6大关键技术的研究、径流林大关键技术的研究、径流林业技术和西北黄土丘陵沟壑区防护林体系综合业技术和西北黄土丘陵沟壑区防护林体系综合配套技术的研究配套技术的研究,极大地推动了黄土高原水土极大地推动了黄土高原水土保持林体系的发展。保持林体系的发展。朱金兆等根据黄土残塬沟壑区水土流失朱金兆等根据黄土残塬沟壑区水土流失规律规律,提出了以小流域为单元提出了以小流域为单元,基于水土基于水土流失和林分供耗水平平衡原理的防护林流失和林分供耗水平平衡原理的

34、防护林空间配置及稳定林分结构构建技术。高空间配置及稳定林分结构构建技术。高成德从水土保持林体系涵养水源的角度成德从水土保持林体系涵养水源的角度,开展了密云水库北京集水区水源保护林开展了密云水库北京集水区水源保护林高效空间配置与稳定林分结构设计研究高效空间配置与稳定林分结构设计研究及营建技术的研究。这些研究表明及营建技术的研究。这些研究表明,我国我国的水土保持林体系研究的水土保持林体系研究,已开始走向成熟已开始走向成熟,可持续经营已成为研究目标和热点。可持续经营已成为研究目标和热点。2国内外水土保持林体系研究的主要成国内外水土保持林体系研究的主要成就就水土保持林的防护对象与应用范围也不断水土保持

35、林的防护对象与应用范围也不断扩大扩大,划分也越来越细划分也越来越细,除原来以保水固土除原来以保水固土功能的护坡林外功能的护坡林外,已扩大为耕地护田林、已扩大为耕地护田林、分水岭防护林、坡地径流调节林、沟道防分水岭防护林、坡地径流调节林、沟道防护林、护牧林、护岸护滩林、水源涵养林护林、护牧林、护岸护滩林、水源涵养林等多个林种。在各国水土保持林的发展过等多个林种。在各国水土保持林的发展过程中程中,奥地利、前苏联、我国在科研方面奥地利、前苏联、我国在科研方面成绩突出成绩突出,积累了丰富经验。其成就主要积累了丰富经验。其成就主要表现在以下几方面表现在以下几方面:1)奥地利建立的以恢复山地森林为中心奥地

36、利建立的以恢复山地森林为中心,防止水土流失的森林工程措施理论和技防止水土流失的森林工程措施理论和技术体系术体系,业已被许多国家采用业已被许多国家采用,对世界范对世界范围的水土流失治理工作围的水土流失治理工作,起到了推动作用。起到了推动作用。2)前苏联在土壤侵蚀机理及水土保持林前苏联在土壤侵蚀机理及水土保持林作用机理的研究成果作用机理的研究成果,得到了各国认可得到了各国认可,为世界范围水土保持林的营造为世界范围水土保持林的营造,提供了理提供了理论依据。论依据。3)我国提出的生态林业理论和生态经济型我国提出的生态林业理论和生态经济型水土保持林思想水土保持林思想,很好地解决了生态环境很好地解决了生态

37、环境建设和经济发展之间的矛盾建设和经济发展之间的矛盾,当属是对世当属是对世界水土保持林体系的一大贡献。界水土保持林体系的一大贡献。4)结合本国实际结合本国实际,世界各国在水土保持林世界各国在水土保持林立地评价、树种选择、林分效益分析、立地评价、树种选择、林分效益分析、营造技术等方面的规划设计、营造与效营造技术等方面的规划设计、营造与效益等问题益等问题,都进行了系统研究都进行了系统研究,形成了一形成了一系列适合各国情况的水土保持林建设和系列适合各国情况的水土保持林建设和经营管理技术。经营管理技术。3水土保持林体系研究存在的主要问题及发展方水土保持林体系研究存在的主要问题及发展方向向1)研究范围和

38、尺度相对较小研究范围和尺度相对较小,因此因此,宏观范围宏观范围,特别是景观水平的研究特别是景观水平的研究,将会成为未来研究的热点。将会成为未来研究的热点。景观生态学理论认为景观生态学理论认为,研究结果与研究的范围和尺研究结果与研究的范围和尺度密切相关。研究尺度不同度密切相关。研究尺度不同,往往会得出不同的结往往会得出不同的结论论,甚至出现相反的结果。从国内外水土保持林体甚至出现相反的结果。从国内外水土保持林体系的研究现状可以看出系的研究现状可以看出,大尺度景观水平的研究还大尺度景观水平的研究还风毛鳞角风毛鳞角,研究的范围往往仅局限于小范围的区域、研究的范围往往仅局限于小范围的区域、流域流域,不

