林业生态修复中涵养水源恢复力评价研究

方燕銮

广州市中森园林绿化工程有限公司 广东 广州 510000

林业建设事业对于我国生态环境保护和经济的发展都起到了相当重要的作用，要认识到林业建设事业是一项难度大、流程复杂、工作环节多样的工程，所以要强对难点重点部分的关注与支持，其中林业生态修复是相当重要的部分，因为林业生态修复一方面能够调整农业经济的整体结构，另一方面还能够使农业生产相对稳定，并且保持一定的高效性，除此之外，林业生态修复还能够有效调整并优化自由的农业生态环境，推动农业生产发展，落实相关理念和要求。本文从林业生态修复出发并以林业生态修复为主要的落脚点，对林业生态修复中还要水源恢复力评价进行了方法的创新，主要以定量评价方法为主，然后进行了深入的研究与分析。

1 林业生态修复中涵养水源恢复力评价方法

1.1 创建涵养水源恢复力评价指标体系

林业生态修复中涵养水源恢复力评价指标体系的建立是一个复杂的过程，涉及多方面的内容，在对评价因子进行分析与选择的时候需不仅要遵循科学性，同时还要注意整体性与协调性等一系列原则，综合实际情况选择几种重要的因素以作为林业生态养护修复涵养水源恢复力评价体系的指标。

主要将涵养水源恢复力评价指标体系分为两个层次，一级层次除了自然因素与经济因素外，还有社会因素，二级指标则分别隶属于一级指标，如在自然因素中有地下水含量与年增降水量，在经济因素中有农业比重、工业比重，在社会因素中则有废水治理设备数量与道路长度等等[1]。

表1 涵养水源恢复力评价指标体系各等级指标

在一级指标自然因素下的二级指标共有六个：

第一，水源含量，水源含量指的是林业生态修复区域内所有的水资源总量，将水源含量视为涵养水源恢复力评价体系中的重要指标之一具有很大的优势，一方面能够精准地对水源涵养水源自身净化污染的能力实现综合的评价，另一方面对这一能力的评价结果可以反映涵养水源自身的降压能力。

第二，地下水含量，地下水含量是总体水源含量中最重要的一部分，它可以向区域内的成员提供充足的水量，将地下水含量纳入到指标体系中进行综合评估能够综合反映地区的整体生态状态与环境质量。

第三，年降水量，年降水量指的是固态降水量和液态降水量的总和，在对该项数据进行统计的时候不应当将蒸发量、渗透量等稳定性不强的数据纳入其中[2]。

第四，年蒸发量，年蒸发量的评价结果是判定蒸发能力的重要指标，一般将年蒸发量作为涵养水源循环动力，这一循环动力能够将涵养水源的更新动力做出更为准确直观的反应。

第五，涵养能力，涵养能力是指涵养水源的植被覆盖情况，涵养能力数据结果的高低同涵养水源恢复中的调节、改善水质等方面的能力有直接的关系，评价指数越大则涵养能力越强，如果评价指数小则涵养能力相对较弱。

第六，湿度，湿度表示林业生态修复中涵养水源地区周围空气的干爽与潮湿程度，如果空间相同、温度相同，空气中所含水汽少则表明该区域的空气相对干燥，如所含水气多做说明该区域空气较为湿润。

在一级经济因素中主要有三个方面的指标，第一，人均GDP，对人均 GDP的评估，既可以直观的反映出涵养水源区域的整体社会、经济状况，又可以体现出对水源的管理和恢复的程度；第二，农业比重，对农业比例的评估值愈大，表明本区域原有的绿化覆盖率仍需进一步改善，应更多的关注其涵养水源的修复，但若以农业比例为指标，其评估值为偏小，则表示此区域原有的绿化覆盖率要优于其他指标；第三，还应该重视工业比重，意识到工业的类型是多样的，很多工业对环境的影响很大，会降低涵养水源的能力，严重破坏环境，造成严重的环境污染尤其是水污染[3]。

指标C即社会因素，其下涵盖三层二级指标，第一，人口密度，人口密度同环境质量有直接的关系，如果一个地区的人口密度较高则会产生相当多的生活垃圾，如果处理不当则会对自然界中的环境造成严重的破坏污染，同时如果后期没有强有力的管理和较高质量的修复工作则涵养水源恢复能力不能够得有效地提高，甚至难以恢复到原来的状态；第二废水治理设备数量，设备数量同该地区的治理能力、环保意识有直接的关系，废水治理设备数量充足则能够为区域内的环境做好保障，提升还要水源恢复能力，缩短恢复的时间；第三，道路长度，道路长度反映的是涵养水源区域本身同该区域以外的地方联系的频率与沟通的能力，能够直观的反映出该区居民的素质及区域总体的经济发展状况，所以不能忽视该指标的重要性[4]。

1.2 归一化植被指数数据获取

通过引入遥感技术等先进的技术，可以有效地利用该技术对森林生态修复过程中的涵养水源产生的影响进行评估，然后从当中选择植被的指数，然后将该指数作为确定为最终的水土保持恢复能力。遥感影像当中有很多有价值的数据，比如涵养水源周围地表植被的光谱量数量，这一数量数值的大小可以判断该区域内植被的实际生长情况，并进一步推断出该区域内还有水源恢复力的大小，归一化植被指数的计算公式如下：

