黄土丘陵沟壑区生态环境建设中的水问题--以延河流域为例

水在生态环境建设中具有重要的地位,同时生态环境建设也对水文情势产生重要影响,两者密切相关.黄土丘陵沟壑区属于资源性缺水地区,水土流失非常严重,同时这一地区也是生态环境建设特别是植被恢复与重建的重点区域,研究这一地区的水与生态环境建设间的相互关系具有更加重要的意义.根据黄土丘陵沟壑区的典型流域--延河流域的社会经济统计数据、水文站监测数据及土壤水分和植被生长的有关研究,综合分析后认为:①人口快速增长和社会经济高速发展需要更多的水资源支持,生态环境建设用水受到直接威胁;②生态环境建设特别是建成植被减少了河川径流,由于植被蒸腾过度消耗土壤水库中的水分,一些地方出现土壤干层;③水资源的不足不仅限制了进一步的植树种草,而且也对建成植被产生了不利影响,一些地方甚至出现了"小老树",从而使植被的生态环境效益受到影响.在此基础上,通过分析生态环境建设与水的关系,提出了黄土丘陵沟壑区水资源可持续利用、生态环境可持续建设和社会经济可持续发展的建议.     

水蚀风蚀交错带小流域生态环境综合治理模式研究

水蚀风蚀交错带是黄土高原侵蚀最严重的地区和黄河下游河床粗泥沙的主要来源区，其生态环境脆弱、治理难度大，加之晋陕蒙能源基地的大规模开发，也带来了新的环境问题。鉴于治黄和煤田开发及生态环境整治的紧迫需要，以水蚀风蚀交错带六道沟小流域为试区，分析研究了该区水蚀风蚀时空分布规律及脆弱生态环境特征，提出以防治水蚀和风蚀为中心，以提高生态经济效益和持续发展为目标，以基本农田优化结构和高效利用及植被建设为重点，建立具有防蚀固沙兼高效生态经济功能的大农业复合生态系统综合治理模式，取得了良好的社会与经济效益。     

皇甫川丘陵沟壑区小流域生态用水实验研究

一个强烈水土流失小流域(准格尔五分地沟),经过20多年水土保持植被建设,乔灌草人工植被镶嵌分布,覆盖率达80%,在有效遏制水土流失的同时,也消耗相当量的水资源---生态用水。2002年生长季节,采用实验研究方法,测定了该小流域各不同类型植被蒸散量、各不同类型土壤贮水量及降水量等,计算出该小流域四大类型植被生态用水(按大小顺序):①农田为5321.3m³/hm²;②乔木林为4654.8m³/hm²;③灌木林为4047.8m³/hm²;④草原为3244.3m³/hm²。估算出全小流域生态用水量:①各类植被生态用水量约150×10⁴m³;②水库湿地生态用水量约26×10⁴m³;③居民点生态用水量约4000m³。三项合计,即五分地沟小流域总生态用水量约176×10⁴m³。值得重视的问题是:该小流域植被生态用水量和总生态用水量均超出同期降水量(130×10⁴m³)达20×10⁴～40×10⁴m³。这意味着土壤贮水量耗减20～30mm。因此,在生态环境建设中,构建适宜的植被模式,调控生态用水量,将对维持生态系统稳定及其环境改善起重要作用。     

小流域生态环境治理的路径策略及应用研究——以资阳市为例

以资阳市小流域为例,以水质断面改善为导向,结合小流域污染物核算,识别水质断面超标的主要来源。结果表明,COD和NH₃-N在城镇生活污染中占比最大,TP在农田径流污染中占比最大,农村生活污染、畜禽养殖污染对不同流域的影响都较大,工业污染和水产养殖污染影响相对较小。以“污染源核算-工程措施/非工程措施-水质改善”为治理思路,识别小流域共性和个性问题,择取污水设施及配套管网建设、河道清淤、生态拦截沟渠、水产养殖尾水治理、生态保护修复和补水活水等工程,开展农业面源、产业结构、水资源、水生态和水环境等管控,削减污染物排放量,建立健全流域横向补偿机制,确保水体水质改善成效显著。     

高强度开发区域生态环境规划研究——以上海市宝山区生态环境规划为例

通过对区域生态环境-经济协调性现状的诊断,指出上海宝山区产业结构和空间布局的不合理是造成该区域环境污染严重的主要原因。规划从可持续发展的思路出发,形成合理的产业结构调整方案,利用环境功能区划引导区内产业结构和布局调整,构建面向高强度开发区域的生态环境指标体系,最终提出针对产业特点及环境现状的生态环境规划方案。     

浅析湖泊综合治理方法——以武汉市蔡甸区长洲赛综合治理工程为例

随着武汉湖泊治理和保护力度不断加大,武汉市劣Ⅴ类水质湖泊数量逐年递减,武汉市湖泊水环境整体趋好。但在已划定功能区类别的湖泊中,达到相应目标水质的湖泊数量占比不足50%。文章以武汉市蔡甸区长洲赛治理工程为例,分析了湖泊综合治理的方法,包括污染源清除,生态修复等。通过上述工程措施,实现湖泊水质由劣Ⅴ类逐步提升至Ⅳ类的目标,后期通过湖泊的自净能力和水生态修复工程的持续作用使水质逐步改善与稳定。     

