以上讨论了长江上游小江流域和黄土高原甘肃安家沟流域的植被—侵蚀状态图，可以分别代表气候、土壤、地形相近的金沙江干热河谷地区和黄土高原西部地区的植被—侵蚀状态图。王家沟流域的植被侵蚀动力学参数值由式给出，作出状态图如图7-21 。治理初期植被侵蚀状态位于A 区，治理的目标是将其移入C 区。......
2023-06-22
植被侵蚀状态图优化为：植被侵蚀状况图
【摘要】：图中V′=0，E′=0的两条直线将V—E 坐标平面划分成三区:如果知道参数a、c、b、f 值，就可以做出植被—侵蚀状态图。类似地，对于黄土高原安家沟流域，参数值由式 给出，可以得出植被—侵蚀状态图如图7-17所示。D 区:V′＜0，E′＜0，处于此区的植被—侵蚀状态不稳定，植被和侵蚀率都减少。图7-16中标出了小江流域、黑水河流域和深沟流域目前的植被—侵蚀状态。
利用植被—侵蚀动力学方程组可以做出植被—侵蚀状态图 (王兆印等，2005)，预测植被和侵蚀在没有或停止人类干扰作用后的演变趋势。在式 (7-16)中令生态应力项为零，得到齐次微分方程组:
其中
分别为覆盖度的变化率和侵蚀率的变化率，这个方程组将它们表示为V 和E 的函数。在V∈[0，1]，E∈[0，∞]的坐标平面上，V′，E′可以分别取正值或负值，由此可把V 和E 为坐标的平面分成3部分，划分边界即V′=0，E′=0的两条直线。在式 (7-26)中令左边为零，得到这两条线为
图7-16 小江流域的植被—侵蚀状态图
—小江流域目前的植被—侵蚀状态;
—黑水河流域治理后的植被—侵蚀状态;
—深沟流域治理后的植被—侵蚀状态
如果知道参数a、c、b、f 值，就可以做出植被—侵蚀状态图。如对于小江流域，参数值由式(7-16)给出，可以得出植被—侵蚀状态图(图7-16)。图中V′=0，E′=0的两条直线将V—E 坐标平面划分成三区:
A 区:V′＜0，E′＜0，如果一个地区的植被—侵蚀状态处于该区，在没有人类干扰条件下会向着侵蚀率增大和植被覆盖度降低方向自动发展。显然，A 区愈大，则流域愈不容易治理。A 区的大小依赖于
值，其值愈大，A 区愈小。
C 区:V′＞0，E′＜0，处于该区的生态系统自动向着侵蚀率降低植被完善的方向发展。
值愈大，良性循环的C 区愈大。处于此区的植被系统 (如林区)在适量砍伐后仍会自动恢复。
B 区:V′＞0，E′＞0，处于此区的植被—侵蚀状态不稳定，植被和侵蚀率都增长。如果侵蚀率增长得快或者人类活动破坏植被使系统进入A 区，生态系统就会自动向着侵蚀率增大、植被破坏恶性发展，反之系统进入C 区就会自动向着侵蚀率减小植被发育良性发展。
D 区:V′＜0，E′＜0，处于此区的植被—侵蚀状态不稳定，植被和侵蚀率都减少。如果侵蚀率减少得快使系统进入C 区，生态系统就会自动向着侵蚀率减小植被发育良性发展，反之系统进入A 区就会向着侵蚀率增大、植被破坏恶性发展。任一个地区的植被—侵蚀状态图在A 区C 区之间或者存在B 区，或者存在D 区。二者不能同时存在。
图7-16中标出了小江流域、黑水河流域和深沟流域目前的植被—侵蚀状态。黑水河和深沟流域都是小江流域的子流域，因此可以用同样的植被—侵蚀动力学参数作状态图。黑水河和深沟流域经过20多年的重点治理，植被—侵蚀状态从A 区移到了C 区，且远离分界线。如果没有较强的生态应力的破坏，这两个流域都会自动逐渐向着植被完善的方向发展。但是，小江流域植被—侵蚀状态还处于A 区，有着向植被恶化侵蚀增大的发展趋势，这在一定程度上抵消了人们治理改善的努力;必须通过治理将其移到C 区，才能彻底改善生态环境。图中的虚线给出了建议的治理途径。首先要降低侵蚀，将流域植被—侵蚀状态点下移入B 区。进入B 区后系统自动增加植被，此时加大植树造林和控制侵蚀的强度，最终将流域植被—侵蚀状态移入C 区。
类似地，对于黄土高原安家沟流域，参数值由式 (7-21)给出，可以得出植被—侵蚀状态图如图7-17所示。在此图中没有出现B 区而有D 区，该区中V′＜0，E′＜0，处于此区的植被—侵蚀状态亦不稳定，植被和侵蚀率都减少。如果植被减少得快或人类活动破坏植被使系统进入A 区就会恶性发展，如果侵蚀率减少得快或人类植树造林使系统进入C 区就会自动向着植被逐渐发育良性发展。
图7-17 黄土高原西部安家沟流域的植被—侵蚀状态图
—治理前的植被—侵蚀状态; —治理后的植被—侵蚀状态;--→— 治理与植被—侵蚀状态的演变过程
与小江流域不同，黄土高原植被侵蚀状态图上C 区很小。分界线E′=0的斜率远高于V′=0，说明增加植被对于减少侵蚀的作用远超过控制侵蚀对于促进植被发育的作用。因此，这一地区的治理应该首先植树造林增加植被，使其进入D 区。安家沟流域治理前处于A 区，治理后进入D 区。此时即使停止治理、植被减少，侵蚀率也会自动减少。如果进一步植树造林和加速控制侵蚀可使系统最终进入C 区，如图中虚线和箭头方向所示。但是由于C 区很小，较小的外应力作用都会使系统脱离C 区。即如安家沟流域，几十年长期治理后，植被增加了8倍，侵蚀率减小了90%，但其生态系统仍处于不稳定的D 区。如果放松治理或者人为破坏仍然可能回到治理前的状态。进一步的治理应以控制侵蚀和增加植被并重。
对比图7-16和图7-17可以得出结论，在雨量较丰气温较高的云南高原小江流域，减少侵蚀对于促进植被发育有很好的作用，或者说，减少侵蚀是改善植被的重要措施。系统进入C 区后比较稳定，林木长大后适量砍伐仍能保持系统处于健康发展状态。而在比较干旱气温较低水土流失严重的黄土高原上，增加植被能够明显的减少侵蚀，但控制侵蚀对于促进植被发育没有太大的作用。因此，在这一地区，植树种草可以作为控制侵蚀的重要方略。但是由于C 区很小，即使植被已经大大改善，仍然不稳定，还需要不断的护理才能维持系统的良性状态。
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