[发明专利]一种干旱区山地人工植被建设的布局方法

说明书

本发明涉及一种干旱区山地人工植被建设的布局方法，该方法包括以下步骤：⑴目标物种选择：选择云/冷杉作为植被建设的目标物种；⑵进行气候适宜性评估，并以此作为背景图层；⑶土壤水分适宜性评估；⑷适生区提取：在气候适宜性评估结果的基础上，叠加土壤水分适宜性评价图层，提取两个图层相重叠的区域，以此来确定适宜目标物种进行植被建设的合理范围。本发明以土壤水分承载力理论为指导，以生态位模型为基础，综合评估其潜在适生分布区，通过图层叠置，提取合理的布局范围，能够更为客观合理地圈定适宜植被建设的分布区域，从而科学指导人工植被建设的布局与优化管理，并有效提高栽植个体的成活率和固碳能力。

技术领域

本发明涉及干旱区山地人工植被建设领域，尤其涉及一种干旱区山地人工植被建设的布局方法。

背景技术

我国西北干旱区山地（如祁连山、贺兰山等）作为重要的生态屏障功能区，是实现碳中和、开展大规模国土空间绿化行动的一个“主战场”，具有极大的生态建设潜力。随着“天然林资源保护”、“退耕还林还草”、“三北防护林”等国家重点生态工程及“三江源生态保护”、“内陆河流域生态治理”、“黄河流域高质量发展”等一系列政策措施的实施，我国西北干旱区山地植被建设持续扩大，人工植被恢复的面积比例不断提高，如祁连山甘肃境内近10年完成人工造林57.9万公顷，大大提升了地表植被覆盖。因此，干旱区山地植被系统的固碳效应和生态屏障功能正在不断增强。

然而，在追求高植被覆盖目标的同时，不适宜的植被建设不仅违背了自然规律，而且造成资源的大量浪费（投入远远大于产出），往往带来继发的生态环境问题。对于地处干旱区的山地系统（如祁连山）来说，降水量少、蒸发量高，植被群落长期演替的结果形成了“阳坡草阴坡林”的自组织格局，这种空间分布既避免了林木强烈蒸散而失水，又有效降低了对资源的种间竞争。如果人工植被建设偏离这种植被生存和发展的内在规律，必然引起人工林大面积死亡和不成林现象（俗称“小老头树”）。目前，植被恢复与建设的基本思路还是从传统理念出发进行植树造林或圈地围封保护，一些重要的生态水文学原理，如植物的环境选择作用、生态适宜性原理、土壤水分植被承载力、水资源利用限度等在实践中没有得到充分体现。因此，如何科学合理评估造林地域适宜性，优化植被建设的合理布局，实现水碳双赢仍是干旱区山地植被恢复重建的一大挑战。

作为干旱区山地植被建设的主要目标树种，云/冷杉具有高于全球温带森林平均水平的土壤有机碳和地上生物碳储量，表现出较高的固碳能力。对于目标物种的造林适生区评价，应充分遵循近自然化法则，对物种生存的自然环境（气候、土壤、水文等要素）进行综合考量。目前，国内外对于造林适生区的主流评估方法是建立指标体系、确定因子权重、构建评估模型，该方法的最大缺点受限于专家意见和分析者的经验评判，主观性较强。另外，生态位模型（如最大熵方法）也备受研究者青睐，成为评价潜在分布区的主要手段之一；但受限于数据获取的难度，往往不能全面考虑影响目标物种生存与生长的环境要素，更偏向于气候适宜性评估。随着对土壤水分承载力认识的不断深入，越来越多的研究关注土壤水分承载力在生产实践中的应用，如已有研究量化了黄土丘陵半干旱区人工恢复造林的适宜林分密度。但目前土壤水分承载力研究所遇到的一个瓶颈问题是仅适用于人工植被建设完成时的林分状态评估（即对已造林的适宜承载密度进行量化），如何用于指导人工植被建设的合理布局规划还未有实践。然而，土壤水分对于干旱区山地植被系统来说，是限制植物生长及植被恢复的关键因子；因此，土壤水分承载力理应成为评估目标物种环境适生性的一个重要理论依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种客观、合理且有效提高栽植个体的成活率和固碳能力的干旱区山地人工植被建设的布局方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种干旱区山地人工植被建设的布局方法，包括以下步骤：

⑴目标物种选择：

选择云/冷杉作为植被建设的目标物种；

⑵进行气候适宜性评估，并以此作为背景图层；

⑶土壤水分适宜性评估；

⑷适生区提取：