1、多倫縣林業(yè)工程生態(tài)效益評價實 施 方 案目 錄第一章 項目建設(shè)背景及意義1一、項目建設(shè)背景1二、項目建設(shè)的意義4第二章 基本概況5一、自然地理條件5二、多倫縣林業(yè)工程現(xiàn)狀7第三章 多倫縣林業(yè)工程生態(tài)效益評價實施方案8一、多倫縣林業(yè)工程生態(tài)效益評價指標體系建立8二、地面調(diào)查方法與內(nèi)容17三、遙感影像處理與信息提取18第四章 投資估算23一 、估算依據(jù)23第五章 項目工作進展26一、已完成工作26二、所需資料29第一章 項目建設(shè)背景及意義一、 項目建設(shè)背景中國擁有13億人口，960萬km2面積的土地，約占地球陸地面積的6.42%。在這片廣裹的土地上，森林約占16.55%，跨越多個氣候帶，從濕潤帶(

2、32%)和半濕潤帶(15%)到半干旱帶(31%)，(中國地圖出版社，1993；中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會生物多樣性工作組，2001)。從生物多樣性的角度來說，中國是世界上第三大富饒的國家(中華人民共和國國家統(tǒng)計局，2001)。中國人民數(shù)千年來早己認識到植被的重要性，然而，過去半個世紀人口膨脹和經(jīng)濟的高速發(fā)展，導(dǎo)致森林被砍伐、放牧過度、天然植被開墾為耕地的現(xiàn)象日益增加。這種情況嚴重影響了當?shù)亟邓俊⒌叵滤缓托钏浚率顾疄?zāi)、旱災(zāi)增加，湖泊和排水渠道淤塞(Edmonds，1994；中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會生物多樣性工作組，2001)。中國政府己先后批準實施了針對于植被恢復(fù)改善生態(tài)環(huán)境的天然

3、林保護工程、退耕還林工程、“三北”防護林體系建設(shè)工程和長江中上游防護林體系建設(shè)等十大林業(yè)生態(tài)工程。截止目前，中國己成為世界上人工林最多的國家，被譽為“世界最偉大的森林恢復(fù)者”，森林覆蓋率己由50年前的8.6%，上升到16.55%，生態(tài)脆弱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、生存生活條件得到了明顯改善，并對整個國民經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠的影響(中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會生物多樣性工作組，2001)。中國具有悠久的植樹造林歷史，尤其是新中國成立后，在黨和國家的高度重視下，針對植被恢復(fù)，在全國范圍內(nèi)開展了大規(guī)模的植樹造林，取得了舉世矚目的成績。半個世紀以我國林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)大體經(jīng)歷了3個

4、階段:第一階段50年代至60年代中期，由北至南相繼開始營造防護林，包括防風固沙林、農(nóng)田防護林、沿海防護林和水土保持林，這一階段營造的林分樹種單一、目標單一、范圍較少，沒有形成整體效果。第二階段60年代中期至70年代后期，林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)基本處于停滯階段。第三階段70年代后期至90年代，我國林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)步入了“體系建設(shè)”的新階段，改變了過去單一木材生產(chǎn)的傳統(tǒng)思維，采取生態(tài)、經(jīng)濟并重的戰(zhàn)略方針，在加快林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)的同時，狠抓林業(yè)生態(tài)體系建設(shè)，先后確立了以遏制水土流失、改善生態(tài)環(huán)境、擴大森林資源為主要目標的十大林業(yè)生態(tài)工程，即“三北”防護林體系建設(shè)工程、長江中上游防護林體系建設(shè)工程、沿海防護

5、林體系建設(shè)工程、平原綠化工程、太行山綠化工程、全國防沙治沙工程、淮河太湖流域綜合治理防護林體系建設(shè)工程、珠江流域防護林體系建設(shè)工程、遼河流域防護林體系建設(shè)工程、黃河中游防護林體系建設(shè)工程。這十大林業(yè)生態(tài)工程規(guī)劃區(qū)總面積705.6萬km2，占國土總面積的73.5%，覆蓋了我國主要水土流失、風蝕沙化和臺風、鹽堿等生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)。在十大林業(yè)生態(tài)工程總體布局下，1997年原國家林業(yè)部又確定了三峽庫區(qū)及嘉陵江流域、川西林區(qū)、云南金沙江流域、黃河上中游水土流失區(qū)、黃土高原風沙區(qū)、青海江河源頭等6個重點治理區(qū)營造林項目，十大工程和六大治理區(qū)，構(gòu)成了我國林業(yè)生態(tài)工程體系建設(shè)的基本框架(沈國舫等，200

