第5章_林業(yè)生態(tài)工程

1、第五章 林業(yè)生態(tài)工程張靖Z教學(xué)目的和要求 1 了解林業(yè)生態(tài)工程現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)了解林業(yè)生態(tài)工程現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2 掌握林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)的基本原理掌握林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)的基本原理 3 掌握農(nóng)林交錯(cuò)帶林業(yè)工程建設(shè)內(nèi)容及實(shí)施方案掌握農(nóng)林交錯(cuò)帶林業(yè)工程建設(shè)內(nèi)容及實(shí)施方案 4 掌握荒山林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)的要點(diǎn)掌握荒山林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 5 熟悉山地自然保護(hù)區(qū)林業(yè)生態(tài)工程的設(shè)計(jì)流程熟悉山地自然保護(hù)區(qū)林業(yè)生態(tài)工程的設(shè)計(jì)流程綱要 第一節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程概述 第二節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)的原理 第三節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程的設(shè)計(jì) 第四節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)案例第一節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程概述1.1.林業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題 （1）人口增長(zhǎng)對(duì)

2、森林資源的壓力 （2）貧困和環(huán)境危機(jī)：世界森林資源減少趨勢(shì)引發(fā)了兩大危機(jī)：貧困與環(huán)境問(wèn)題鮮明的對(duì)比鮮明的對(duì)比1.2林業(yè)生態(tài)工程的發(fā)展原因：原因：傳統(tǒng)林業(yè)造成生態(tài)失衡，使林業(yè)發(fā)展不可持續(xù)。 生態(tài)失衡的基本原因：資源是有限性與環(huán)境容量的閾值 生態(tài)失衡的主要標(biāo)志：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，功能破損和缺失 生態(tài)效益對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響和制約生態(tài)效益是經(jīng)濟(jì)效益的潛在基礎(chǔ)生態(tài)供給閾對(duì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的制約生態(tài)失衡對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響 20世紀(jì)世紀(jì)90s后發(fā)達(dá)國(guó)家率先從傳統(tǒng)的木材生產(chǎn)為中心后發(fā)達(dá)國(guó)家率先從傳統(tǒng)的木材生產(chǎn)為中心轉(zhuǎn)變?yōu)樯侄嘈б嬗览m(xù)利用。轉(zhuǎn)變?yōu)樯侄嘈б嬗览m(xù)利用。以德國(guó)為代表的森林經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)三大效益一體化的林業(yè)生態(tài)發(fā)

3、展戰(zhàn)略；以法國(guó)、新西蘭、澳大利亞為代表的森林多效益主導(dǎo)利用的林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略；以美國(guó)、日本、瑞典為代表的森林多效益綜合經(jīng)營(yíng)的林業(yè)生態(tài)發(fā)展戰(zhàn)略。 發(fā)展中國(guó)家仍面臨能源短缺、毀林輪墾等眾多問(wèn)題。發(fā)展中國(guó)家仍面臨能源短缺、毀林輪墾等眾多問(wèn)題。1.3林業(yè)生態(tài)工程學(xué)內(nèi)容林業(yè)生態(tài)工程學(xué)內(nèi)容 目的：目的：不是只考慮經(jīng)濟(jì)效益，而是經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)三大效益的統(tǒng)一； 過(guò)程：過(guò)程：不是單項(xiàng)技術(shù)的疊加，而是配套技術(shù)合理組合的完整工藝流程。 目標(biāo)：目標(biāo)：就是在促進(jìn)林業(yè)系統(tǒng)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮林業(yè)生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染和水土流失，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的同步發(fā)展。林業(yè)生態(tài)工程森林環(huán)境保護(hù)工程防護(hù)林工程固沙工程森林自然保

4、護(hù)區(qū)森林公園水源涵養(yǎng)林防風(fēng)固沙林水土保持林農(nóng)田防護(hù)林海防林國(guó)防林森林生態(tài)環(huán)境服務(wù)工程森林療養(yǎng)建設(shè)城市環(huán)境林農(nóng)林復(fù)合生態(tài)經(jīng)系統(tǒng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)工程生態(tài)經(jīng)濟(jì)林立體林業(yè)林業(yè)生態(tài)工程分類(lèi)列表我國(guó)已在進(jìn)行的林業(yè)生態(tài)工程有我國(guó)已在進(jìn)行的林業(yè)生態(tài)工程有： 三北防護(hù)林工程 沿海防護(hù)林工程 長(zhǎng)江中上游防護(hù)林工程 太行山造林綠化工程 淮河太湖流域綜合治理防護(hù)林體系工程 珠江流域綜合治理防護(hù)林體系工程 遼河流域和黃河中游的綜合治理防護(hù)林體系工程（1）三北防護(hù)林體系建設(shè)工程 1979八大沙漠、四大沙地八大沙漠、四大沙地（2）長(zhǎng)江中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程1989關(guān)系到長(zhǎng)江中上游水土保持及長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展

