[发明专利]一种坡地农林复合生态系统的构建方法

摘要

一种坡地农林复合生态系统的构建方法，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；对上述等高植物篱空间结构进行了设计，具体来说是，综合考虑耕作管理要求、植物根系竞争要求，植物篱带间光照要求等因素，通过公式确定最小带间距；考虑地面坡度、重力加速度、细沟侵蚀临界坡长以及满宁糙率等因素来确定最大带间距，并通过最小、最大带间距而确定适宜带间距，同时给出了带内株距设计。它能形成一道道生物屏障，减少水土流失，实现坡地水土资源的合理利用。

主权项

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；植物篱带间距和带内株距按以下方式确定：(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当阳光迎坡照射即植物篱投影带在上坡时：WS＞Hctgh/(ctgh+ctgβ)sinα (3)②当阳光背坡照射即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mh-太阳高度角°，sinh＝sinφsinδ+cosφcosδcosω，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°，其中tgβ＝tgαsin(|A1-A2|，其中，A1为太阳方位角，sinA1＝cosδsinω/cosh；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：Lmax≤Lcr＝g-5/3[(0.89+0.00056T)/100]10/3(nkfcosαI30)-1tgα-7/6 (5)式中：Lmax-植物篱带最大间距m；Lcr-坡面产生细沟侵蚀的临界坡长m；n-满宁糙率；g-重力加速度；α-地面坡度°；I30-大雨时的最大30min次降雨雨强mm；T-饱和土壤抗剪切力kPa；kf-对照坡地的径流系数；3)适宜带间距确定分别利用公式(1)-(4)确定坡地等高植物篱的最小带间距(Lmin)、公式(5)确定最大带间距(Lmax)；如计算出：Lmin＜Lmax，则确定以Lmax为适宜带间距；如计算出：Lmin＞Lmax，则综合考虑生态与经济效益，确定以(Lmax+Lmin)/2为适宜带间距；二、带内株距设计以近地面枝条密度作为安排篱笆带内部植株株距的依据，其计算公式为：N＝Dn/Dm式中：N-单位长度篱笆带内植株数，Dn-篱笆所需近地面枝条密度，Dm-该种植物单株平均近地面枝条密度。