6、1)。1998年長江、松花江和嫩江流域發(fā)生特大洪澇災(zāi)害，又一次給我們敲響了警鐘。國家林業(yè)局認真貫徹落實國務(wù)院全國生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃，制定了全國生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃(林業(yè)專題)，將我國林業(yè)生態(tài)體系建設(shè)在地域上劃為八大保護與治理區(qū)，采取“保、退、治、補”四管齊下，以保護、恢復(fù)和發(fā)展森林植被為中心，按不同的主攻方向和治理目標，布局了16個林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程:即重點地區(qū)天然林資源保護工程、全國野生動植物及棲息地保護與森林公園建設(shè)工程、中國熱帶森林保護工程、重點地區(qū)退耕還林工程、全國防治沙漠化工程、重點地區(qū)薪炭林基地建設(shè)工程、“三北”地區(qū)防護林體系建設(shè)工程、珠江流域防護林體系建設(shè)工程、淮河太湖及長江下游防護林體

7、系建設(shè)工程、松花江嫩江流域防護林體系建設(shè)工程、黃河下游及海河流域防護林體系建設(shè)工程、太行山綠化工程、京津周圍綠化工程、全國農(nóng)田林網(wǎng)化建設(shè)工程(沈國舫，2001)。內(nèi)蒙古自治區(qū)為祖國北方的重要生態(tài)屏障，是確保北京和“三北”地區(qū)免受風沙侵襲的安全線。日益惡化的生態(tài)環(huán)境不僅使當?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活面臨嚴重威脅，而且直接影響了京津經(jīng)濟圈的生態(tài)安全。內(nèi)蒙古多倫縣位于渾善達克沙地東南端，是內(nèi)蒙古到北京直線距離最近的旗縣，距北京直線距離180km。該地區(qū)為以牧為主的農(nóng)牧結(jié)合區(qū)，氣候干早、風沙較大。尤其是20世紀50年代以來，由于“大躍進”和“文化大革命”時期“以糧為綱”的片面路線，造成過牧、開墾、樵采等不合理人

8、為活動的長期作用，使土地荒漠化，流動沙丘南移，是京津唐經(jīng)濟圈揚沙、浮塵天氣的主要沙源地。基于上述原因，國家在多倫縣實施了各種林業(yè)工程，包括有京津風沙源治理工程，退耕還林工程，飛播造林等。對這些林業(yè)工程實施效益的評價工作迫在眉睫。二、項目建設(shè)的意義1、林業(yè)跨躍式發(fā)展的需要內(nèi)蒙古林業(yè)生態(tài)建設(shè)在“十一五”期間，取得了顯著成績，全區(qū)林業(yè)生態(tài)體系基本建成，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯改善，林業(yè)在全區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。但是林業(yè)的發(fā)展仍然面臨著森林資源保護和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的諸多亟待解決的問題。這些問題與內(nèi)蒙古林業(yè)建成比較完備的高標準的林業(yè)生態(tài)體系、高效益的林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系和高水平的森林資源安全保障體系的建

9、設(shè)目標不符，問題的解答，迫切需要掌握全面的、系統(tǒng)的、可靠的、翔實本底資料。但是目前尚無系統(tǒng)的、全面的林業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2、構(gòu)建和諧社會的需要經(jīng)濟的發(fā)展需要農(nóng)、林、草、水生態(tài)系統(tǒng)提供大量優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，大型工程建設(shè)需要相關(guān)的自然環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)的支持。在多倫縣進行應(yīng)用基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的綜合觀測與試驗研究，從而為本地區(qū)資源利用、環(huán)境保護與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供優(yōu)化模式、關(guān)鍵技術(shù)與配套技術(shù)，并進行示范推廣，從而推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。第二章 基本概況一、自然地理條件1、地理位置多倫縣地理坐標為4146-4239N， 11554-11655E，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟東南部，地處陰山山脈北坡、內(nèi)蒙古高

10、原南緣。東與河北省圍場縣接壤，南與豐寧、沽源交界，西與鑲白旗、藍旗為鄰，北與赤峰市克什克騰旗毗鄰，縣境南北長110km，東西寬70km。多倫縣面向京津，是塞北通往內(nèi)地的門戶，距北京直線距離約180km，是內(nèi)蒙古自治區(qū)到北京直線距離最近的旗縣。多倫縣屬于生態(tài)脆弱區(qū)，是華北地區(qū)尤其是京津地區(qū)生態(tài)屏障的重要組成部分，其生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣關(guān)系到周邊地區(qū)的發(fā)展。因此，防治多倫縣荒漠化，加大林業(yè)工程建設(shè)力度，對維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和京津地區(qū)域和灤河上游水源地的保護，以及保障京津經(jīng)濟圈的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。多倫縣地理位置圖2、氣候條件該區(qū)域?qū)儆谥袊鴸|部季風區(qū)，屬中溫帶半干旱大陸性季風氣候區(qū)典型草

