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第1章 研究背景1

1.1 研究的目的与意义1

1.2 研究内容2

1.2.1 华北土石山区防护林体系空间配置与结构优化技术研究2

1.2.2 西北黄土高原防护林体系空间配置与结构优化技术研究3

1.2.3 东北农牧交错区防护林体系空间配置与结构优化技术研究4

1.2.4 长江上游防护林体系空间配置与结构优化技术研究5

1.2.5 生态经济型防护林体系空间配置与结构优化技术研究6

1.2.6 典型流域防护林空间配置与结构优化辅助设计决策支持系统研制6

1.3 研究技术方案7

第2章 华北土石山区防护林体系空间配置与结构优化技术9

2.1 华北土石山区概况9

2.1.1 华北土石山区基本情况9

2.1.2 华北土石山区生态功能分区10

2.1.3 华北土石山区生态与环境问题12

2.1.4 华北土石山区防护林体系13

2.2 中尺度流域防护林体系空间布局与水资源高效利用技术16

2.2.1 潮白河流域土地利用／防护林格局变化分析16

2.2.2 潮白河流域水文特征动态分析——以潮河流域为例22

2.2.3 潮白河流域防护林体系建设土地利用格局优化23

2.2.4 防护林体系建设对流域水资源效应情景分析——以潮河流域为例26

2.2.5 中尺度流域防护林体系格局调控技术——以红门川流域为例28

2.3 小流域防护林体系对位配置技术32

2.3.1 小流域防护林体系格局变化的水文生态响应分析32

2.3.2 防护林体系不同防护功能最佳森林覆盖率分析34

2.3.3 防护林体系不同防护功能对位配置模式——以潮关西沟流域为例38

2.3.4 小流域防护林体系对位配置技术——以潮关西沟流域为例39

2.4 林分尺度防护林结构定向调控及其生态功能高效维护技术41

2.4.1 防护林生态系统结构与功能关系41

2.4.2 防护林体系适宜植被结构类型47

2.4.3 最优林分结构调控模式与设计技术51

第3章 西北黄土高原防护林体系空间配置与结构优化技术研究68

3.1 区域划分及防护林研究概况68

3.1.1 黄土区的界定与植被分区68

3.1.2 黄土区植被建设面临的关键生态问题69

3.1.3 西北黄土高原防护林体系建设要解决的主要科技问题69

3.2 中尺度流域防护林体系空间配置及水资源高效利用技术70

3.2.1 清水河流域土地利用的时空变化70

3.2.2 清水河流域气候变化的水文响应73

3.2.3 基于分布式水文模型SWAT的清水河流域与输沙模拟77

3.2.4 中尺度流域防护林体系空间配置优化与水资源高效利用技术及效益分析82

3.3 小流域尺度防护林体系对位配置模式85

3.3.1 次生植被物种地形响应85

3.3.2 土地利用、植被变化对流域水文的影响87

3.3.3 基于MIKESHE与MUSLE的流域侵蚀产沙模拟90

3.3.4 小流域尺度防护林对位配置技术及其效益94

3.4 坡面林分结构调控与生态功能高效维护技术96

3.4.1 林分生长状况96

3.4.2 主要造林树种的耗水规律98

3.4.3 不同结构林分的生态效应103

3.4.4 适宜植被结构类型108

3.4.5 林分结构调控与生态功能高效维护技术108

第4章 东北农牧交错区防护林体系空间配置与结构优化技术110

4.1 东北农牧交错区防护林体系研究现状与主要问题110

4.1.1 东北农牧交错区主要生态环境问题110

4.1.2 东北农牧交错区防护林研究现状111

4.1.3 东北农牧交错区防护林工程技术需求与关键科学问题112

4.2 防护林生态系统结构特征与防护功能的关系112

4.2.1 草牧场防护林群落稳定性维持机制112

4.2.2 防护林带结构与防护效能的关系119

4.3 农牧交错区小流域防护林对位配置技术126

4.3.1 小流域立地类型与防护林配置模式126

