林業生態修復中涵養水源恢復力評價研究

方燕鑾

廣州市中森園林綠化工程有限公司 廣東 廣州 510000

林業建設事業對于我國生態環境保護和經濟的發展都起到了相當重要的作用，要認識到林業建設事業是一項難度大、流程復雜、工作環節多樣的工程，所以要強對難點重點部分的關注與支持，其中林業生態修復是相當重要的部分，因為林業生態修復一方面能夠調整農業經濟的整體結構，另一方面還能夠使農業生產相對穩定，并且保持一定的高效性，除此之外，林業生態修復還能夠有效調整并優化自由的農業生態環境，推動農業生產發展，落實相關理念和要求。本文從林業生態修復出發并以林業生態修復為主要的落腳點，對林業生態修復中還要水源恢復力評價進行了方法的創新，主要以定量評價方法為主，然后進行了深入的研究與分析。

1 林業生態修復中涵養水源恢復力評價方法

1.1 創建涵養水源恢復力評價指標體系

林業生態修復中涵養水源恢復力評價指標體系的建立是一個復雜的過程，涉及多方面的內容，在對評價因子進行分析與選擇的時候需不僅要遵循科學性，同時還要注意整體性與協調性等一系列原則，綜合實際情況選擇幾種重要的因素以作為林業生態養護修復涵養水源恢復力評價體系的指標。

主要將涵養水源恢復力評價指標體系分為兩個層次，一級層次除了自然因素與經濟因素外，還有社會因素，二級指標則分別隸屬于一級指標，如在自然因素中有地下水含量與年增降水量，在經濟因素中有農業比重、工業比重，在社會因素中則有廢水治理設備數量與道路長度等等[1]。

表1 涵養水源恢復力評價指標體系各等級指標

在一級指標自然因素下的二級指標共有六個：

第一，水源含量，水源含量指的是林業生態修復區域內所有的水資源總量，將水源含量視為涵養水源恢復力評價體系中的重要指標之一具有很大的優勢，一方面能夠精準地對水源涵養水源自身凈化污染的能力實現綜合的評價，另一方面對這一能力的評價結果可以反映涵養水源自身的降壓能力。

第二，地下水含量，地下水含量是總體水源含量中最重要的一部分，它可以向區域內的成員提供充足的水量，將地下水含量納入到指標體系中進行綜合評估能夠綜合反映地區的整體生態狀態與環境質量。

第三，年降水量，年降水量指的是固態降水量和液態降水量的總和，在對該項數據進行統計的時候不應當將蒸發量、滲透量等穩定性不強的數據納入其中[2]。

第四，年蒸發量，年蒸發量的評價結果是判定蒸發能力的重要指標，一般將年蒸發量作為涵養水源循環動力，這一循環動力能夠將涵養水源的更新動力做出更為準確直觀的反應。

第五，涵養能力，涵養能力是指涵養水源的植被覆蓋情況，涵養能力數據結果的高低同涵養水源恢復中的調節、改善水質等方面的能力有直接的關系，評價指數越大則涵養能力越強，如果評價指數小則涵養能力相對較弱。

第六，濕度，濕度表示林業生態修復中涵養水源地區周圍空氣的干爽與潮濕程度，如果空間相同、溫度相同，空氣中所含水汽少則表明該區域的空氣相對干燥，如所含水氣多做說明該區域空氣較為濕潤。

在一級經濟因素中主要有三個方面的指標，第一，人均GDP，對人均 GDP的評估，既可以直觀的反映出涵養水源區域的整體社會、經濟狀況，又可以體現出對水源的管理和恢復的程度；第二，農業比重，對農業比例的評估值愈大，表明本區域原有的綠化覆蓋率仍需進一步改善，應更多的關注其涵養水源的修復，但若以農業比例為指標，其評估值為偏小，則表示此區域原有的綠化覆蓋率要優于其他指標；第三，還應該重視工業比重，意識到工業的類型是多樣的，很多工業對環境的影響很大，會降低涵養水源的能力，嚴重破壞環境，造成嚴重的環境污染尤其是水污染[3]。

指標C即社會因素，其下涵蓋三層二級指標，第一，人口密度，人口密度同環境質量有直接的關系，如果一個地區的人口密度較高則會產生相當多的生活垃圾，如果處理不當則會對自然界中的環境造成嚴重的破壞污染，同時如果后期沒有強有力的管理和較高質量的修復工作則涵養水源恢復能力不能夠得有效地提高，甚至難以恢復到原來的狀態；第二廢水治理設備數量，設備數量同該地區的治理能力、環保意識有直接的關系，廢水治理設備數量充足則能夠為區域內的環境做好保障，提升還要水源恢復能力，縮短恢復的時間；第三，道路長度，道路長度反映的是涵養水源區域本身同該區域以外的地方聯系的頻率與溝通的能力，能夠直觀的反映出該區居民的素質及區域總體的經濟發展狀況，所以不能忽視該指標的重要性[4]。

1.2 歸一化植被指數數據獲取

通過引入遙感技術等先進的技術，可以有效地利用該技術對森林生態修復過程中的涵養水源產生的影響進行評估，然后從當中選擇植被的指數，然后將該指數作為確定為最終的水土保持恢復能力。遙感影像當中有很多有價值的數據，比如涵養水源周圍地表植被的光譜量數量，這一數量數值的大小可以判斷該區域內植被的實際生長情況，并進一步推斷出該區域內還有水源恢復力的大小，歸一化植被指數的計算公式如下：