11、原帶，半干旱向半濕潤過渡地區(qū)，大陸性氣候顯著。氣候特點冬季嚴寒而漫長，春季干旱多大風，夏季不熱多雷陣雨，秋涼霜雪早。年平均降水量400mm左右，蒸發(fā)量1925.5mm左右，四季降水分配不均，春季降水較少，占年降水量的12-15%，.夏季降水較為集中，6-8月份降水可占全年降水量的65-70%，返青期一般五月末開始，降水可占年降水量的90%左右。全年風力較強勁，以春季風力最大，4月份風速最高，可達5.66.1m/s，年平均風速4.3-4.7m/s，年平均大風，一般風速大于17.3m/s，日數(shù)30-65d，揚沙及沙塵暴天氣頻繁發(fā)生。3、土壤條件多倫縣土壤分為7個土類、14個亞類、29個土屬、59個

12、土種。灰褐土主要分布在西干溝水泉溝山、大河口東山、三道溝林場哈慶溝山等的楊華混交林下。黑鈣土分布在南部山地垂直帶上。栗鈣土為面積最大，分布最廣的主體土壤類型，其河谷洼地零星分布著草甸栗鈣土。草甸土分布在淖邊、河谷階地和地勢低洼的地段均有零星分布，中北部多于南部。風沙土主要分布于北部和縣城南部。4、植被條件多倫縣植被以禾本科和菊科為主，群落結(jié)構(gòu)簡單，種類少，以耐早的草本和沙生灌木為主。干草原主要分布在縣境中部和南部低山丘陵及波狀丘陵地區(qū)，主要植物種類以旱生灌木、禾草、雜類草植被為主。草甸草原又分低山丘陵、林緣、沼澤化植被等，低山丘陵草甸植被主要分布在縣境北部和東南部，植物種類以菊科、禾本科為主，

13、其次是莎草科、薔薇科、豆科。林緣草甸植被主要分布在中西部和東北河流兩岸的漫灘，植物種類以禾本科、沙草科為主，還有薔薇科、菊科。沼澤化草甸草原主要分布在縣境北、東的低洼地、濕地、丘間谷地、湖淖邊緣，植物種類以禾本科星星草、苔草為主。 第三章 多倫縣林業(yè)工程生態(tài)效益評價實施方案一、多倫縣林業(yè)工程生態(tài)效益評價指標體系建立本研究從植被、風沙運動、土壤等三個方面分別選取了植被蓋度、生物量、植被高度、植物種類數(shù)量、一年生植物比例、固定沙漠化土地比例、固定沙漠化土地破碎度、流動沙漠化土地比例、流動沙漠化土地破碎度、土壤有機質(zhì)含量、土壤機械組成等11項指標建立了多倫縣林業(yè)工程生態(tài)效益評價指標體系，通過地面調(diào)查

14、，獲取植被狀況、土壤等相關(guān)數(shù)據(jù)，并結(jié)合研究區(qū)氣象、植被等資料和研究區(qū)的行政區(qū)劃圖、地形圖以及TM圖像，獲取工程內(nèi)外植被蓋度、生物量變化（地面調(diào)查后結(jié)合遙感軟件估算）等信息，及工程實施前后固定沙地比例、流動沙地比例、固定沙地景觀破碎度、流動沙地景觀破碎度變化等信息，采用層次分析法來確定各項指標的權(quán)重，并參考土地沙漠化程度劃分標準、土壤風蝕強度分級、我國第二次土壤普查有機質(zhì)含量分級等資料，采用四分法對各指標進行分值量化，通過建立綜合評價數(shù)學模型求得綜合生態(tài)效益指數(shù)。最后根據(jù)綜合數(shù)量評價值的大小，確定各個工程的生態(tài)效益現(xiàn)狀，從而實現(xiàn)對林業(yè)工程生態(tài)效益快速、全面的評價。1、指標選取原則 在眾多指標中要

15、篩選出一套科學、合理并具有可操作性的林業(yè)生態(tài)工程評價指標體系。綜合有關(guān)研究，必須遵循以下原則:（1）科學性原則林業(yè)生態(tài)工程評價內(nèi)容豐富，過程復(fù)雜，涉及到自然環(huán)境以及其他影響因素多樣，在具體評價過程中，要針對不同的內(nèi)容選擇不同的評價指標體系，所以確定林業(yè)生態(tài)工程評價指標體系要建立在科學的基礎(chǔ)上，能夠反映、評價、評價對象的本質(zhì)，每個指標應(yīng)該含義明確，簡便易算，并建立在已有統(tǒng)計指標體系和調(diào)查資料的基礎(chǔ)上。為了防止指標間信息的重疊分配而影響評價的科學性，選取盡量少而具有典型代表性的指標。（2）定量分析與定性分析相結(jié)合原則在林業(yè)生態(tài)工程評價過程中，有些內(nèi)容可以定量化分析評價，有些只能定性化分析評價，所以

