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续探讨。
2.2以生态学为主要理论依据的综合效益定量评价研究
森林的综合效益,就是要保持生态系统的平衡,从生态经济系统的观点出发,以提高系统的整体功能和效益为目的。许多研究者以生态学为主要依据,对生态经济效益的指标体系和定量评价方法进行了探讨。周庆生[9]对生态经济型防护林体系生态经济效益评价指标体系进行了探讨,对各指标进行量化,得出生态经济指标的得分值;北京林大的孙立达、朱金兆等[10]提出了水土保持林生态效益评价指标体系;这些研究结果大都是以一些合适的数学方法确定一个定量的生态效益指数或综合效益指数等,从而实现生态效益或综合效益的定量化,如崔清涛等(19%)用层次分析法对一个地区的防护林系综合效益进行了评价,宫伟光等对防护林体系进行了区域性生态效益评价,朗奎建等 [11]对林业生态工程10种森林的生态效益进行了计量评价。刘勇,支玲,邢红等明确林业生态工程综合效益后评价内涵, 运用模糊综合评价法, 以内蒙古通辽市开鲁县三北工程第一阶段综合效益后评价为例, 对林业生态工程其防风固沙效益、庇护农田效益、保护牧场权益等生态效益, 其活立木储备效益、经济林产品效益、薪材生产效益等经济效益, 及其社会效益评价进行了应用研究。
3.关于综合效益的研究[1-2,11]
林业生态工程综合效益评价是一项极为复杂的系统工程。它涉及面广、评价的内容多,并且不同类型林业生态工程综合效益也具有不同特征。但总体来看,林业生态工程综合效益评价主要包括效益检测、效益评价指标和指标体系的建立、效益评价方法、手段和技术等
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多个方面。 2.1水文生态效益
林业生态工程通过森林生态系统中不同层次对降水的截流、蒸散、吸渗作用,减弱了地表径流速度,增加了土壤拦蓄量,同时改善了土壤结构和物理性质,提高了土壤的抗冲、抗蚀性能,加之植物的根系作用,综合表现为涵养水源、保土减沙和改善水质等效益。
(1)植被冠层截留降水。该方法分别在各种林分的内外选择有代表性的标准水和空地作为长期观测对象。在所取得的标准木和林外空地放置雨量槽或雨量筒,测定每次降水量、降雨强度和降雨过程。林冠截留量I近似地表达为:I=P林内-P林外。
式中I——林冠截留量;P林内——林内降水量;P林外——林外降水量。 (2)枯枝落叶层水文生态作用。该方法包括枯枝落叶层蓄积动态(在林分内设置标准地沿对角线机械分布样方,收集其上枯落物,烘干后测得现存蓄积量,并随时间变化测定其分解率和分解量),枯落物抗冲试验研究(水槽法)以及枯枝落叶层阻延样流速度的相关方法。
(3)林地土壤入渗。该方法包括土壤水分运动参数的测定、野外入渗过程的测定(如单环水头法、双环入渗法),室内入渗过程的测定及土壤饱和导水率的测定。
(4)坡面径流与泥沙。根据观测地区植被的典型性和实验的对比性,选择实验标准地,布设坡面径流小区,观测每次产流产沙量和过程,分析计算场暴雨坡面产流产沙
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量,并和对照小区进行比较。
2.2涵养水源效益
国内外研究涵养水源效益的方法有两种:一是森林区域水量平衡方法;二是根据森林土壤的蓄水力和森林区域的径流量计算森林涵养水源量。
(1)根据水量平衡法汁算森林涵养水源总量
森林年水源涵养量=森林年总降水量—森林年总蒸散量 森林年降水量=区域年降水量×区域森林覆盖率 森林年蒸散量=森林年降水量×70%
(2)根据森林土壤的蓄水力和区域径流量计算森林涵养水源量
森林涵养水源量=林冠截流的降水量+枯枝落叶层的降水容量+森林土壤的降水储量