在規劃植被指數計算公式當中規劃植被指數用N來表示，分辨率成像光譜設備的第一波段反射率用P1表示，而分辨率成像光譜設備第二波段反射率用P2表示，每一個分辨率成像光譜設備都能夠直觀、有效地將歸一化植被指數反映出來，但應該注意到植被生長會受到很多因素的影響，云量大小也有所不同，這些都會導致最終結果有較大的差異。

以上指標中的各項數據的依據主要有兩個：第一，A級自然因素指標是通過涵養水源地區氣象觀測站點的測量數據獲取的，或者是涵養水源區域水利部門所頒發的文件當中獲取的；第二，社會因素和經濟因素指標是通過涵養水源地區統計的相關數據獲取的。

1.3 數據標準化定量處理及數據權重的確定

在收集了各種評估方法的基礎上利用 ArcGIS Server 9.2中的相應應用，將自然、經濟、社會三方面的各種因素進行了迭代計算，對這些數據進行了定量計算。在森林生態修復中，對涵養水源的恢復能力的各個指標無論在等級還是測量上都無法比較，所以為了確保評估的公正和公正，必須在評估之前將所有的資料進行統一的規范化，以確保在評估的時候過程結果的公正性，即使評分數目的差異也能確保各個因素的公平，將各項指數的屬性特性設定為0至1，指數系統中與涵養水源的復原能力成正比關系的指數資料可以由公式（2）表達，而指標體系中同涵養水源恢復能力成相反關系的指標數則可以用公式（3）表示[5]。

在（2）、（3）等式中，用K1來代表以正性相關指數評估的結果，K2代表反向相關性指數評估的結論，前者包含：A1至A3、A5和A6、C2和C3；后者主要包含：A4、B1至B3、C1。

在此，所選用評價體系中的各級指標數據的確定方法主要為多層因子分析，具體指標權重數據分配如下表所示：

表2 涵養水源恢復力定量評價指標權重分配

公式（4）為最終的評價綜合結果，從該結果中可以看出具體的數值分配。其中H為評價的最終結果K為評價單元表轉化之后的定量數值，Q為每一個評價指標對涵養水源回復能力評價的影響重要性的分配權重。評估成果H可以從數據上進行劃分，主要氛圍五個層次，第一，如果H值大于等于0.800，代表有良好的生態修復能力；第二，如果H值介于0.600與0.799之間，那就是表明有較好的涵養水源恢復能力；第三，如果H值介于0.450與0.599之間,表明涵養水源恢復能力還處于一般水平，有很大的進步空間；第四，H值介于0.25與0.449之間,則表明了涵養水源的恢復能力較弱；第五，H值小于等于0.249時則表明了涵養水源的恢復能力十分差。

2 實驗論證分析

本研究與試驗以廣東省一個地區的一個湖為例進行了森林生態恢復，這個地區的森林恢復面積約為13,536平方公里，其中的綠化恢復項目主要有：涵養水源，調節水的流通，以及改善當地的水文條件和地理條件。

首先對該區涵養水源恢復力采用傳統評價方法進行評價，然后再用本文先提出的評價定量評價方法進行評價，所有的數據相對較新，數據來源較為可靠，主要以該林區內二類調查數據和統計年鑒數據為主，為了確保數據的可靠性和精準性在實驗開始之前還到該區域進行了實地的考察，了解并掌握了區域周圍可能影響恢復力評價結果的多種因素，依據一定的標準與規范設置實驗組與對照組，然后對比兩組的評價結果矢量值[6]。如果矢量值低說明該方法的有效性有待進一步提升，如果矢量職高則表明該評價方法有相當強的可靠性，圖1為實驗組同對照組兩組之間評價矢量值得對比，可以看出實驗組的評價食量矢量值高于對照組的評價矢量值：

圖1 實驗組與對照組評價矢量值對比圖

通過公式計算進一步得出實際的數據可以看出實驗做評價是量值的最終平均值為0.89，而另一個對照組的平均值則為0.34，與此同時，還應注意的實驗組的矢量值隨著評價完成情況的逐漸攀升而越來越靠近實際，但對照組在評價完成情況逐漸攀升的過程中其評價矢量值的波動較大，所以通過有效的實驗可以判斷出涵養水源恢復力定量評價這一方法較傳統評價方法有效到大的優勢，能夠保證數據評價的合理性與精準性，能夠在一定程度上滿足林業生態修復過程中對還要水源情況評價的實際需要，更好的為相關工作提供數據支持與服務[7]。

3 結論

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高對水的用量加大，但也造成了嚴重的水污染問題，在很多地區還存在水資源短缺的情況，所以林業生態修復及相關的各項服務工作與功能受到了社會各界人士的關注，當前的首要問題就是改善生態環境，這不僅是自然發展的要求，同時也是人類生產生活的必要保障，這一工作需要對各種類型的資源進行優化組合，可以組成具有多元性的生態環境森林資源，有其獨特的優勢，在生活中起到了很大的作用。

隨著人口的快速增長、自然災害的發生等對森林資源的消耗量是非常大的，應該注意到森林生長的周期較長，如果不能夠及時進行后期的處理與維護，減少次生災害的發生則會出現更為嚴重的環境問題。林業生態修復過程包含的工作內容相對復雜，其中最重要的就是涵養水源，林業生態修復中還有水源恢復力同林業自身的健康發展有著直接的關系，涵養水源是指能夠對林業生態系統進行有效地維護，加強對降水等進行有效的攔截和儲存。本文主要分析了傳統生態修復涵養水源恢復力評價，然后提出了新的定量評價方式，這一方式對涵養水源恢復力評價和相關的實踐工作具有相當重要的意義。