16、，對于目前有條件能夠量化的因子盡量實行定量分析；不能定量的，要規(guī)范出定性分析的標準，并按要求進行定性評價；最后定量分析和定性分析的結(jié)果均應(yīng)納入綜合評價體系中。（3）通用指標與專用指標相結(jié)合原則林業(yè)生態(tài)工程時間長、范圍廣、內(nèi)容多，為了兼顧不同地區(qū)之間的共性和特性，應(yīng)該將工程建設(shè)的總體目標和分區(qū)目標分成不同類型，然后根據(jù)林業(yè)生態(tài)工程自然屬性、經(jīng)濟屬性和社會屬性設(shè)置通用評價指標，此外再根據(jù)不同林業(yè)生態(tài)工程的特性以及不同地區(qū)林業(yè)生態(tài)工程的特點設(shè)置專用指標。（4）統(tǒng)一性與靈活性相結(jié)合原則林業(yè)生態(tài)工程的綜合效益與影響涉及面廣，非常復(fù)雜，即使發(fā)達國家目前應(yīng)用中的理論和方法也不成熟。在研究這些問題時，不可能做

17、到面面俱到，在對林業(yè)生態(tài)工程進行生態(tài)效益評價的過程中，既要從工程建設(shè)的全局出發(fā)，又要考慮林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)內(nèi)容的差異性；既要考慮林業(yè)生態(tài)工程評價工作的統(tǒng)一性要求，又要考慮不同類型區(qū)實施條件的差異性，做到統(tǒng)一性與靈活性相結(jié)合，這樣有利于理論和方法不斷完善，同時，最終的評價、評價結(jié)果也更符合林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的實際情況。（5） 綜合性與全面性原則評價指標體系應(yīng)能反映工程區(qū)生態(tài)、社會、經(jīng)濟系統(tǒng)運用的全過程，生態(tài)效益是多種效益的綜合，包括生物效益、土壤養(yǎng)分效益、小氣候效益和水文效益等。評價指標體系既要反映各類型區(qū)工程實施的總體特征，又要反映該區(qū)域的經(jīng)濟、社會和生態(tài)的改善情況，應(yīng)當包含經(jīng)濟指標、社會指標和生

18、態(tài)指標。指標體系是個有機整體，盡可能全面地反映被評價、評價資源的主要發(fā)展特征和狀況。（6） 可比性原則林業(yè)生態(tài)工程綜合效益評價指標內(nèi)容應(yīng)簡單明了，便于測定、調(diào)查或搜集，其評價指數(shù)計算方法應(yīng)簡捷、快速、方便。從時空觀點看，指標體系的各指標，應(yīng)具有統(tǒng)一量綱，以便對系統(tǒng)時間演變和空間分布規(guī)律研究。2、評價指標的篩選 建立科學、合理的評價指標體系關(guān)系到林業(yè)生態(tài)工程綜合效益評價結(jié)果的正確性，是林業(yè)生態(tài)工程評價工作的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)工作。目前，國內(nèi)外雖然提出不少林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益指標體系，但林業(yè)生態(tài)工程效益指標體系在評價標準方面仍存在一些問題：一方面人們?yōu)樽非笾笜梭w系的完備性，不斷提出新指標，使指標體系數(shù)

19、目不斷增大；另一方面，缺乏科學有效的指標篩選方法。（1）指標篩選的思路篩選林業(yè)生態(tài)工程效益評價指標時，遵循科學性、定量分析與定性分析相結(jié)合、通用指標與專用指標相結(jié)合、統(tǒng)一性與靈活性相結(jié)合、綜合性等原則，不能僅由某一原則決定指標的取舍，而要綜合考慮。林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益評價指標篩選的思路一方面吸收了前人的研究成果中的優(yōu)良指標，主要選取了目前大家比較公認，有比較成熟評價、評價方法的指標，同時，根據(jù)不同工程的結(jié)構(gòu)、功能以及各類型區(qū)特性，提出了反映其本質(zhì)內(nèi)涵的指標。以便科學、公正地進行評價與評價工作。（2）指標體系的篩選方法目前，篩選指標的方法主要有理論分析法、專家咨詢法和頻度分析法等。通常采取這三種

20、方法的綜合，首先采取理論分析法，分析林業(yè)生態(tài)工程綜合效益的機理過程，對目前存在的評價方法進行優(yōu)缺點分析，選取那些目前相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜冶容^公認的、評價與評估方法成熟、使用頻度較高的指標，同時，結(jié)合各類型區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的背景特征、主要問題以及不同類型區(qū)的生態(tài)條件等，進行分析、比較、綜合選擇那些針對性較強的指標。在此基礎(chǔ)上，多次征詢有關(guān)專家意見，對指標進行調(diào)整，最終得到林業(yè)生態(tài)工程綜合效益評價指標體系。多倫縣林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益評價指標的篩選依據(jù)國家林業(yè)局重點項目重大林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益分析評價技術(shù)與應(yīng)用的研究成果，基于森林生態(tài)系統(tǒng)評價指標體系標準中的指標，同時結(jié)合多倫縣林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)現(xiàn)況，進行評價指標的

