[发明专利]一种流域水源涵养林补植空间配置方法

说明书

本发明公开了一种流域水源涵养林补植空间配置方法，包括获取流域内地形、土壤、气象和土地利用等基础数据，并对其进行预处理；对流域水源涵养功能和造林立地适宜性进行评估和分级；将水源涵养功能等级与造林立地适宜性等级进行空间叠加，得到水源涵养弱功能区且立地适宜性等级为适宜的区域，作为补植潜在区域；计算得出流域适宜水源涵养林覆盖面积，同时与现有水源涵养林覆盖面积相减得出需要补植的森林面积；在流域水源涵养林补植潜在区域按水源涵养能力由大到小逐步筛选，直至使得选中区域面积等于需要补植的面积大小，最终确定需要补植区域并根据适地适树原则选择合适林分在补植区域实施建植。本发明可以高效地对流域水源涵养林的补植区域和种植面积进行精确确定。

技术领域

本发明涉及水土保持技术领域，具体涉及一种流域水源涵养林补植空间配置方法。

背景技术

在当前大力推进新时代生态文明建设的背景下，改造森林植被提高现有森林植被结构与功能是当今林业提质增效的一个重要内容。水源涵养林是区域经济发展的生态屏障，在保护水源、调节径流和保持土壤等方面具有重要功能。在一定的流域范围中，如何进行水源涵养林的用地规划和高效空间配置，使其既达到强大的水源涵养功能，又节约流域森林覆盖面积以缓解林业和农业用地矛盾，成了水源涵养林建造的关键技术之一。以往水源涵养林配置只是从小区尺度单纯考虑林地密度和树种结构配置，而对区域或流域尺度森林覆盖面积和空间配置研究考虑不足，这使得有些地方的森林水源涵养功能较为低下。明确水源涵养林补植面积及空间范围，并以此为基础选择合理的森林类型进行林分建造实践，有利于快速有效地实现森林结构改善，使得防护林植被体系发挥最大的水源涵养功能。通过在区域或流域尺度上确定林木的补植的数量、位置，能够科学地指导水源涵养林建设和经营。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种流域水源涵养林补植空间配置方法，从提升水源涵养角度，计算出流域内适宜森林覆盖面积和种植区域，精确地为林地营造提供方案。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种流域水源涵养林补植空间配置方法，所述方法包括以下步骤

步骤S1：获取流域数字高程、气象数据、土地利用数据、土壤数据，并进行数据预处理；

步骤S2：基于预处理后得到的多年平均降雨量、潜在蒸散发量和土壤最大根系埋藏深度、土壤饱和导水率、地形指数等栅格数据，采用InVEST模型估算流域水源涵养量分布，并在ArcGIS软件上依据水源涵养量大小对流域进行功能分级；

步骤S3：基于预处理后的基础栅格数据，采用加权求和方法对流域造林立地适宜性进行评分并由此进行适宜性等级划分；

步骤S4：将水源涵养功能区域与造林立地条件等级划分进行空间叠加，得到水源涵养林补植潜在区域；

步骤S5：根据土壤水量平衡方程，计算流域内适宜水源涵养林覆盖面积；

步骤S6：对比步骤S5计算的适宜水源涵养林覆盖面积与现有水源涵养林覆盖面积大小，确定需要补植的面积；

步骤S7：依据需要补植的面积大小，在水源涵养林补植潜在区域按水源涵养能力由大到小逐步筛选，确定水源涵养林最终补植区域；

步骤S8：根据适地适树原则，在最终确定水源涵养林改造区域进行林分营造。

优选的，所述步骤S1中气象数据包括平均气温、降水、平均风速、相对湿度、日照时数；所述土壤数据包括土层深度、土壤质地、土壤饱和含水量、土壤饱和导水率。

优选的，所述步骤S1中数据预处理包括依据数字高程数据划分流域边界、得到流域坡度和坡向；根据气象站点的经纬度信息对降雨数据进行空间插值栅格化处理；根据各气象站点平均气温、风速、相对湿度和太阳辐射数据按FAO56 Penman-Monteith公式分别计算参考作物蒸散发量，并进行空间插值栅格化处理。