39、能有效地解释景观水平的问题。在水土保不能有效地解释景观水平的问题。在水土保持林体系的建设中持林体系的建设中,忽视了区域忽视了区域(或流域或流域)的整体效的整体效益和环境容量。因此益和环境容量。因此,今后应加强景观水平水土保今后应加强景观水平水土保持林体系研究。持林体系研究。2)林分稳定性方面的研究不够林分稳定性方面的研究不够,与天然林与天然林存在较大差距。水土保持林体系稳定性存在较大差距。水土保持林体系稳定性的研究的研究,将会被越来越多的研究者重视。将会被越来越多的研究者重视。林分稳定性林分稳定性,是水土保持林体系可持续发是水土保持林体系可持续发展的基础和前提展的基础和前提,也是森林经营追求的

40、目也是森林经营追求的目标。与天然林相比标。与天然林相比,人工林在稳定性方面人工林在稳定性方面存在着较大差距。如何增加人工林的稳存在着较大差距。如何增加人工林的稳定性、弄清其稳定性机理、构建稳定林定性、弄清其稳定性机理、构建稳定林分结构分结构,使其稳定性接近或达到天然林水使其稳定性接近或达到天然林水平平,将会成为未来水土保持林体系研究的将会成为未来水土保持林体系研究的重点。重点。3)如何经营如何经营,才能使水土保持林体系做到可持才能使水土保持林体系做到可持续发展续发展,尚缺乏有说服力的理论依据尚缺乏有说服力的理论依据;因此因此,应应把近自然林业理论作为水土保持林体系发展的把近自然林业理论作为水土

41、保持林体系发展的主要依据主要依据,加强研究适合我国国情的水土保持加强研究适合我国国情的水土保持林体系近自然经营技术。近些年来林体系近自然经营技术。近些年来,近自然林近自然林业逐渐已成为世界人工林追求的目标业逐渐已成为世界人工林追求的目标,在世界在世界范围内范围内,正开始大面积应用正开始大面积应用,也应成为水土保持也应成为水土保持林体系建设的指导思想。目前林体系建设的指导思想。目前,近自然林业理近自然林业理论在水土保持林体系建设中的应用十分有限论在水土保持林体系建设中的应用十分有限,可谓刚刚开始可谓刚刚开始,因此因此,适合我国国情的水土保持适合我国国情的水土保持林体系近自然经营技术研究林体系近自

42、然经营技术研究,必须引起足够重必须引起足够重视。视。4)空间配置问题突出空间配置问题突出,已成为阻碍水土保持已成为阻碍水土保持林体系稳定发展的桎梏。水土保持林体系林体系稳定发展的桎梏。水土保持林体系合理高效的空间配置合理高效的空间配置,是水土保持林充分是水土保持林充分发挥其各种功能的保证。水土保持林体系发挥其各种功能的保证。水土保持林体系中存在的诸多问题表明中存在的诸多问题表明,目前的空间配置目前的空间配置,与高效、合理的空间配置相去甚远与高效、合理的空间配置相去甚远;因此因此,水土保持林体系的高效、合理的空间配置水土保持林体系的高效、合理的空间配置问题问题,如怎样的结构可称为合理的空间配如怎

43、样的结构可称为合理的空间配置置,如何才能做到合理配置等等问题如何才能做到合理配置等等问题,将会将会成为水土保持林体系研究的重点。成为水土保持林体系研究的重点。人工水土保持林的若干性质人工水土保持林的若干性质1工程措施初期具有重要作用工程措施初期具有重要作用人工林的培育需要适当的工程措施配合人工林的培育需要适当的工程措施配合,以改善以改善土壤理化性质土壤理化性质,汇集雨水汇集雨水,促进入渗促进入渗,克服干旱的克服干旱的不利影响不利影响,创造良好的成活及生长发育的微域土创造良好的成活及生长发育的微域土壤环境壤环境,诸如鱼鳞坑、水平阶、反坡梯田、水平诸如鱼鳞坑、水平阶、反坡梯田、水平沟等。工程措施亦

44、是水土保持措施沟等。工程措施亦是水土保持措施,人工林建植人工林建植初期即幼林阶段初期即幼林阶段,其水土保持作用微弱其水土保持作用微弱,水土保水土保持主要是工程措施所致。但经过一定的时间持主要是工程措施所致。但经过一定的时间,随随着人工林郁闭度或盖度的不断提高着人工林郁闭度或盖度的不断提高,其水土保持其水土保持功能不断增大功能不断增大,最后趋于稳定。最后趋于稳定。人工水土保持林的若干性质人工水土保持林的若干性质2效益发挥具有时效性效益发挥具有时效性众所周知众所周知,原始森林最能体现森林的水土保持功能原始森林最能体现森林的水土保持功能,但原始森林的但原始森林的形成需经历漫长的岁月。人工水土保持林与

