北部湾沿海地区森林转型及水土流失效应研究－－以南流江流域为例

As one of the most important gulf, Beibu Gulf is known as China's last "clean sea". Beibu Gulf area is an important component in which sub district name as Guangdong, Guangxi hilly coastal protection forest and timber forest in the South China tropical forest protected areas, as well as the one of main timber production and non timber forest products areas of Guangxi. In recently ten years, driven by multiple factors such as industrial policy and market economy, the forest types in Beibu Gulf area have changed significantly. The forest coverage rate increase yearly while the artificial Eucalyptus forest area increasing rapidly and the natural forest area was decreasing. Gulf area is located in the hilly red soil region of southern China. In this area, the rainfall erosion power is very strong, the red soil’s anti-erosion ability is weak. so there is a very high potential risk of soil erosion in this area. The risk of soil erosion and water pollution was exacerbated by the irrational activity, such as burning, soil preparation, clear cutting, frequent cutting, excess fertilizer and spray poison, when planting Eucalyptus. Degradation of terrestrial ecosystems, loss of biological diversity, weaken of soil and water conservation capacity, worsen of offshore waters environment quality that has become the major hidden dangers of ecological security in the coastal region of Beibu Gulf. Nanliujiang basin will be chosen as the Study area. We plan to apply the methods of macro examination, remote sensing monitoring and behavioral economics to study the pattern of forest transition process driving force and driving mechanism and land sources of forest transition. The slope location experiment and watershed simulation model will be used to explore the mechanism and the regularity by scale change between the forest transformation and the effect of soil erosion. This research results will cleanly figure out the forest transition path, driving mechanism and effect feedback model between the soil erosion, providing a scientific basis for the policy adjustment of the land use and the forestry.

北部湾作为我国的重要海湾之一，被誉为我国最后的一片“洁海”。 近十几年来，在产业政策和市场经济等多重因素的驱动下，北部湾地区森林转型特征显著，森林覆盖率和人工桉树林大面积增长，天然林面积不断减少。陆域生态系统退化、生物多样性减少、水土保持能力减弱、近岸海域水环境恶化等诸多问题，已经成为北部湾沿海地区生态安全的重大隐患。项目选取南流江流域为研究对象采取宏观调查、遥感监测和行为经济学相结合方法，研究北部湾沿海地区森林转型的格局、过程、驱动力与驱动机制，以及森林转型的土地来源；采用坡面定位实验和流域模型模拟相结合方法，研究北部湾沿海地区森林转型对水土流失效应的作用机制，确定两者之间相互作用的关键因素、作用机理及随尺度变化的规律性；研究结果有望清晰地描绘北部湾海岸带森林转型路径、驱动机制以及水土流失效应之间的反馈模式，为北部湾沿海地区土地利用、林业政策的调整提供科学依据。

项目以南流江流域作为主要研究区域，研究北部湾沿海流域的土地利用/森林转型格局、过程及其驱动机制，以及森林转型与水土流失之间的作用机制，研究成果可为该地区土地可持续利用、生态环境保护提供科学依据。主要成果有：.以1990、2000、2006、2010年和2015年等Landsat 5 TM/ETM+、OLI影像为主要数据源，采用遥感人机交互解译等技术，获取了流域近30年来土地利用/覆被数据，系统分析了流域土地利用/森林覆被时空变化及其驱动因素。.利用时空融合技术重建1990—2019年南流江流域30米逐年地表反射率遥感数据集，开展了不同监测数据对流域森林扰动监测能力对比、森林扰动时序光谱特征分析、建立森林扰动提取方法以及探讨流域森林扰动的时空变化规律。.开展坡面产流与侵蚀产沙模拟观测实验，获取了2014-2020年两年木棉麓监测点木薯、甘蔗、芒果、草地等土地利用径流小区的泥沙、径流等以及降雨监测数据；建立适用于流域的土壤流失方程，定量评估了流域土壤侵蚀情况，分析流域土壤侵蚀与降雨、地貌、土地利用等因素的关系。.采用地理信息系统和SWAT模型，以流域污染特征为前提，研究流域土地利用/覆被变化情况，定量评估流域土壤侵蚀情况，土壤侵蚀与地形地貌、土地利用类型关系。建立基于SWAT非点源污染负荷模型，分析流域径流量的过程，对污染负荷进行模拟，识别流域非点源污染的主要来源、贡献和分布，分析氨氮、总磷（TP）时空分布情况。.以2000年、2010年和2015年遥感解译数据为主要数据源，采用当量表法、生物物理过程测算方法和价值替代法等方法，定量识别南流江流域“三生空间”主导功能，结合定性识别结果划分“三生空间”分类体系，对流域“三生空间”演变特征进行分析。.运用InVEST模型估算2000、2006、2010和2015年南流江流域的碳固持、水源涵养、土壤保持、生境质量和净初级生产力（NPP）5项生态系统服务，分析在不同空间尺度下的生态系统服务的时空分布格局，运用SPSS软件计算生态系统服务对的相关系数，探索不同空间尺度下的流域生态系统服务对时空权衡与协同关系。