21、篩選，確定多倫縣林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益評價指標體系（見下圖）。 植被指標植被的作用是最重要的，植被既是土地質(zhì)量的綜合體現(xiàn)，也是土壤的最理想保護者，同時還是生態(tài)系統(tǒng)的主體。植被指標主要是指描述植被形態(tài)和生產(chǎn)能力的指標，如植被的群落組成、生活型、生物量、植被覆蓋度等，毫無疑問多數(shù)植被指標都能通過地面調(diào)查獲得，但部分表征植被生產(chǎn)能力的指標，如植被蓋度、生物量已經(jīng)能夠通過遙感數(shù)據(jù)定量提取。雖然不同尺度下獲得的數(shù)據(jù)有一定差異，但這些指標顯然能跨尺度使用。本研究選取具有可操作性，且能直觀體現(xiàn)林業(yè)工程工程生態(tài)效益的5個植被指標，分別是植被覆蓋度、地上生物量、草植被高度、植物種數(shù)和一年生植物比例。a 植被覆蓋度

22、：指植物群落總體地上部分的垂直投影面積與取樣面積之比的百分數(shù)。植被覆蓋度是植被中最為關(guān)鍵的因子，因為它是最能表現(xiàn)植被作用和比較容易獲得數(shù)據(jù)的因子，它反映植被的茂密程度和植物進行光合作用面積的大小。植被覆蓋度是衡量地表植被狀況的一個最重要的指標，也是影響土壤侵蝕與水土流失的主要因子，對于區(qū)域環(huán)境變化和監(jiān)測研究具有重要意義。b 地上生物量：單位面積內(nèi)某一植物種（或全部植物種）地上部分的總重量（鮮重或干重），它是植被生長的數(shù)量化指標。地上生物量表示植被的生長速度和再生能力等特征。一般說來，對于同一植物群落，地上生物量的多少能表明蓋度的大小、葉面積的大小，也能說明光合作用的能力。齊地面剪割草本植物及木

23、本植物當年嫩枝葉的產(chǎn)量。c 植被高度：植被高度是植被在自然狀態(tài)下的高度，它能反映植被的生產(chǎn)狀況，對利用方式關(guān)系較大。測量時保持植物自然狀態(tài)，量植被的平均高度。d 植物種數(shù)：每平方米植物種類數(shù)。 e 一年生植物比例：一年生植物蓋度占植物總蓋度的百分比。一年生植物比例的多少能夠反映植物群落的穩(wěn)定性。一年生植物所占比例少，則群落穩(wěn)定性好；反之群落不穩(wěn)定。 風沙活動指標風蝕為風力作用下地表物質(zhì)的損失過程，它是風沙活動和沙漠化過程的開始，沙漠化過程中的子過程都是直接或間接地由風蝕產(chǎn)生和開始的。風蝕是導(dǎo)致沙漠化的最主要原因之一，土地沙漠化后，形成以裸沙為主，流動沙地、半固定沙地和固定沙地相間分布于其中。所

24、以固定沙地比例和流動沙地比例的大小是評價林業(yè)工程效果的顯著指標。另外本研究引用了一個景觀分析指標景觀破碎度，對研究區(qū)流動沙地和固定沙地動態(tài)特征進行定量研究。a 固定沙地比例：固定沙地面積占工程區(qū)總土地面積的百分比。固定沙地比例越大，表明工程區(qū)恢復(fù)的越好。b 流動沙地比例：流動沙地面積占工程區(qū)總土地面積的百分比。流動沙地比例越小，表明工程區(qū)恢復(fù)的越好。c 破碎度：景觀破碎化是指由于自然或人文因素的干擾所導(dǎo)致的景觀斑塊類型由簡單到復(fù)雜的過程，即景觀由單一均質(zhì)向復(fù)雜異質(zhì)的過程。斑塊的總數(shù)、單位面積內(nèi)的斑塊數(shù)目、單位面積內(nèi)的斑塊面積、邊界密度均是常用的反映景觀破碎化特征的指標（傅伯杰和陳利頂，1996

25、）。景觀破碎化表明景觀形態(tài)破碎化，增強了景觀邊緣效應(yīng)，縮小了某一類景觀的總面積和每一斑塊的核心面積。 土壤指標土壤是由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、土壤水分及土壤空氣四個部分組成的。土壤指標主要是指描述土壤的物理、化學和生物特征的指標，如土層厚度、土壤質(zhì)地、機械組成、結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)狀況、有機質(zhì)含量、剖面特征、含鹽量、鹽份類型、土壤微生物狀況等，這些指標大都是一些實地調(diào)查或分析化驗指標，盡管在科學研究中已可以實現(xiàn)利用微波遙感獲得土壤指標定量數(shù)據(jù)，但代價高昂，遠未達到應(yīng)用階段。土壤是植被生長的必備立地條件之一，我們選取反映植被立地環(huán)境特征的主要表征指標，分別是土壤有機質(zhì)和土壤機械組成，作為本研究反映林業(yè)工程使土壤恢

