第5章_林业生态工程

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第五章 林业生态工程
张靖 Zhangjing@dlnu.edu.cn
教学目的和要求
• 1 了解林业生态工程现状及发展趋势
• 2 掌握林业生态工程设计的基本原理
• 3 掌握农林交错带林业工程建设内容及实施方案 • 4 掌握荒山林业生态工程设计的要点 • 5 熟悉山地自然保护区林业生态工程的设计流程
纲要
• 第一节 林业生态工程概述 • 第二节 林业生态工程设计的原理 • 第三节 林业生态工程的设计 • 第四节 林业生态工程建设案例
第一节 林业生态工程概述
1.1.林业发展中存在的问题
• (1)人口增长对森林资源的压力
• (2)贫困和环境危机:世界森林资源减少趋势引发了两 大危机:贫困与环境问题
鲜明的对比
• • • • 日周期(夜行动物) 月周期(海洋动物) 季周期(季节变化) 年周期
种群的选择应与当地环境节律相匹配, 使得不同生物种群的矛盾减少到最低
2.5人工模拟自然演替的原理
• 演替:是指一个群落被另一个群落所替代的现象。在 演替过程中,演替前期的群落为演替后期的群落提供 合适的环境条件,最后达到顶极群落。
东北西部、山西北部的三北防护林工程的部分林 段,现在已出现一片片不死不活的“小老树”。 砍又不敢砍,生产处于停滞状态。
• 这种局面完全是没有充分考虑群落演替规律,急 于求成的结果。
• 一期工程,采用旱生的拧条、胡枝子、沙棘、沙 打旺等豆科植物进行第一期工程建设,不但具有 抗风沙的作用,同时又改良了环境,增加了土壤 肥力。 • 二期工程,引入乔木树种,形成疏林结构、建成 一个乔、灌、草结合,用养互补的高效工程。
水源涵养林 防风固沙林 防护林工程 水土保持林 固沙工程 森林自然保护区 农田防护林 森林公园 海防林 国防林 森林疗养建设 城市环境林 农林复合生态经系统 生态经济林 立体林业 …
森林环境 保护工程 林业 生态 工程
森林生态 环境服务工 程 生态经济 协调工程
我国已在进行的林业生态工程有:
• 三北防护林工程 • 沿海防护林工程 • 长江中上游防护林工程
• 水分供应充足
森林处于海拔较高的位置,农田处于海拔较低的位置, 交错带处于两者的中间位置,水分条件适宜。
• 生态流活跃
气流、水流和养分流从高处向低处流动的过程中都要 经过这里。
2主要问题
• 荒山化现象突出
土壤贫瘠、岩石裸露、植被稀少
• 缺乏植被覆盖,水土流失严重 • 自然生产力得不到充分发挥:
其土地利用不够合理,植被覆盖度 较低,对太阳光能、热能和降水的 保存能力低,对土壤资源的利用率 不高。
• 其海拔一般为500—800m。年降水量500—600mm。
• 由于人类乱砍滥伐,此类山地树木极少,多为稀疏的草 本植物或已垦为旱田。
• 造林目的:逐步恢复森林植被,保持水土,利 用荒山发展畜牧业。
• 林种:饲料林、防护林。
• 树种:北方可种植刺槐、柠条、沙打旺;南方可 种植银合欢、胡枝子、苜蓿、草木樨等。 • 整地:按等高线筑壕或按等高线挖鱼鳞坑,雨季 栽植。
(6)防沙治沙工程
(7)淮河太湖流域综合治理防护林体系建设 工程
(8)黄河中游防护林工程
(9)辽河流域综合治理防护林体系建设工程
(10)珠江流域综合治理防护林体系建设工程
1.4林业生态工程与传统造林绿化的主要区别
林业生态工程 传统造林绿化
人工生态系统重建的综 栽上乔木即成林的简 工程类型 合工程 单过程 为人类服务,注重长远 工程目的 注重长期利用 与短期利益结合 树种选择
(4)沟谷防治工程的建设与设计
特点
• 沟谷是水利侵蚀和重力侵蚀的集中点;
• 沟谷是洪水、泥沙下泻的通道;
• 沟谷经常有下切、侧蚀及崩塌等现象发生,往往是支
离破碎、难以利用的地方。
节节设防,组成互有联系的防治体系
• 沟头挖截水沟埂 • 沟头排水沟埂的设置
沟坡防护
• 为了防止沟坡崩塌、滑塌而采取的沟坡稳定措施。 • 主要以生物固坡为主,带状种植沙棘。沙棘横走的根茎 可以萌生新的植株,自我繁殖能力极强,2—3年就可遍
• 20世纪90s后发达国家率先从传统的木材生产为中心
