五岭峰小流域景观水土保持林空间结构调查分析

王亚娟

(黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

1 小流域基本情况

五岭峰小流域位于拜泉县东南、新生乡境内，涉及自建、永胜2个村。距县城32.5 km，地理坐标E126°12′15″～126°17′30″，N47°23′00″～47°26′50″。小流域总面积19.50 km2。该流域位于松嫩平原黑土区腹心地带，属中温带大陆性季风气候，流域内多年平均降雨量490.10 mm，年均径流深45.97 mm。春季干旱多风，夏季炎热短促，降水集中，冬季漫长，7月份最热，年均日照时数为2730 h，无霜期122 d。地貌类型为丘陵漫岗，土壤类型是黑土类和部分草甸土。流域内有少量天然次生林，主要树种是蒙古栎、榆树、椴树等，主要林地为人工林片林、农田防护林、次生灌木，人工林中乔木树种主要是以杨树、旱柳、兴安落叶松、樟子松为主，灌木主要树种为灌木柳、胡枝子，林地总面积985.96 hm2。森林覆被率为50.56%。

2 材料与方法

2.1 调查内容

(1)对典型小流域水土保持林空间格局组成进行调查。

(2)对每一斑块林分结构类型、林分组成和特征进行调查。

2.2 调查方法

采用的方法是野外调查观测和室内资料分析相结合。

(1)对调查的小流域的基础情况进行资料搜集。搜集流域的地形图，运用扫描仪获得栅格图像，通过Google 卫星影像勾绘流域的边界和景观斑块，通过arcgis地理信息系统对栅格图像进行数字化处理[1]。经过图像配准、校正、分层矢量化、图幅拼接、拓扑等建立各流域景观水土保持林斑块基础图形数据库和属性数据库。

(2)到现场进行更精确的斑块特征认定和鉴别并重新勾绘；最后进行数字化处理提取斑块的空间位置、数量、面积等信息，整理出数据的清单。

(3)对每一块林斑进行实地调查，通过对调查指标的分析,计算出每一流域景观指标的定量部分：景观类型相对丰富度、林种多样性指数[2]、林地总面积、森林覆盖度、林分类型数量、林斑数量、树种群落种数等。

(4)对景观类型结构进行分析，计算出每条流域每一景观结构类型所占面积百分比[3]。

3 结果与分析

3.1 景观水土保持林结构特征

测绘出小流域水土保持林的现状图、面积比例图、结构配置图如图1～图3所示。

图1 五岭峰小流域土地现状

图2 五岭峰小流域景观类型面积比例

图3 五岭峰小流域景观结构配置

从五岭峰土地利用现状图看出，水土保持林占的面积比例较大，森林覆被率经计算达到50.56%。针阔混交林面积比例最大(38%)，针叶混交林次之(24%)，兴安落叶松稍逊(22%)，阔叶混交林和杨树面积比例最小仅为1%。由此看出针阔混交林、针叶混交林、兴安落叶松占主要优势，是五岭峰小流域水保林的主要成份。流域内共有138个斑块：灌木林有55个斑块,数量最多,占斑块总数的39.86%,针阔混交林有20个斑块,占斑块总数的14.49%,阔叶混交林和旱柳斑块数分别为1和2,占斑块总数的0.72%和1.45%,百分比最小。林种组成为护宅林、护路林、护埂林、分水岭防护林、沟道防护林、坡面防蚀林六个种类。

分水岭防护林以杨树为主，树高10.0 m以上，株行距2.0 m×2.0 m；护路林树种一般是杨树、樟子松和白丁香的混交林，杨树树高10.0 m以上，株行距为1.5 m×2.0 m,樟子松树高4.0 m，株行距2.0 m×2.0 m，白丁香树高1.5 m，株行距1.0 m×1.5 m ；护埂林树种为胡枝子，树高1.5 m，株行距0.5 m×0.5 m；沟道防护林以连续式跌水为骨架栽植灌木柳，株行距0.2 m×0.2 m。