黄土高原丘陵沟壑区脆弱农业生态系统服务评价——以安塞县为例

论文以典型黄土高原丘陵沟壑区安塞县为例,运用市场价值法、替代工程法、影子价格法、机会成本法等方法对其境内7种不同类型农业生态系统的保持土壤(Es)、涵养水分(Ew)、固定CO²和释放O²(Ea)、维持营养物质循环(En)、净化环境(Ee)等服务功能进行了价值核算,初步估算出安塞县生态系统各服务功能的价值总量为3169870.46×10⁴元,是其农林产品服务价值(Vp)的170倍。这一方面表明脆弱生态系统依然担当了重要的生态系统服务功能,为其经济生产力提供了巨大的生态服务。各种服务价值的大小依次为En(占89.85%)、Ew(占4.39%)、Ea(占4.18%)、Vp(占0.58%)、Es(占0.81%)、Ee(占0.18%)。另一方面也充分反映出在该地区“生态生产力”与“经济生产力”严重失衡。     

矿产资源开发的生态补偿机制探讨——以庆阳地区石油开发为例

近年来，在矿山生态环境保护和治理过程中，生态补偿作为一项经济政策和手段开始逐渐得到重视。根据在甘肃省庆阳市针对石油资源开发所造成的生态环境破坏所做的调研，本文对矿产资源中应用生态补偿机制做了一些探讨。[编者按]     

千岛湖小流域生态保护对策研究

依据千岛湖生态保护应从源头抓起的宗旨,在长期调查研究的基础上,本文对千岛湖小流域目前存在的生态环境问题作了细致的分析,并结合小流域自然社会现状,提出了相应的防治对策和措施.     

黄土高原丘陵沟壑区土壤侵蚀遥感定量与信息系统研究——以陕西米脂县为例

本文在调查了米脂县土壤侵蚀现状和土地利用现状的基础上,对目前由于不合理的土地利用结构和耕作方式而造成人为加速侵蚀的问题作了分析,并认为土壤侵蚀是制约黄土高原丘陵沟壑区农业经济发展的根本原因。构成黄土高原丘陵沟壑区的基本地貌组合单元是小流域,它几乎包括了该区域的所有土地类型、地貌要素以及土壤侵蚀类型。因此以小流域为侵蚀系统的研究边界,分别对峁边线以上的面蚀、细沟侵蚀区和峁边线以下的沟蚀、重力侵蚀区进行土壤侵蚀的遥感定量分析,建立相应的侵蚀定量模型。在此基础上,探讨了为土壤侵蚀动态监测、水土保持和土地资源合理利用决策服务的土壤侵蚀信息系统的设计思想。该系统以小流域为基本设计单元,侵蚀定量模型为专业接口,重点考虑了系统的地学分析和专业数学模型的建立与应用功能。     

高原湖泊典型农业小流域氮、磷排放特征研究——以凤羽河小流域为例

通过对凤羽河小流域出水口断面进行定位连续监测,计算流域出水量和氮磷排放量,解析了流域氮磷排放量的时间变化特征,以期为小流域氮磷排放量计算、农业管理措施调控、削减流域氮磷排放量提供科学依据.结果表明,凤羽河小流域年度水流量为0.99亿m3,7—9月雨季水流量占全年的43.70%.小流域总氮(TN)的年排放量为139.8 t,可溶性总氮(DTN)是氮的主要排放形式,占TN的71.16%,颗粒态氮(PN)占TN的28.84%.小流域总磷(TP)的年排放量为27.7 t,颗粒态磷(PP)是磷的主要排放形式,占TP的76.47%,可溶性总磷(DTP)占TP的23.53%.7—9月雨季氮磷排放量占全年总量的比例分别为55.33%和77.81%.降雨是影响流域径流过程的重要因素,同时,流域内农业管理措施对径流量和氮磷排放具有较大影响.     

黄土高原沟壑区小流域土壤NO3--N的积累特征及其影响因素

以小流域为单元,分析了黄土高原沟壑区化肥投入、土壤NO₃^--N积累及其影响因素。结果表明,化肥投入是流域土地利用结构调整的重要支撑和保证因素,而流域土地利用结构的变化进一步拉动了化肥的投入。目前施肥条件下,流域内坡地果园存在显著的NO₃^--N积累,其积累量高于农田土壤,应作为今后重点监测对象。农田系统中,小麦或玉米连作土壤中NO₃^--N的积累最显著,通过作物之间的轮作可显著降低剖面中NO₃^--N的深层积累。土壤NO₃^--N的积累是小流域治理过程中产生的问题,与流域氮肥投入、氮肥吸收利用和土壤水分演变密切相关。     