26、復(fù)的二個指標。a 土壤有機質(zhì)：土壤有機質(zhì)含量是最重要的土壤特性指示指標之一，它指示土壤中各種營養(yǎng)元素特別是氮、磷的重要來源，代表著土壤供肥的潛在能力及穩(wěn)產(chǎn)性，是土壤的健康性與否的關(guān)鍵因素。將土樣帶回實驗室進行分析測定單位重量干土壤有機質(zhì)含量(g/kg)。土壤有機質(zhì)含量的高低是衡量土壤肥力的重要指標。有機質(zhì)對土壤的理化性質(zhì)也起重要作用。如土壤有機質(zhì)能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)，有利于土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，促進植物的養(yǎng)分吸收和生長。b 土壤機械組成：土壤是由大小不同的土粒按不同的比例組合而成的，這些不同的粒級混合在一起表現(xiàn)出的土壤粗細狀況，稱土壤機械組成或土壤質(zhì)地。影響著土壤水分、空氣和熱量運動，

27、也影響?zhàn)B分的轉(zhuǎn)化，還影響土壤結(jié)構(gòu)類型。土壤機械組成是土壤的一個穩(wěn)定的自然屬性，在很大程度上決定著土壤的行為和用途，是研究土壤風蝕必需的基本資料之一。用鋁盒取表層沙樣進行室內(nèi)分析，選擇其中的細沙比重作為一個評價指標。3、評價指標權(quán)重的計算各個評價指標權(quán)重的確定在綜合評價中占有重要的位置，權(quán)重的大小對評估結(jié)果十分重要，它反映了各指標的相對重要性。其含義為：在縱向上，反映了該指標變化對生態(tài)綜合效益變化所起作用的大??；在橫向上，評價指標權(quán)重表示了該指標在同一評價指標層次中所處的地位，權(quán)重確定的合理與否將直接影響評判結(jié)果。目前采用的權(quán)重處理方法主要有：專家評估法（德爾菲法）、頻數(shù)統(tǒng)計分析法、等效益替代法

28、、指標值法、因子分析法、相對系數(shù)法和層次分析法。本研究采用層次分析法來確定各項指標的權(quán)重。層次分析法（AHP）是由美國匹茲堡大學教授T.L.Saaty最早提出的一種定性與定量分析結(jié)合的多目標評價決策方法。它將決策者對復(fù)雜系統(tǒng)的評價思維過程數(shù)學化。其基本思路是決策者通過把復(fù)雜的問題分解為若干層次和要素，在各要素之間簡單地進行比較、判斷和計算，然后再轉(zhuǎn)為對這些元素的整體權(quán)重進行排序判斷，最后確立各元素的權(quán)重（王曉光，2006）。這種方法的特點是在對復(fù)雜問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進行深入分析的基礎(chǔ)上，利用較少的定量信息使決策的思維過程數(shù)學化，從而為多目標、多準則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問題提供

29、簡便的評價(決策)方法，尤其適合于對評價(決策)結(jié)果難于直接準確計量的場合。層次分析法的基本原理是把定性分析與定量分析相結(jié)合的多目標決策分析方法，通過分析復(fù)雜的問題所包含的元素及其相互關(guān)系，將問題分解為不同的元素，建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)；再請專家對每一層次的各元素進行客觀判斷后，對同一層次的各元素關(guān)于上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；由判斷矩陣計算被比較元素對于該準則的相對權(quán)重，再計算出每一層全部元素對系統(tǒng)目標的合成權(quán)重，并加以排序；最后根據(jù)排序結(jié)果進行規(guī)劃決策并選擇解決問題的措施。4、 評價指標的賦值為了客觀反映林業(yè)工程的生態(tài)恢復(fù)特征和程度，我們將評價標準指標按照

30、中國草地退化等級劃分標準，參考土地沙漠化程度劃分標準、土壤風蝕強度分級、我國第二次土壤普查有機質(zhì)含量分級等資料，采用四分法對各指標進行分值量化。5、綜合評價數(shù)學模型根據(jù)地面調(diào)查與遙感監(jiān)測結(jié)果，對照上述賦值標準打分，將每個工程的各指標所得分數(shù)作為該具體指標的數(shù)量評價Ri，然后與層次分析法所得到的各指標相對權(quán)重Wi加權(quán)綜合，即式中N為綜合生態(tài)效益指數(shù)。最后根據(jù)綜合數(shù)量評價N值的大小，確定各個工程的生態(tài)效益現(xiàn)狀。 二、地面調(diào)查方法與內(nèi)容地面調(diào)查數(shù)據(jù)主要內(nèi)容：樣地、樣方經(jīng)緯度，海拔高度，土壤類型，地形地貌，工程實施情況，測定、記錄樣方內(nèi)主要植物的名稱、蓋度、高度、地上生物量；物種種類、分蓋度等信息，灌