坡面防蚀林主要树种有落叶松、樟子松、杨树、旱柳、山榆、糖槭等。株行距落叶松1.5 m×1.5 m，樟子松、杨树1.5 m×2.0 m，旱柳和糖槭2.0 m×2.0 m。伴生灌木有胡枝子、卫矛、紫丁香、榆叶梅、刺梅等观赏树种。林分郁闭度达80%以上。

护宅林以村屯为依托，由银中杨、金叶榆、旱柳、紫丁香、刺梅等树种组成。

3.2 生态数据测定分析

生态数据主要针对农田小气候、土壤环境二个方面的内容进行观测。指标观测在防护范围内和防护范围外，春季树叶郁闭后、秋季树叶未落时对温、湿度,风速、风向，蒸发量等指标进行测定，土壤环境主要测定土壤水分，地温，土壤容重，孔隙度等土壤特征指标。干、湿温度，风速、风向，蒸发量等气象因素，观测方法采用TNHY-5-A手持气象参数仪，按不同的高度(50 cm、100 cm、150 cm)进行观测。土壤水分用烘干法、地温采用地温仪、土壤容重采用环刀法、孔隙度采用圆筒浸透法测定。作物产量采用样方测定法。

测定结果如表1～表4所示。风速防护范围内较防护范围外分别减小为30.06%、44.45%、45.71%；空气湿度防护范围内较防护范围外提高16.50%、13.40%、11.50%；空气温度防护范围内较防护范围外降低21.19%、18.55%、18.61%；小流域防护范围内0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土壤容重分别降低8.5%、5.3%、14.6%；土壤孔隙度分别提高7.4%、4.7%、16.6%；小流域防护范围内蒸发量比防护范围外平均减少20.57%；小流域防护范围内的地温明显高于防护范围外的地温，尤其是5～15 cm影响极大，影响程度达到30%～50%；小流域林内与林外粮食产量进行对比，结果为防护面积内比防护面积外提高22.57%。

表1 五岭峰小流域风速、空气温湿度变化情况总结表

表2 五岭峰小流域蒸发量观测表

表3 景观水保林五岭峰小流域作物产量测定与分析表

表4 五岭峰小流域土壤容重、孔隙度观测表

3.3 景观空间格局分析

本流域空间分为点、线、面三种格局，六个林种，九种景观类型。点格局是指护宅林，布设在村屯周围；线格局特指护路林、护埂林、分水岭防护林、沟道防护林，分别布设在路边、田埂上、岗脊处、沟道里；面格局指坡面防蚀林，布设在坡面[4]。景观类型有：针叶纯林斑块、阔叶纯林斑块、阔叶混交林斑块、针叶混交林斑块、针阔混交林斑块、乔灌混交林斑块、生态经济林斑块、灌木斑块。这三种格局依地形地势分布在流域内，对其空间格局进行分析，提出空间配置模式如图4所示。

4 结 论

从以上分析看出五岭峰小流域的空间结构高、中、低错落配置，点、线、面参差结合，沟坡兼治，不仅具有较好景观价值也发挥了较大的生态效益。这种立体空间结构控制了太阳辅射和降水的空间再分配,更影响了土壤的发育过程和强度,是决定植被生境其他要素分异的主导因子。不仅具有防止水土流失的功能，还给人提供观赏休憩的场所。伴随着户外游憩业的发展，具有景观性质的水土保持林已成为时代发展的需要，建造和利用流域生态景观，不仅能改变局部小气候，增加空气湿度，增加降水，减少风速、霜冻，改善土壤理化性质，而且还能使之成为有色、有香、有山、有水、有花、有果，有丰富生产内容又有诸多美景的生态旅游胜地，也是现代人的向往和追求。对人们的生产生活具有积极的作用。

图4 空间配置模式