转变为森林多效益永续利用。
以德国为代表的森林经济、社会、生态三大效益一体化
的林业生态发展战略;
以法国、新西兰、澳大利亚为代表的森林多效益主导利 用的林业发展战略; 以美国、日本、瑞典为代表的森林多效益综合经营的林 业生态发展战略。
• 发展中国家仍面临能源短缺、毁林轮垦等众多问题。
• 树冠中隐蔽的条件和其中的 食叶昆虫等就为鸟类提供了 一个适宜的生态位; • 林冠下的弱光照、高湿度给 喜阴生物提供生态位; • 枯枝落叶的堆积又给小动物 (蚯蚓、蠕虫等)提供了适 宜的生态位。 • 实现自然资源的多级利用
2.4环境的时间节律与 生物的机能节律原理
自然环境因子中的光照、 温度、湿度随时间而不断 地变化。
5000株/hm2,这是根据防护林的保水保土的需要而确
定的。按1×2即株距1m,行距2m的要求种植,或采用 株间混交方式。
(3)坡面生产区建设与设计 造林目的:
• 减缓径流,护坡固土,防止坡蚀 • 发展用材林、饲料林,以利于坡地生态环境及生物群落的可 持续发展
林种及树种组成
• 以增强水土保持的用材林及饲料林为主。
建设与设计
• 第一步,先把无林地变 成有林地; • 第二步,将分水岭的植 被恢复为地带性植被; • 第三步,将斜坡建设为 生产区。
等高鱼鳞坑示意图
花岗岩、片麻岩类荒山造林示意图
• 树种:豆科灌木、柠条、小叶锦鸡儿、老虎刺、银合欢 或当地树种。
• 整地:在有表土或有碎石的立地上挖坑播种。
• 播种:每穴16粒种子。
• 太行山造林绿化工程
• 淮河太湖流域综合治理防护林体系工程
• 珠江流域综合治理防护林体系工程
• 辽河流域和黄河中游的综合治理防护林体系工程
(1)三北防护林体系建设工程 1979
八大沙漠、四大沙地
(2)长江中上游防护林体系建设工程 1989
关系到长江中上游水土保持及长江流域生态环境和 社会经济可持续发展的重大工程
布全沟,这就使沟坡得到固定。
沟底防护
• 为了防止径流向下侵蚀。其具体方法是修谷坊坝,即在
沟内修筑堵水的坝。
• 种植灌木(如紫穗槐)或插柳,以加固土石工程,防止
垮坝。
谷坊坝可用石垒或土砌,留有溢水口
3.2荒山林业生态工程的设计
花岗岩、片麻岩荒山的生态工程设计
• 土层厚25—50cm,但也有基岩裸露的花岗岩荒山,常见 于华北和东北、辽西及内蒙古自治区的部分地区。
自然保护区的生态工程评价(续)
• 特殊价值的资源:上述评价还不能完全反映出某 些资源的保护价值。 • 如集中分布在丹霞山体上的宗教文化景观及摩崖 石刻、散布在丹霞地貌分布区内的古岩寺、古山 寨遗址及悬棺、具有重要科研和教学价值的准南 亚热带季雨林植被和北亚热带常绿阔叶林植被、 古树名木、奇花异卉及珍禽异兽等。
第三节 林业生态工程的设计
3.1 农田与森林交错带的林业生态建设
3.2 荒山林业生态工程的设计
3.3 山地自然保护区的林业生态工程设计
3.1农田与森林交错带的林业生态建设 1.1农田与森林生态交错带(ecotone)的特点
• 立地条件的多样性
低山、丘陵、台地、谷地,而且低山、丘陵还有分水 岭,坡面及沟谷等。
• 抚育:三年后平茬。 可利用野生的酸枣、黑枣嫁接成大枣和柿子,在石灰 岩荒山上种植,花椒也可栽植在石灰岩荒山上,但不 宜种板栗。
3.3山地自然保护区的林业生态工程设计
自然保护区在保护林业资源中的意义
第一,增加了环境资源林的面积,改善了我国的
林分结构,强化了林业经营的综合效益
第二,有利于保护环境资源林
造林目的:
保持水土、恢复自然地带性植被
林种及树种的选择:
•种植与当地的大气候条件相适应的地带性植被。
•温带湿润地区的分水岭应建针阔混交林;
•暖温带湿润气候带的分水岭,营造落叶阔叶林; •亚热带湿润气候带的分水岭,营造常绿阔叶林。
整地:按等高线进行块状整地。
等 高 整 地 示 意 图
造林密度:
(3)沿海防护林体系建设工程
构筑沿海防护屏障、抗御风暴、海潮等自 然灾害,保护农田,改善生态环境,保障 沿海人民的生命和财产安全
(4)平原绿化工程 1988-2000
全国九百多个平原、半平原和部分平原县(市、旗)规划造林 933万公顷,以保护全国40%以上耕地的生态环境