31、木和高大草本植物要測定其叢幅，并測其地上生物量。含灌木的測定樣方面積為10 m10 m，草本測定樣方面積為1 m1 m。按照工程區(qū)主要景觀類型，工程內(nèi)外分別選擇3個樣地，樣地主要選擇在能夠反映某一種景觀類型的典型地段，每個樣地選取3個樣方進行測定，作為三次重復(fù)。然后計算統(tǒng)計植物種類數(shù)以及一年生植物比例，并且記錄每個樣地的結(jié)皮有無。大風季節(jié)對工程內(nèi)外的風速和輸沙量進行測定，計算土壤風蝕模數(shù)。采用挖土壤剖面的方法，在每個樣地取地表015cm土層土樣1袋，帶回室內(nèi)測定土壤有機質(zhì)和土壤機械組成等。三、遙感影像處理與信息提取1、 信息源與數(shù)據(jù)分析軟件收集研究區(qū)氣象、水文、植被等資料和研究區(qū)的行政區(qū)劃圖、

32、土地利用類型圖、地形圖等。通過ArcGIS10.0軟件把工程的拐點坐標生成面屬性，并且進行定義投影等，從而生成工程分布圖。對遙感數(shù)據(jù)的處理主要是通過ENVI遙感圖像處理專用軟件，實現(xiàn)遙感圖像的幾何校正、挖取等圖像預(yù)處理工作；實現(xiàn)遙感信息的增強處理，點屬性的提取、分類分級以及分類精度驗證等工作。將野外GPS定位數(shù)據(jù)通過ArcGIS10.0軟件進行空間化和投影轉(zhuǎn)換，生成shapefile矢量文件。通過數(shù)學統(tǒng)計分析軟件SPSS對地面調(diào)查數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性進行分析，建立回歸模型。2、遙感圖像處理（1）圖像校正與裁剪 為了突出研究區(qū)域范圍，用多倫縣行政邊界線為條件對遙感影像進行裁剪。多倫縣行政邊

33、界線為矢量shapfile格式。本文按照多倫縣行政邊界多邊形進行遙感影像裁剪，采用EENVI分兩步完成：獲取多倫縣行政邊界線（shapfile格式，投影為Albers equal area concic投影），在ENVI下，用Vector to Raster工具轉(zhuǎn)換成柵格圖像，然后通過掩膜（mask）運算實現(xiàn)圖像不規(guī)則裁剪，產(chǎn)生研究區(qū)域遙感影像。（2） 波段選擇與合成 TM的波段及其特征任何物體由于其化學成分和物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同都會對太陽光產(chǎn)生具有選擇性的吸收和反射，因而構(gòu)成物體本身所特有的光譜特征。 波段合成在應(yīng)用目視解譯方法進行解譯時，多采用多波段假彩色合成圖像。對于TM影像，常用4、3、2波段

34、分別對應(yīng)于R、G、B的合成標準假彩色圖像。因為TM4波段能較好反映了不同沙漠化程度土地上植被特點；TM3波段能反映沙質(zhì)土壤的較高亮度部分，即不同程度的裸沙地和沙丘；TM2波段對植被的反射較敏感。這種波段組合對植被生長狀況反映最好，同時對風成地表形態(tài)也有較好的反映。在這樣的假彩色圖像中，植被為紅色，土壤為綠色，水體為黑藍色。（3） 植被指數(shù)提取及模型建立植被指數(shù)，又稱光譜植被指數(shù)，是航天遙感應(yīng)用于對地觀測而提出的專業(yè)術(shù)語，是指由遙感傳感器獲取的多光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)線性和非線性組合而構(gòu)成的對植被有一定指示意義的各種數(shù)值（陳述彭等，1990；Duncan，1993）。植被指數(shù)是根據(jù)指標反射波段的特性計算出

35、來的反映地表植被生長狀況、覆蓋情況、生物量和植被種植特征的間接指標。植被指數(shù)受到多種因素(土壤濕度、土壤顏色、土壤亮度、大氣、傳感器、云霧等)的影響與制約。因此，在實際應(yīng)用中對植被指數(shù)的取舍應(yīng)慎重。 常見植被指數(shù) 4 結(jié)果與分析 植被指數(shù)提取利用ENVI遙感影像處理軟件提取植被指數(shù)流程一般為：(1)使用ENVI遙感處理軟件打開遙感圖像。(2)依據(jù)植被指數(shù)公式，在建模工具里對圖像不同波段進行波段計算。(3)生成植被指數(shù)影像文件。（4） 植被蓋度分析 植被覆蓋度估算的遙感模型 根據(jù)學者們的研究思路，可將遙感測量植被覆蓋度的各種方法分為：回歸模型法、植被指數(shù)法與像元分解模型法。本文即采用像元分解模型

