Assessing soil erosion in understory-eroded forestlands based on the three-dimensional index of stratified vegetation volume

方法

17个径流小区实测SEI，双变量经验模型外推至46个林地，分层回归。

发现

林下植被减蚀贡献约为冠层的4.6倍，林下+枯落物两指标即可达96.3%分级精度。

机会点

可将分层植被体积指数与遥感反演结合，发展区域尺度林下侵蚀快速诊断方法。

引言 传统的植被指标如植被覆盖度（fractional vegetation cover，FVC）和归一化植被指数（NDVI）仅能反映水平覆盖范围，无法区分冠层、林下植被层和枯落物层各自的减蚀功能，往往高估了冠层郁闭但近地表植被退化的森林的水土保持作用。方法 我们构建了一个经验模型，基于三个垂直层次的分层植被体积（覆盖度×叶面积指数或枯落物深度）评估土壤侵蚀指数（soil erosion index，SEI）。SEI通过中国南方典型红壤侵蚀区17个标准径流小区测定，并基于容重和砾石含量的双变量经验模型外推至46个天然林地样点（累积等级精度：±1侵蚀等级内达91.1%）。结果 以外推SEI为因变量、三层植被体积为自变量，三变量回归模型表现最佳（R²=0.650，RMSE=0.104）。回归系数呈现明显的层级关系：林下植被层（−0.186）>枯落物层（−0.046）>冠层（−0.040），表明林下植被对减蚀的贡献约为冠层的4.6倍。双指标模型（林下植被层+枯落物层）达到了与三指标模型相同的等级分类精度（96.3%），为资源有限时的快速评估提供了简化途径。讨论 上述结果确立了近地表植被作为森林水土保持核心功能层的作用，并为诊断森林土壤健康、指导退化亚热带森林恢复优先序提供了定量工具。