5、的重大工程（3）沿海防護(hù)林體系建設(shè)工程構(gòu)筑沿海防護(hù)屏障、抗御風(fēng)暴、海潮等自然災(zāi)害，保護(hù)農(nóng)田，改善生態(tài)環(huán)境，保障沿海人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全（4）平原綠化工程 1988-2000全國(guó)九百多個(gè)平原、半平原和部分平原縣(市、旗)規(guī)劃造林933萬(wàn)公頃，以保護(hù)全國(guó)40%以上耕地的生態(tài)環(huán)境（5）太行山綠化工程在太行山石質(zhì)山區(qū)營(yíng)造水源涵養(yǎng)林、水土保持林，發(fā)展果木經(jīng)濟(jì)林，以提高山區(qū)的水土保持能力，并兼有較好的經(jīng)濟(jì)效益。（6）防沙治沙工程（7）淮河太湖流域綜合治理防護(hù)林體系建設(shè)工程（8）黃河中游防護(hù)林工程（9）遼河流域綜合治理防護(hù)林體系建設(shè)工程（10）珠江流域綜合治理防護(hù)林體系建設(shè)工程1.4林業(yè)生態(tài)工程與傳統(tǒng)造林綠

6、化的主要區(qū)別林業(yè)生態(tài)工程與傳統(tǒng)造林綠化的主要區(qū)別林業(yè)生態(tài)工程林業(yè)生態(tài)工程傳統(tǒng)造林綠化傳統(tǒng)造林綠化工程類(lèi)型工程類(lèi)型人工生態(tài)系統(tǒng)重建的綜合工程栽上喬木即成林的簡(jiǎn)單過(guò)程工程目的工程目的為人類(lèi)服務(wù)，注重長(zhǎng)遠(yuǎn)與短期利益結(jié)合注重長(zhǎng)期利用樹(shù)種選擇樹(shù)種選擇針對(duì)當(dāng)前環(huán)境特點(diǎn)建造適當(dāng)?shù)闹脖活?lèi)型歷史上有過(guò)什么樣的林就造什么林工程重點(diǎn)工程重點(diǎn)建造一個(gè)優(yōu)化的群落結(jié)構(gòu)種群的建造，忽視種群間和諧關(guān)系的建造。第二節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)的原理2.1系統(tǒng)論原理系統(tǒng)論原理人工林生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成圖 結(jié)構(gòu)的有序性：人工林生態(tài)系統(tǒng)包括森林生物森林生物和森林環(huán)境森林環(huán)境兩大組分，其兩大組分又可以自成系統(tǒng)。 不但要考慮生物之間的和諧有序，還要考慮

7、環(huán)境與生物之間的相關(guān)關(guān)系。2.2生物間互利共生的原理生物間互利共生的原理 自然界沒(méi)有任何一種生物能離開(kāi)其他生物而單獨(dú)生存繁衍。(共生和對(duì)抗) 發(fā)揮生物種群間互利共生互利共生的機(jī)制，使生物復(fù)合體“共存共榮”，是人工生態(tài)系統(tǒng)建造的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。生態(tài)位是一個(gè)物種所處的環(huán)境以及其本身生活習(xí)性的總稱(chēng)。2.3“生態(tài)位生態(tài)位”與自然資源多級(jí)利用原理與自然資源多級(jí)利用原理 樹(shù)冠中隱蔽的條件和其中的食葉昆蟲(chóng)等就為鳥(niǎo)類(lèi)提供了一個(gè)適宜的生態(tài)位； 林冠下的弱光照、高濕度給喜陰生物提供生態(tài)位； 枯枝落葉的堆積又給小動(dòng)物（蚯蚓、蠕蟲(chóng)等）提供了適宜的生態(tài)位。 實(shí)現(xiàn)自然資源的多級(jí)利用實(shí)現(xiàn)自然資源的多級(jí)利用一片荒山在種植上喬木