45、之相比形成需经历漫长的岁月。人工水土保持林与之相比,其效益一般具其效益一般具有滞后性有滞后性,期望造林后短时期就具有天然森林的作用是不现实的。期望造林后短时期就具有天然森林的作用是不现实的。尽管如此尽管如此,考虑到树种生物生态学特性上的差异及某些经营方式考虑到树种生物生态学特性上的差异及某些经营方式,如林草间作或保留原有的茂密植被如林草间作或保留原有的茂密植被,人工水土保持林有可能尽早地人工水土保持林有可能尽早地发挥作用发挥作用,使得土壤侵蚀量在土地生产潜力不致退化和经济效益不使得土壤侵蚀量在土地生产潜力不致退化和经济效益不下降的常态允许侵蚀量之下。快速有效性是植被保持水土所期望下降的常态允许

46、侵蚀量之下。快速有效性是植被保持水土所期望的。因此的。因此,经营上应在尽可能短的时间内促进水土保持林功能的充经营上应在尽可能短的时间内促进水土保持林功能的充分发挥分发挥,尤其一些灌木尤其一些灌木,如沙棘如沙棘,适应性一般较乔木树种强适应性一般较乔木树种强,生长快生长快,根蘖旺盛根蘖旺盛,以及本身的分枝特性以及本身的分枝特性,使其能够较快地覆盖地表面。树使其能够较快地覆盖地表面。树冠大冠大,具有较大的叶面积指数具有较大的叶面积指数(),并且落叶丰富并且落叶丰富,改良土壤效改良土壤效果良好果良好,根系发达根系发达,萌芽、根蘖能力强萌芽、根蘖能力强,抗旱耐瘠等有相互联系的特抗旱耐瘠等有相互联系的特征

47、征,都是水土保持林树种选择所参照的指标。具有上述特征的树种都是水土保持林树种选择所参照的指标。具有上述特征的树种,能够较快地生长和正常发育能够较快地生长和正常发育,从而尽快地实现水土保持功能。从而尽快地实现水土保持功能。3具有接近自然的属性具有接近自然的属性水土保持林的经营不同于集约栽培经营的水土保持林的经营不同于集约栽培经营的人工林人工林,在不影响林木生长的前提下在不影响林木生长的前提下,从栽从栽植、抚育、采伐等各个育林环节植、抚育、采伐等各个育林环节,应尽量保应尽量保留原有植被草灌成分留原有植被草灌成分,尽量少扰动土壤尽量少扰动土壤,造造林时适宜局部块状或带状整地。实践中林时适宜局部块状或

48、带状整地。实践中,通通常营造与封育相结合常营造与封育相结合,栽针保阔栽针保阔,栽乔留灌栽乔留灌,以及发展半人工植被。这应是水土保持用以及发展半人工植被。这应是水土保持用材林的典型经营方法材林的典型经营方法,而属于生态公益性的而属于生态公益性的人工林人工林,还应促进其向地带性顶极群落的演还应促进其向地带性顶极群落的演替进程替进程,使其完全天然化。使其完全天然化。4贴地面覆盖是其本质特征贴地面覆盖是其本质特征地面覆盖是水土保持林的显著特征地面覆盖是水土保持林的显著特征,水土保水土保持林的成林过程始终与其地面是否裸露紧持林的成林过程始终与其地面是否裸露紧密相关。促进林分早日郁闭密相关。促进林分早日郁

49、闭,下木及死、活下木及死、活地被物直接覆盖地面地被物直接覆盖地面,贯穿于水土保持林经贯穿于水土保持林经营的全过程营的全过程,是其成林的终极目标。研究表是其成林的终极目标。研究表明明,贴地面的覆盖具有重要作用贴地面的覆盖具有重要作用,是水土保是水土保持林正常发挥作用的本质特征。持林正常发挥作用的本质特征。5稳定性或者长远有效性的要求稳定性或者长远有效性的要求这是人工水土保持林持续发挥功能的保证。一这是人工水土保持林持续发挥功能的保证。一些人工林初期生长发育良好些人工林初期生长发育良好,但到后期却发生生但到后期却发生生长衰退长衰退,尤其在北方尤其在北方,经不起严酷的干旱气候的经不起严酷的干旱气候的

50、考验考验,甚至枯死衰亡。甚至枯死衰亡。“小老树小老树”的形成就是一的形成就是一个明显的例证。水土保持林的营造应以适应当个明显的例证。水土保持林的营造应以适应当地生态环境的乡土成林树种为主地生态环境的乡土成林树种为主,其次其次,黄土高黄土高原造林克服原造林克服“土壤干层土壤干层”的影响的影响,可望林分有较可望林分有较好的稳定性。尽管一些阔叶树干形形质不良好的稳定性。尽管一些阔叶树干形形质不良,经经济价值低济价值低,但却具有重要的生态作用但却具有重要的生态作用,应当引起应当引起重视重视,针叶林经营应当建造针阔混交林针叶林经营应当建造针阔混交林,天然林天然林更新实行更新实行“栽针保阔栽针保阔”的方针