在规划植被指数计算公式当中规划植被指数用N来表示，分辨率成像光谱设备的第一波段反射率用P1表示，而分辨率成像光谱设备第二波段反射率用P2表示，每一个分辨率成像光谱设备都能够直观、有效地将归一化植被指数反映出来，但应该注意到植被生长会受到很多因素的影响，云量大小也有所不同，这些都会导致最终结果有较大的差异。

以上指标中的各项数据的依据主要有两个：第一，A级自然因素指标是通过涵养水源地区气象观测站点的测量数据获取的，或者是涵养水源区域水利部门所颁发的文件当中获取的；第二，社会因素和经济因素指标是通过涵养水源地区统计的相关数据获取的。

1.3 数据标准化定量处理及数据权重的确定

在收集了各种评估方法的基础上利用 ArcGIS Server 9.2中的相应应用，将自然、经济、社会三方面的各种因素进行了迭代计算，对这些数据进行了定量计算。在森林生态修复中，对涵养水源的恢复能力的各个指标无论在等级还是测量上都无法比较，所以为了确保评估的公正和公正，必须在评估之前将所有的资料进行统一的规范化，以确保在评估的时候过程结果的公正性，即使评分数目的差异也能确保各个因素的公平，将各项指数的属性特性设定为0至1，指数系统中与涵养水源的复原能力成正比关系的指数资料可以由公式（2）表达，而指标体系中同涵养水源恢复能力成相反关系的指标数则可以用公式（3）表示[5]。

在（2）、（3）等式中，用K1来代表以正性相关指数评估的结果，K2代表反向相关性指数评估的结论，前者包含：A1至A3、A5和A6、C2和C3；后者主要包含：A4、B1至B3、C1。

在此，所选用评价体系中的各级指标数据的确定方法主要为多层因子分析，具体指标权重数据分配如下表所示：

表2 涵养水源恢复力定量评价指标权重分配

公式（4）为最终的评价综合结果，从该结果中可以看出具体的数值分配。其中H为评价的最终结果K为评价单元表转化之后的定量数值，Q为每一个评价指标对涵养水源回复能力评价的影响重要性的分配权重。评估成果H可以从数据上进行划分，主要氛围五个层次，第一，如果H值大于等于0.800，代表有良好的生态修复能力；第二，如果H值介于0.600与0.799之间，那就是表明有较好的涵养水源恢复能力；第三，如果H值介于0.450与0.599之间,表明涵养水源恢复能力还处于一般水平，有很大的进步空间；第四，H值介于0.25与0.449之间,则表明了涵养水源的恢复能力较弱；第五，H值小于等于0.249时则表明了涵养水源的恢复能力十分差。

2 实验论证分析

本研究与试验以广东省一个地区的一个湖为例进行了森林生态恢复，这个地区的森林恢复面积约为13,536平方公里，其中的绿化恢复项目主要有：涵养水源，调节水的流通，以及改善当地的水文条件和地理条件。

首先对该区涵养水源恢复力采用传统评价方法进行评价，然后再用本文先提出的评价定量评价方法进行评价，所有的数据相对较新，数据来源较为可靠，主要以该林区内二类调查数据和统计年鉴数据为主，为了确保数据的可靠性和精准性在实验开始之前还到该区域进行了实地的考察，了解并掌握了区域周围可能影响恢复力评价结果的多种因素，依据一定的标准与规范设置实验组与对照组，然后对比两组的评价结果矢量值[6]。如果矢量值低说明该方法的有效性有待进一步提升，如果矢量职高则表明该评价方法有相当强的可靠性，图1为实验组同对照组两组之间评价矢量值得对比，可以看出实验组的评价食量矢量值高于对照组的评价矢量值：

图1 实验组与对照组评价矢量值对比图

通过公式计算进一步得出实际的数据可以看出实验做评价是量值的最终平均值为0.89，而另一个对照组的平均值则为0.34，与此同时，还应注意的实验组的矢量值随着评价完成情况的逐渐攀升而越来越靠近实际，但对照组在评价完成情况逐渐攀升的过程中其评价矢量值的波动较大，所以通过有效的实验可以判断出涵养水源恢复力定量评价这一方法较传统评价方法有效到大的优势，能够保证数据评价的合理性与精准性，能够在一定程度上满足林业生态修复过程中对还要水源情况评价的实际需要，更好的为相关工作提供数据支持与服务[7]。

3 结论

随着经济的发展和人民生活水平的提高对水的用量加大，但也造成了严重的水污染问题，在很多地区还存在水资源短缺的情况，所以林业生态修复及相关的各项服务工作与功能受到了社会各界人士的关注，当前的首要问题就是改善生态环境，这不仅是自然发展的要求，同时也是人类生产生活的必要保障，这一工作需要对各种类型的资源进行优化组合，可以组成具有多元性的生态环境森林资源，有其独特的优势，在生活中起到了很大的作用。

随着人口的快速增长、自然灾害的发生等对森林资源的消耗量是非常大的，应该注意到森林生长的周期较长，如果不能够及时进行后期的处理与维护，减少次生灾害的发生则会出现更为严重的环境问题。林业生态修复过程包含的工作内容相对复杂，其中最重要的就是涵养水源，林业生态修复中还有水源恢复力同林业自身的健康发展有着直接的关系，涵养水源是指能够对林业生态系统进行有效地维护，加强对降水等进行有效的拦截和储存。本文主要分析了传统生态修复涵养水源恢复力评价，然后提出了新的定量评价方式，这一方式对涵养水源恢复力评价和相关的实践工作具有相当重要的意义。