8、樹(shù)種（生態(tài)工程）以后.2.4環(huán)境的時(shí)間節(jié)律與環(huán)境的時(shí)間節(jié)律與生物的機(jī)能節(jié)律原理生物的機(jī)能節(jié)律原理自然環(huán)境因子中的光照、溫度、濕度隨時(shí)間而不斷地變化。 日周期（夜行動(dòng)物） 月周期（海洋動(dòng)物） 季周期（季節(jié)變化） 年周期種群的選擇應(yīng)與當(dāng)?shù)丨h(huán)境節(jié)律相匹配，種群的選擇應(yīng)與當(dāng)?shù)丨h(huán)境節(jié)律相匹配，使得不同生物種群的矛盾減少到最低使得不同生物種群的矛盾減少到最低 演替：是指一個(gè)群落被另一個(gè)群落所替代的現(xiàn)象。在演替過(guò)程中，演替前期的群落為演替后期的群落提供合適的環(huán)境條件，最后達(dá)到頂極群落。2.5人工模擬自然演替的原理人工模擬自然演替的原理東北西部、山西北部的三北防護(hù)林工程的部分林段，現(xiàn)在已出現(xiàn)一片片不死不活的“

9、小老樹(shù)小老樹(shù)”?？秤植桓铱常a(chǎn)處于停滯狀態(tài)。 這種局面完全是沒(méi)有充分考慮群落演替規(guī)律，急于求成的結(jié)果。 一期工程，采用旱生的擰條、胡枝子、沙棘、沙打旺等豆科植物進(jìn)行第一期工程建設(shè)，不但具有抗風(fēng)沙的作用，同時(shí)又改良了環(huán)境，增加了土壤肥力。 二期工程，引入喬木樹(shù)種，形成疏林結(jié)構(gòu)、建成一個(gè)喬、灌、草結(jié)合，用養(yǎng)互補(bǔ)的高效工程。第三節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程的設(shè)計(jì)3.1 農(nóng)田與森林交錯(cuò)帶的林業(yè)生態(tài)建設(shè)3.2 荒山林業(yè)生態(tài)工程的設(shè)計(jì)3.3 山地自然保護(hù)區(qū)的林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)3.13.1農(nóng)田與森林交錯(cuò)帶的林業(yè)生態(tài)建設(shè)農(nóng)田與森林交錯(cuò)帶的林業(yè)生態(tài)建設(shè)1.1農(nóng)田與森林生態(tài)交錯(cuò)帶(ecotone)的特點(diǎn) 立地條件的多樣性低山

10、、丘陵、臺(tái)地、谷地，而且低山、丘陵還有分水嶺，坡面及溝谷等。 水分供應(yīng)充足森林處于海拔較高的位置，農(nóng)田處于海拔較低的位置，交錯(cuò)帶處于兩者的中間位置，水分條件適宜。 生態(tài)流活躍氣流、水流和養(yǎng)分流從高處向低處流動(dòng)的過(guò)程中都要經(jīng)過(guò)這里。 荒山化現(xiàn)象突出土壤貧瘠、巖石裸露、植被稀少 自然生產(chǎn)力得不到充分發(fā)揮：其土地利用不夠合理，植被覆蓋度較低，對(duì)太陽(yáng)光能、熱能和降水的保存能力低，對(duì)土壤資源的利用率不高。 缺乏植被覆蓋，水土流失嚴(yán)重2主要問(wèn)題主要問(wèn)題 3農(nóng)林交錯(cuò)帶綜合治理農(nóng)林交錯(cuò)帶綜合治理與開(kāi)發(fā)體系的工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)體系的工程設(shè)計(jì) 分為三部分：分為三部分：分水嶺保護(hù)區(qū)的建設(shè)與設(shè)計(jì)（生態(tài)）坡面生產(chǎn)區(qū)建設(shè)與設(shè)

