[发明专利]一种坡地农林复合生态系统的构建方法

说明书

技术领域

本发明属于坡地农林复合生态系统的一种构建技术，是营建坡地生态系统可持续利用模式的新方法。

背景技术

举世瞩目的长江三峡水利枢纽工程建设，涉及的经济、社会和环境生态问题很多，其中坡地水土流失的有效控制是一个难度很大的问题。

三峡库区是长江上游主要的生态脆弱区之一，以山地丘陵为主，地形起伏大，降雨多、强度大，易风化的软弱岩层出露面积广，具有发生水土流失的潜在条件；加之区域人多地少，土地垦殖系数高，坡耕地比重大，以及移民安置与生产、城镇、道路等基本建设的大量增加，导致区域水土流失严重。水土流失面积占库区幅员面积的48.55％，年均水土流失量达1.5亿t，入库泥沙4000多万t，其中，坡地土壤侵蚀占水土流失总量的60％。在这样一个脆弱的土壤生态环境系统上要建立稳产高产的旱作农业，或者退耕还林还草，在短时间内显然是困难甚至不现实的。因此，必须努力减少坡地水土流失，提高土地持续生产力，改善坡地生态持续性。

坡地植物篱农业复合模式是一种融生态、经济为一体的坡耕地可持续利用技术模式，由植物篱笆与农地两大利用类型所构成。植物篱笆依据生态经济原则筛选适宜草灌植物，依据不同坡度、岩性和侵蚀强度设计篱带宽度和密度，等高种植形成密集型篱笆，达到防止水土流失的目的；篱带间为农业耕作(粮食、经济作物、果树等)利用，使之与植物篱笆共同构成农林复合经营技术模式。坡地植物篱农业复合模式是一种人工控制的坡地生态系统，设计适宜的空间结构是决定植物篱农业复合模式功能与效益的核心内容。

发明内容

本发明的目的是提供一种坡地农林复合生态系统的构建方法，以减少水土流失，实现坡地水土资源的永续利用。

本发明的目的是这样实现的：1、一种坡地农林复合生态系统的构建方法，其特征是：在坡地坡面上沿等高线每隔一定距离种植行单一或混合型植物篱带，植物篱形成一道道生物屏障，以拦截径流与泥沙、减少水土流失：

(1)带间距设计

1)最小带间距Lmin设计

A)带间耕作及栽培管理要求——最小带间距大于便于耕作及管理的田地宽度：

WT＞B/cosα                        (1)

式中：WT-耕作及栽培管理要求最小带间距(m)；B-田地宽度(m)；α-地面坡度(°)；

B)根系竟争要求——最小带间距大于根系胁地水平宽度：

WR＞DR/2cosα                       (2)

式中：WR-根系竟争要求最小带间距(m)；DR-根系胁地水平宽度(m)；α-地面坡度(°)；

C)光照要求——最小带间距大于植物篱投影带宽度：

①当阳光迎坡照射(植物篱投影带在上坡)时：

WS＞Hctgh/(ctgh+ctgβ)sinα               (3)

②当阳光背坡照射(植物篱投影带在下坡)时：

WS＞Htgβtgh/(1-tgβtgh)sinα             (4)

式中：WS-光照要求最小带间距(m)；H-植物篱高(m)；h-太阳高度角(°)(sinh＝sinφsinδ+cosφcosδcosω^[14]，φ为当地纬度；δ为太阳赤纬；ω为太阳时角)；β-植物篱水平面投影线与坡面投影线的夹角(°)(tgβ＝tgαsin(|A₁-A₂|)，其中，A₁为太阳方位角，sinA₁＝cosδsinω/cosh^[14]；A₂为等高线的方位角)；α-地面坡度(°)；

D)最小带间距Lmin确定：

利用公式(1)-(4)分别计算出：耕作及栽培管理、根系竟争、光照对坡地等高植物篱的最小带间距要求WT、WR、WS，确定以三者中最大值作为植物篱的最小带间距；

2)最大带间距Lmax设计

植物篱最大带间距Lmax的布设应以不超过细沟侵蚀产生的临界坡长Lcr为准，即：

L_max≤L_cr＝g^-5/3[(0.89+0.00056T)/100]^10/3(nk_f cosαI₃₀)^-1tgα^-7/6(5)