36、法里的像元二分模型 。 利用NDVI估算植被覆蓋度 歸一化植被指數(shù)數(shù)(NDVI)，又稱標準化植被指數(shù)，是近幾年來較為常用的一種監(jiān)測植被的遙感指數(shù)，用于大區(qū)域的植被監(jiān)測。 估算植被覆蓋度的過程第一步：通過ENVI軟件，利用公式計算NDVI，生成植被指數(shù)NDVI灰度圖。第二步：在NDVI頻率累計分布表上中取頻率為0.5%的NDVI和99.5%的NDVI，分別作為NDVIveg與NDVIsoil。第三步：將NDVIsoil與NDVIveg帶入公式計算著整個像元集合的植被蓋度,得到植被蓋度分布圖。（5） 沙漠化等級劃分依據(jù)植被蓋度、地表覆沙面積等，沙地主要有三種類型：a流動沙地指植被蓋度10%、地表沙

37、質(zhì)常處于流動狀態(tài)的沙丘和沙地。b半固定沙地指植被蓋度為10%30%，且分布比較均勻，風沙流活動受阻，但流沙紋理仍普遍存在的沙丘和沙地。c固定沙地指植被蓋度一般30%，風沙活動不明顯，地表沙質(zhì)穩(wěn)定或基本穩(wěn)定的沙丘和沙地，一般為喬木、灌木、草本混交的固定沙丘、沙地。（6） 地上生物量估產(chǎn)模型建立在全部地面調(diào)查數(shù)據(jù)中，選取工程內(nèi)外的地面調(diào)查點的生物量數(shù)據(jù)，通過ENVI軟件中的生成點屬性，運用上述方法得到的植被指數(shù)圖像的基礎(chǔ)上提取地面調(diào)查點的植被指數(shù)。利用SPSS數(shù)學統(tǒng)計分析軟件，進行回歸分析，建立植被指數(shù)與地上生物量（鮮重）的線性回歸模型，即地上生物量估產(chǎn)模型。將獲取估產(chǎn)模型代入利用ENVI軟件中的

38、Model模塊中，獲取影像上每個像元地上生物量，得到地上生物量空間分布圖，再匯總統(tǒng)計不同工程區(qū)的地上生物量數(shù)據(jù)。（7） 景觀格局分析本文在評價林業(yè)工程生態(tài)效益時主要采用景觀破碎度指標。景觀破碎度是指景觀被分割的破破碎化程度，它在一定程度上反映了人類活動對景觀格局的影響。M=N/A式中M為某景觀類型的破碎度，N為某景觀類型的斑塊個數(shù)，A為斑塊的總面積。單位面積內(nèi)的斑塊數(shù)越多，表示景觀的破碎度越大。而在沙漠化治理評價中，分析工程實施前后流動沙地景觀破碎度和固定沙地景觀破碎度，可以反映沙地景觀結(jié)構(gòu)特征及其動態(tài)變化。各指標取得的方式見下圖。第四章 投資估算一 、估算依據(jù)（1）林業(yè)建設(shè)工程估算編制辦法；

39、（2）原林業(yè)部頒發(fā)自然保護區(qū)工程總體設(shè)計標準；（3）國家林業(yè)局自然保護區(qū)工程項目建設(shè)標準（試行）和有關(guān)規(guī)程規(guī)定；（4）國家林業(yè)局其他有關(guān)規(guī)程、規(guī)定等；（8）收集的有關(guān)設(shè)施設(shè)備的現(xiàn)行市場調(diào)研、查詢價格材料等指標。第五章 項目工作進展一、已完成工作截止到目前為止，本研究收集的資料包括有多倫縣1995年、2000年、2005年和2011年四期TM影像圖，多倫縣1975年1：50000地形圖，多倫縣土壤類型分布圖。本研究目前已完成的工作有：矢量化完成了多倫縣土地利用現(xiàn)狀圖，多倫縣土壤類型分布圖，同時多倫縣1975年1：50000地形圖的矢量化工作正在進行圖幅拼接，即將完成。并根據(jù)經(jīng)驗?zāi)恳暯庾g、人工判讀了多倫縣2000年、2005年二期TM影像圖，得到兩期的土地利用類型圖和荒漠化等級圖。 多倫縣衛(wèi)星圖片 多倫縣土壤類型圖多倫縣2000年土地利用類型圖多倫縣2000年土地沙漠化圖多倫縣2005年土地利用類型圖多倫縣2005年土地沙漠化圖二、所需資料1、多倫縣社會經(jīng)濟資料，包括2000年到2011年統(tǒng)計年鑒。2、多倫縣土地利用現(xiàn)狀圖，包括不同時期的動態(tài)圖。3、多倫縣自然條件資料。4、多倫縣近十年內(nèi)的林業(yè)工程資料，包括所有工程申報材料，作業(yè)設(shè)計、驗收材料和圖件資料等。