11、計(jì)（生產(chǎn)）溝谷防治工程的建設(shè)與設(shè)計(jì)（防護(hù)）（1）小流域生態(tài)系統(tǒng)的劃分）小流域生態(tài)系統(tǒng)的劃分 一般以有常年流水的最小河流的分水嶺為界，將不同的小流域劃分開(kāi)來(lái)。 每一個(gè)小流域都是協(xié)調(diào)的統(tǒng)一整體。（2）分水嶺保護(hù)區(qū)的建設(shè)與設(shè)計(jì)）分水嶺保護(hù)區(qū)的建設(shè)與設(shè)計(jì)p造林目的：造林目的：保持水土、恢復(fù)自然地帶性植被p林種及樹(shù)種的選擇：林種及樹(shù)種的選擇：種植與當(dāng)?shù)氐拇髿夂驐l件相適應(yīng)的地帶性植被。溫帶濕潤(rùn)地區(qū)的分水嶺應(yīng)建針闊混交林；暖溫帶濕潤(rùn)氣候帶的分水嶺，營(yíng)造落葉闊葉林；亞熱帶濕潤(rùn)氣候帶的分水嶺，營(yíng)造常綠闊葉林。p整地：按等高線進(jìn)行塊狀整地。p造林密度：5000株/hm2，這是根據(jù)防護(hù)林的保水保土的需要而確定的。按

12、12即株距1m，行距2m的要求種植，或采用株間混交方式。等高整地示意圖（3）坡面生產(chǎn)區(qū)建設(shè)與設(shè)計(jì)）坡面生產(chǎn)區(qū)建設(shè)與設(shè)計(jì)造林目的：造林目的： 減緩徑流，護(hù)坡固土，防止坡蝕 發(fā)展用材林、飼料林，以利于坡地生態(tài)環(huán)境及生物群落的可持續(xù)發(fā)展林種及樹(shù)種組成林種及樹(shù)種組成 以增強(qiáng)水土保持的用材林及飼料林為主。 北方要選用落葉松等；南方要選用銀合歡、桉樹(shù)、樟樹(shù)、榕樹(shù)、馬尾松、濕地松、刺槐、紫椴、水曲柳等。 林下灌木在北方可種紫穗槐、胡枝子；南方可種豬屎豆等。整地：整地：按等高線方向挖坑整地，實(shí)行喬木帶與灌木帶間作。喬木帶4行，灌木帶4行。造林密度：造林密度： 喬木帶5000株/hm2，采用1m2m針闊葉混交方

13、式。 灌木常以墩狀種植，10000墩/hm2，采用1m1m，上下兩行交錯(cuò)布局。等高間作示意圖（4）溝谷防治工程的建設(shè)與設(shè)計(jì)）溝谷防治工程的建設(shè)與設(shè)計(jì)特點(diǎn) 溝谷是水利侵蝕和重力侵蝕的集中點(diǎn)； 溝谷是洪水、泥沙下瀉的通道； 溝谷經(jīng)常有下切、側(cè)蝕及崩塌等現(xiàn)象發(fā)生，往往是支離破碎、難以利用的地方。節(jié)節(jié)設(shè)防，組成互有聯(lián)系的防治體系 溝頭挖截水溝埂 溝頭排水溝埂的設(shè)置溝坡防護(hù) 為了防止溝坡崩塌、滑塌而采取的溝坡穩(wěn)定措施。 主要以生物固坡為主，帶狀種植沙棘。沙棘橫走的根莖可以萌生新的植株，自我繁殖能力極強(qiáng)，23年就可遍布全溝，這就使溝坡得到固定。溝底防護(hù) 為了防止徑流向下侵蝕。其具體方法是修谷坊壩，即在溝內(nèi)

14、修筑堵水的壩。 種植灌木（如紫穗槐）或插柳，以加固土石工程，防止垮壩。谷坊壩可用石壘或土砌，留有溢水口3.2荒山林業(yè)生態(tài)工程的設(shè)計(jì)荒山林業(yè)生態(tài)工程的設(shè)計(jì)花崗巖、片麻巖荒山的生態(tài)工程設(shè)計(jì)花崗巖、片麻巖荒山的生態(tài)工程設(shè)計(jì) 土層厚2550cm，但也有基巖裸露的花崗巖荒山，常見(jiàn)于華北和東北、遼西及內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分地區(qū)。 其海拔一般為500800m。年降水量500600mm。 由于人類(lèi)亂砍濫伐，此類(lèi)山地樹(shù)木極少，多為稀疏的草本植物或已墾為旱田。 造林目的：造林目的：逐步恢復(fù)森林植被，保持水土，利用荒山發(fā)展畜牧業(yè)。 林種：林種：飼料林、防護(hù)林。 樹(shù)種：樹(shù)種：北方可種植刺槐、檸條、沙打旺；南方可種植銀合歡

