摘 要 基于遥感技术的水库库区桉树种植对水资源保护和水土流失等的影响，分析了广东省桉树分布、人工桉树林的蒸散发以及库区桉树林水土保持作用影响，为解决和评价南方水库库区桉树人工林种植对水资源保护影响等新问题奠定基础。
关键词 桉树种植；水资源保护；水土保持
中图分类号：TP79 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.27.035
桉树原产于澳大利亚及附近岛屿，是世界三大速生树种之一，具有经济林适应性强、生长快，速生丰产性能好、产量高、周期短等特征[1]。
近年来，桉树林在我国广东、广西、云南、海南等省区的种植面积日趋扩大，为农民和地方财政带来可观的收入。同时，桉树种植带来的一系列生态环境问题也受到关注，尤其桉树人工林水分问题是人们争论和关注的焦点。过去在国外，桉树人工林经常被指责大量耗水及破坏当地生态环境，我国也有一些学者担心大面积种植桉树会对环境造成负面影响，桉树及其他一些外来树种大面积种植后的耗水情况及对当地水文过程的影响已成为人们关注的焦点之一[2-3]。有人认为，桉树是“抽水机”，大面积种植桉树会过度消耗土壤水分，土壤疏水性增强，导致土壤流失和减少林地区域集水量，特别是南方水库库区周围大量种植桉树导致水资源量减少。但也有部分人认为，桉树用水效率高，单位重量用水量不大。桉树在速生期内的需水量大，速生人工桉树林土壤水分是否会过度消耗，是否会对生态环境造成威胁，目前还没有定论。
在水资源日益危机的情况下，保护水源不容忽视。本研究基于遥感技术的水库库区桉树种植对水资源保护和水土流失等的影响，研究了广东省桉树分布，桉树林的蒸散发，以及库区桉树林水土保持作用影响。
1 研究方法
1.1 广东省桉树分布
基于遥感影像的桉树解译技术根据地貌不同有两类特征。1）生长在山区的桉树，因是人工种植，有整齐的耕种痕迹（一般是沿山脊、山谷、防火线方向，垂直较多）。在TM453彩色合成图上呈黄绿色，间有灰色（或叫灰绿色），近水（桉树在水边长得好）、近路（采伐周期短，采伐时容易运输），分布细碎（生态林区、原天然林区禁止种植等），同一颜色均匀（生长环境相同、种植时间相同、品种单一，生长速度相差不远造成）。根据以上山区桉树的构图特征，用目视判读勾画桉树图斑，或利用地理信息系统的魔棒功能（以2个象元为模糊分类基础为好）自动勾画桉树图斑。2）平缓地区的桉树，由于该地区多种植水稻、蔬菜等农作物（耕种整齐）或有草，故用TM472彩色合成图判读较好（7波段利于农作物的判读，2波段利于土壤、草的判别）。桉树有突出的特征（桉树生长较快，比农作物、草高），灰绿或黄绿色，有颗粒感。根据以上平缓地区桉树的构图特征，用地理信息系统的魔棒功能（以3～5个象元为模糊分类基础为好）自动勾画桉树图斑。
1.2 桉树林的蒸散发
本次实验采用的遥感蒸散模型为PT-T模型，它属于半经验模型，主要通过反演蒸散比（EF）从而推算区域的潜热通量（LE），LE是蒸腾和蒸发作用而使用的那部分能量。EF是指潜热通量与有效能量的比值，当G为0时，它能直观地体现区域的水分和光能消耗效率。PT-T模型最早由Wang基于Jiang的蒸散发模型提出的，属于Priestley-Taylor模型的扩展。PT-T模型属于Priestley-Taylor模型的扩展。
1.3 库区桉树林水土保持作用影响
首先获取基础数据，即获取2006—2013年所有研究区无云时刻的高分辨率遥感影像数据。选取两个轮伐区纯净像元，计算桉树林轮伐前后的植被覆盖率、土壤侵蚀模数，进而分析水土保持作用系数的变化情况，从而评估其对水土流失的影响。覆盖地表的作物植被有减缓侵蚀的保土作用，其抑制土壤侵蚀的能力或作用大小称为植被水土保持作用系数或保土作用系数，用C表示。C值是具有概率概念的特性，其值变化在0～1，当无植被作用时，C=0；当植被作用达最大时，C=1。根据C的定义，其计算公式为：
2 结果与分析
2.1 广东省桉树分布分析结果
基于遥感影像的桉树解译结果显示，全省各地区桉树面积从大到小顺序是湛江市、肇庆市、梅州市、河源市、江门市、惠州市、茂名市、清远市、韶关市、阳江、广州市、云浮市、汕尾市、揭陽市、佛山市、潮州市、东莞市、深圳、珠海市、中山市、汕头市。湛江地区，特别是雷州市和廉江市，由于水热条件好，地势较平缓，适宜于种桉树和做桉树新品种研究，所以桉树人工林较多。
2.2 桉树林的蒸散发分析结果
图1为本文实验计算出的天然混交林和人工桉树林样区在不同植被指数下的潜热通量（LE）的差异。由此说明在广东省，当充分考虑天然混交林和桉树林样区各条件的一致性时，桉树林耗水量大于天然混交林区域。说明桉树林在广东省这类湿润气候地区可能依然存在生长优势，也可能进一步影响该区域的水量平衡。
2.3 库区桉树林水土保持作用影响分析结果
实验区水土保持作用系数如图2所示。实验区轮伐前水土保持作用系数约为0.74，2011年12月轮伐完毕时水土保持作用系数值约为0.47。2012年7月，目标像元区水土保持作用系数值开始逐渐回升，到2012年9月恢复到轮伐前的水平。2012年4—9月，水土保持作用系数的变化与时间成线性正相关关系。2012年9月之后，目标像元区水土保持作用系数不再有明显变化。由时间分布可估算出轮伐对目标像元区水土保持作用系数的扰动持续时间为约11个月。以上轮伐规律虽可以使植被覆盖最小的时期有效的开广东省的汛期4—9月，然而，桉树林的轮伐的对库区水土保持作用系数的扰动程度较大，时间较长，依然会对水库库区的水土流失造成较大影响。
3 结论
研究表明，桉树广泛分布于广东省21个地市，而湛江雷州市和廉江市桉树人工林较多。桉树林在广东省这类湿润气候地区可能依然存在生长优势，也可能进一步影响该区域的水量平衡。桉树林的轮伐的对库区水土保持作用系数的扰动程度较大，时间较长，会对水库库区的水土流失造成较大影响。
参考文献：
[1]张雷，邹进，胡吉敏.浅析桉树种植对林区水文特性的影响[J].林业实用技术，2011（8）：11-13.
[2]花忠利.雷州半岛桉树人工林3PG模型的研究[D].福建：福建农林大学，2004.
[3]李春阳，TuomelaK.桉树的抗旱性研究进展[J].世界林业研究，1998，11（3）：22-27.
（责任编辑：赵中正）