(5)太行山绿化工程
在太行山石质山区营造水源涵养林、水土保持林,发 展果木经济林,以提高山区的水土保持能力,并兼有 较好的经济效益。
自然保护区的生态工程评价
风景质量评价:作为保护规划依据之一的风景质 量评价是以专家评价为基础的,适当参考公众的
评价。
景观阈值评价:根据地形、植被、土壤、水文条
件、人为活动的强度等,对各种景观类型的景观
阈值做出定性的评价。(外界干扰的抵御能力) 景观敏感度评价:根据易见程度和引人注意的程 度,本区的景观可划分为三个等级的敏感区。
1.3林业生态工程学内容
• 目的:不是只考虑经济效益,而是经济、生态、 社会三大效益的统一; • 过程:不是单项技术的叠加,而是配套技术合理 组合的完整工艺流程。 • 目标:就是在促进林业系统良性循环的前提下, 充分发挥林业生产潜力,防止环境污染和水土流 失,达到经济效益与生态效益的同步发展。
林业生态工程分类列表
1.2林业生态工程的发展
原因:传统林业造成生态失衡,使林业发展不 可持续。
• 生态失衡的基本原因:资源是有限性与环境容量 的阈值 • 生态失衡的主要标志:生态系统结构,功能破损 和缺失
• 生态效益对经济效益的影响和制约
生态效益是经济效益的潜在基础 生态供给阈对经济开发的制约 生态失衡对经济效益的影响
针对当前环境特点建造 历史上有过什么样的 适当的植被类型 林就造什么林
建造一个优化的群落结 种群的建造,忽视种 工程重点 构 群间和谐关系的建造。
第二节 林业生态工程设计的原理
2.1系统论原理
人工林生态 系统构成图
• 结构的有序性:人工林生态系统包括森林生物和 森林环境两大组分,其两大组分又可以自成系统。 • 不但要考虑生物之间的和谐有序,还要考虑环境 与生物之间的相关关系。
• 北方要选用落叶松等;南方要选用银合欢、桉树、樟树、榕 树、马尾松、湿地松、刺槐、紫椴、水曲柳等。 • 林下灌木在北方可种紫穗槐、胡枝子;南方可种猪屎豆等。
整地:按等高线方向挖坑整地,实行乔木带与灌木
带间作。乔木带4行,灌木带4行。
等 高 间 作 示 意 图
造林密度:
• 乔木带5000株/hm2,采用1m×2m针阔叶混交方式。 • 灌木常以墩状种植,10000墩/hm2,采用1m×1m, 上下两行交错布局。
• 3农林交错带综合治理 与开发体系的工程设计
• 分为三部分:
–分水岭保护区的建设与设计(生态)
–坡面生产区建设与设计(生产) –沟谷防治工程的建设与设计(防护)
(1)小流域生态系统的划分
• 一般以有常年流水的最小河流的分水岭为界,将不同的小流域
划分开来。
• 每一个小流域都是协调的统一整体。
(2)分水岭保护区的建设与设计
2.2生物间互利共生的原理
• 自然界没有任何一种生物能离开其他
生物而单独生存繁衍。(共生和对抗) • 发挥生物种群间互利共生的机制,
使生物复合体“共存共荣”,是人
工生态系统建造的一个重要环节。
2.3“生态位”与自然资源多级利用原理
生态位是一个物种所处的环境以及其本身生活习性的
总称。
一片荒山在种植上乔木树种(生态工程)以后…….
第三,保护好天然林系统中动Байду номын сангаас物群落的多样性
第四,充分发挥保护区及其周围地区的多种效益
自然保护区的生态工程设计
以丹霞风景名胜区的生态工程设计
红色碎屑岩( 主要是砾岩和砂岩),在风化、重力崩塌、 流水溶蚀、风力侵蚀等综合作用下形成的有陡崖的城 堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状 的地形。
第四节 林业生态工程建设案例
工程内容
太行山绿化工程是国家六大 林业工程的重要组成部分, 是继我国“三北”防护林、 长江防护林等重要防护林工 程之后,又一世纪的水土保 持工程。
工程内容
• 1994年正式启动
• 涵盖山西、河北、河南、北京4省市的110个县, 总面积1200×104hm2。
• 建设总目标是:造林356×104hm2, • 工程建设期限从1986年-2050年。 • 工程分三期:
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