森林土壤的降水储量=森林地域面积×土壤深度×非毛管孔隙度 2.3土壤改良效益
林业生态工程具有明显的改良土壤效益。主要表现在以下几个方面: (1)对土壤理化性质的改良作用
采用土壤剖面调查和土样化验的方法。先挖土壤剖面,进行土壤调查,填写土壤剖页脚内容8
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面调查记录表,并按要求采土样。然后则是土壤物理性质和化学性质的测定。土壤理化性质的测定:包括土壤密度、孔隙度、土壤质地、水稳定性团粒结构。具体的测定可参照《土壤理化分析》和《土壤农业化学常规分析方法》;土壤化学性质的测定;包括全N、全P、全K、有机质、水解氮、氨态氮、速效磷、缓效钾、速效钾、CaCO3、PH值。微量元素包括锰、铜、锌、铁、硼、钼。
(2)土壤抗蚀抗冲
根据不同类型防护林的分布,在实验区布设若干研究样地。在样地内分成0~20cm、20~40cm、40~60cm 3个层次采集土壤剖面。样品带回室内,风干备用。同时,在现场测定有关土壤物理和力学性质。
土壤抗蚀性测定:通过测定土壤团聚体在静水中的分散速度,以比较土壤的抗蚀性能,并大小,并用水稳性指数“K”表示。有机质含量较高的土壤,其水稳性指数较高,抗蚀性较强;反之则小;土壤抗冲性测定:用一定坡度、一定雨强下,冲刷1g土所需的时间来表示土壤抗冲性能的强弱,即用As(Anti-scourability)表示。As值越大,土壤的抗冲性越强。
(3)土壤抗剪作用
土壤抗剪作用的研究目前一般采用应变控制式三轴剪切仪。
试验原理:采用应变控制式三轴剪切仪,选用固结不排水方法剪切。选用0.5、1.0、1.5、2.0kg/cm2四级周围压力,测算出最大主应力差(?1-?2),根据库仑—摩尔强度理论,用图解法求出C、φ值。即通过试验测绘—组极限应力圆,并作这组圆的公切线,得试
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样的极限抗剪强度包线。该线与核轴的夹角内摩擦角为φ,在纵轴上的截距为凝聚力C。试验方法:采用承筒按预定的初始体积密度和含串根率制备试样,然后使试祥静置一定时间。试验时将试样装在压力室内,试样体积为96cm3,对试验施加各项平等的周围压力。按规定的速率对试样施加附加的轴向压力,使试样受剪,直至剪破。在剪切过程中同时测记试样的轴向压缩量,计算出相应的轴向应变?2,并绘制在该周压?3作用下的主应力差[(?1-?2)/2]与轴向应变?2的关系曲线,以该曲线上峰值作为该级周压?3作用下的极限应力图的直径。
(4)防护林根系固土作用
国外关于林木根系固土作用的研究已经有几十年的历史。早期的研究多借用农业上作物抗风倒的研究方法,即侧向或垂直向上整体拉拔对树木整体的侧向抗拉力或垂直抗拔力影响的研究,然后进行林木因土的整体评价。与此同时,为了克服野外实地测定易受的各种限制,一些学者借助丁室内实验,研制了各种模型,从理论上对根系的固土作用加以解释。
2.4综合效益评价
林业生态工程综合效益评价方法有以下几种:(1)政策性评估。该评估方法是森林主管部门根据经验对所辖区内的森林作出最佳判断而赋予的价值,其典型的方法有美国的阿特奎逊法和德国的普罗丹法。(2)生产性评估。该评估方法是从生产者的角度出发,森林游憩的价值至少应该等于开发、经营和管理游憩区投入的成本,其典型方法的直接成本法和平均成本法。(3)消费性评估。该评估方法从消费者的角度出发,森林游憩的价值至少应该等于游客游憩时的花费,其典型方法:游憩消费法。(4)替代性评估。
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