15、、胡枝子、苜蓿、草木樨等。 整地：整地：按等高線筑壕或按等高線挖魚(yú)鱗坑，雨季栽植。 第一步，先把無(wú)林地變成有林地； 第二步，將分水嶺的植被恢復(fù)為地帶性植被； 第三步，將斜坡建設(shè)為生產(chǎn)區(qū)。等高魚(yú)鱗坑示意圖花崗巖、片麻巖類(lèi)荒山造林示意圖建設(shè)與設(shè)計(jì)建設(shè)與設(shè)計(jì) 樹(shù)種：豆科灌木、檸條、小葉錦雞兒、老虎刺、銀合歡或當(dāng)?shù)貥?shù)種。 整地：在有表土或有碎石的立地上挖坑播種。 播種：每穴16粒種子。 撫育：三年后平茬?？衫靡吧乃釛?、黑棗嫁接成大棗和柿子，在石灰?guī)r荒山上種植，花椒也可栽植在石灰?guī)r荒山上，但不宜種板栗。3.3山地自然保護(hù)區(qū)的林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)山地自然保護(hù)區(qū)的林業(yè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)u自然保護(hù)區(qū)在保護(hù)林業(yè)資源中

16、的意義第一，增加了環(huán)境資源林的面積，改善了我國(guó)的林分結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了林業(yè)經(jīng)營(yíng)的綜合效益第二，有利于保護(hù)環(huán)境資源林第三，保護(hù)好天然林系統(tǒng)中動(dòng)植物群落的多樣性第四，充分發(fā)揮保護(hù)區(qū)及其周?chē)貐^(qū)的多種效益u自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)工程設(shè)計(jì)以丹霞風(fēng)景名勝區(qū)的生態(tài)工程設(shè)計(jì)紅色碎屑巖( 主要是礫巖和砂巖)，在風(fēng)化、重力崩塌、流水溶蝕、風(fēng)力侵蝕等綜合作用下形成的有陡崖的城堡狀、寶塔狀、針狀、柱狀、棒狀、方山狀或峰林狀的地形。u自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)工程評(píng)價(jià)風(fēng)景質(zhì)量評(píng)價(jià)風(fēng)景質(zhì)量評(píng)價(jià)：作為保護(hù)規(guī)劃依據(jù)之一的風(fēng)景質(zhì)量評(píng)價(jià)是以專(zhuān)家評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)的，適當(dāng)參考公眾的評(píng)價(jià)。景觀閾值評(píng)價(jià)景觀閾值評(píng)價(jià)：根據(jù)地形、植被、土壤、水文條件、人為活動(dòng)的強(qiáng)度

17、等，對(duì)各種景觀類(lèi)型的景觀閾值做出定性的評(píng)價(jià)。（外界干擾的抵御能力）景觀敏感度評(píng)價(jià)景觀敏感度評(píng)價(jià)：根據(jù)易見(jiàn)程度和引人注意的程度，本區(qū)的景觀可劃分為三個(gè)等級(jí)的敏感區(qū)。u自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)工程評(píng)價(jià)（續(xù)） 特殊價(jià)值的資源：上述評(píng)價(jià)還不能完全反映出某些資源的保護(hù)價(jià)值。 如集中分布在丹霞山體上的宗教文化景觀及摩崖石刻、散布在丹霞地貌分布區(qū)內(nèi)的古巖寺、古山寨遺址及懸棺、具有重要科研和教學(xué)價(jià)值的準(zhǔn)南亞熱帶季雨林植被和北亞熱帶常綠闊葉林植被、古樹(shù)名木、奇花異卉及珍禽異獸等。第四節(jié) 林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)案例l工程內(nèi)容太行山綠化工程是國(guó)家六大林業(yè)工程的重要組成部分，是繼我國(guó)“三北”防護(hù)林、長(zhǎng)江防護(hù)林等重要防護(hù)林工程之后，

18、又一世紀(jì)的水土保持工程。l工程內(nèi)容工程內(nèi)容 1994年正式啟動(dòng) 涵蓋山西、河北、河南、北京4省市的110個(gè)縣，總面積1200104hm2。 建設(shè)總目標(biāo)是：造林356104hm2， 工程建設(shè)期限從1986年-2050年。 工程分三期：一期工程為1986年-2000年，造林136104hm2；二期工程為2001年-2010年，造林178104hm2；三期工程為2011年-2050年，造林42104hm2。 防護(hù)林比例由1986年的23.8%增加到41.1%， 經(jīng)濟(jì)林比重由13.6%提高到27.2%，基本控制了本區(qū)的水土流失。 到2010年，新增森林面積110.5104hm2，森林覆蓋率達(dá)到32.4%。 森林覆蓋率由工