4.3.2 农林牧耦合系统防风抗蚀型防护林植被对位配置技术129

4.4 降水资源空间分异特征与防护林体系空间布局技术130

4.4.1 农牧交错区生态脆弱性指标确定与分析130

4.4.2 东北农牧交错区防护林体系适宜植被覆盖率131

4.4.3 防护林体系植被构建与降水资源高效利用技术132

4.4.4 农林牧复合生态系统防护林体系空间分布格局135

4.4.5 东北农牧交错区防护林体系空间布局与合理配置技术141

4.5 防护林林分结构定向调控与生态功能高效维护技术145

4.5.1 仿拟自然的草牧场防护林适宜植被结构类型145

4.5.2 低效防护林结构定向调控及其生态功能高效维护技术147

4.5.3 以水分与养分调控为核心的防护林生态系统综合管理技术153

第5章 长江上游防护林体系空间配置与结构优化技术156

5.1 长江上游地区基本情况156

5.1.1 区域概况156

5.1.2 区域生态环境问题156

5.1.3 区域防护林建设现状及存在的科技问题157

5.2 中尺度流域（平通河）防护林体系空间配置与水资源高效利用技术158

5.2.1 土地利用景观格局特征158

5.2.2 不同生态类型区森林水文效应分析159

5.2.3 防护林体系空间布局技术161

5.2.4 基于防护林空间配置的水资源高效利用技术166

5.3 小流域尺度（官司河）防护林体系对位配置技术170

5.3.1 土地利用景观格局170

5.3.2 防护林健康评价172

5.3.3 防护林空间对位配置技术176

5.4 防护林结构定向调控及其生态功能高效维护技术181

5.4.1 防护林适宜植被类型和林分结构181

5.4.2 防护林林分结构定向调控及其生态功能高效维护技术189

5.4.3 川中丘陵区柏木防护林成熟研究192

第6章 生态经济型防护林体系空间配置与结构设计技术研究199

6.1 生态经济防护林体系概况199

6.1.1 生态经济防护林体系的概念与内涵199

6.1.2 生态经济防护林研究的历史与现状200

6.1.3 生态经济型防护林研究面临的科学与技术问题203

6.1.4 生态经济型防护林空间配置与结构设计技术研究示范区环境概况204

6.2 特种生态经济功能型植物材料的选择及其建群潜能205

6.2.1 优良生态经济功能型植物材料的筛选、引进205

6.2.2 不同生态经济功能型植物材料的生物学特征及其生产性能206

6.2.3 不同生态经济功能型植物材料的评价212

6.2.4 优良生态经济型植物新品种选育216

6.2.5 生态经济型树种建群潜能研究217

6.3 生态经济型防护林空间配置与结构设计技术219

6.3.1 主要生态经济型防护林林分结构设计技术219

6.3.2 陕北黄土高原生态经济型防护林空间配置技术225

6.3.3 陕西渭北黄土高原小流域生态经济型防护林空间配置技术228

6.4 低效、残次防护林经济功能导向性调控技术234

6.4.1 生态经济型防护林诊断技术234

6.4.2 生态经济型防护林功能导向性结构调控技术239

6.4.3 生态经济型防护林健康持续经营技术241

第7章 典型流域防护林体系空间配置与结构优化设计决策支持系统研究248

7.1 研究区域概况及本研究的必要性248

7.1.1 研究区域概况248

7.1.2 防护林配置与结构优化决策支持系统研究的必要性248

7.2 区域防护林空间配置信息数据提取和分析技术249

7.2.1 防护林空间配置信息数据的收集249

7.2.2 防护林的空间格局、时空演变分析技术249

7.2.3 防护林生长与立地信息提取与分析技术256

7.2.4 基于地理加权回归的防护林生长状况与气候立地因子关系分析技术258

7.3 防护林空间配置决策支持系统研制262

7.3.1 系统结构设计及应用平台262

7.3.2 系统开发的理论基础263

7.3.3 系统的可视化开发268

7.3.4 系统的应用272

参考文献280