小流域视角下生态—经济价值评估及补偿机制——以辽宁庄河市为例

为响应生态文明建设对生态效益和经济效益综合增长的需求,丰富国土空间研究的自然生态视角,以辽宁省庄河市为例,研究小流域地区生态价值核算及经济补偿问题。在坚持生态完整和划清事权原则下,通过叠加小流域区和行政区边界,构建“县域—小流域—次小流域—微流域+村域”分层级分单元的空间体系。在生态完整的小流域及次小流域单元尺度上,通过生态—经济相对优先模型计算单元间的生态补偿关系;在“微流域+村域”的基础单元尺度上,以国土空间保护与开发评价为基础,通过分单元分类管控的方式,确保生态补偿的实施和落地。通过构建生态—经济价值评估体系,探索适用于山地丘陵地区的国土空间保护与开发平衡发展的方式。     

黄土高原小流域雨水资源化综合效益评价体系研究

针对黄土高原地区雨水资源开发利用现状和小流域雨水资源化特点,以小流域作为研究单元,以雨水资源作为研究对象,借鉴层次分析法(AHP)原理,遵循科学、实用及其简明的原则,构建小流域雨水资源化综合效益评价数学模型,提出了综合效益评价的经济效益、生态效益和社会效益等32项评价指标。并以陕西省淳化县泥河沟小流域为例,利用所建模型进行了综合评价。评价结果可为黄土高原雨水资源高效利用和生态环境健康发展提供理论依据。     

黄土高源沟壑区流域土壤干层的分布特征

以长武王东沟小流域为研究对象，从土壤干层的量化指标、分级评述和分布特征等3个方面初步探讨了黄土高原沟壑区小流域的土壤干层问题，并就小流域内的植被建设中的一些问题提出了几点看法。结果表明：在王东沟小流域内，土壤干层已成为一个普遍存在的水分现象，不同程度地影响植物生长和植被的恢复，并具有如下特点：①土壤干层的干燥化程度和干层厚度都表现为林地大于果园，果园大于草地，农地最小；②同一种植被类型由于密度、生物量、树龄、坡度、坡向以及坡位不同，其土壤干层的干燥化程度和深度也不相同。     

黄土丘陵区土壤保持服务价值动态变化及评价——以纸坊沟流域为例

以受人类活动强烈干扰的黄土高原典型丘陵沟壑区安塞县纸坊沟为例,以该区土壤侵蚀最严重的1958年为参照年,主要运用替代工程法、影子价格法和机会成本法等方法,分析了1938~2000年该流域土壤保持服务功能价值的动态变化过程,并通过对流域综合治理与退耕还林草投入成本价值的对比核算,初步评价了流域水土保持治理的效益。研究表明,从1938~1978年,由于人类不合理的活动使大面积植被遭受破坏,导致流域土壤保持功能显著降低,年土壤保持价值减少了1.01×108元。随小流域综合治理和退耕还林(草)政策的实施,土壤保持功能及其价值逐年增加,1978~2000年土壤保持价值增加了0.77×108元。除去流域治理和退耕还林草投入总成本1.56×106元,1975~2000年年均净获土壤保持价值量6 414.4×104元,表明流域综合治理是卓有成效的。但与植被破坏前的1938年相比,2000年的土壤保持服务价值与之仍有一定差距,土壤保持服务价值为1938年的78.5%,因此,流域综合治理仍然是任重而道远。图1表3参24     

黄土高原小流域雨水资源化潜力计算与评价初探

针对黄土高原地区水资源严重短缺的态势和生态环境建设的需要,以小流域为单元,以雨水资源为研究对象,在分析不同雨水利用形式的基础上,提出雨水资源化理论潜力、可实现潜力和现实潜力三种不同潜力,并探讨了小流域雨水资源化潜力的计算原理和办法,结合设立在黄土高原的11个国家攻关试验区小流域,初步提出雨水资源开发利用程度的评价办法。     

黄土丘陵沟壑区小流域植被恢复对土壤稳定入渗的影响

经过20多年的退耕还林还草和封禁措施,纸坊沟流域植被得到良好恢复,并对土壤产生正面影响。流域内11种主要植物群落下以及不同生活型下土壤稳定入渗速率均有显著差异,其中灌木和草本群落下土壤稳定入渗速率较大,乔木林下较小。土壤稳定入渗速率与其影响因子之间存在相关关系,其中土壤稳定入渗速率与土壤容重、土壤总孔隙度及土壤活性孔隙度存在极显著的相关关系;与枯枝落叶层厚度也有一定的相关关系;还与土壤水稳性团聚体重量百分含量、土壤有机质含量有一定的相关关系。结果表明,黄土丘陵沟壑区进行植被建设选择灌草群落较好,天然群落可优先选择铁杆蒿、茭蒿、长芒草和白羊草等,人工灌木群落可优先选择柠条等。由于该区属森林向草原的过渡区,尽管也能种植刺槐等乔木树种,但营造乔木林应考虑林灌草隔带混交和垂直配置,并注意微地形的影响。     

喀斯特小流域河流溶存甲烷浓度时空变化特征

以宜昌境内喀斯特河流下牢溪为研究对象,通过对流域内15个采样点为期1a间隔约2周1次的水量、水质及CH4浓度同步监测,探讨河流溶存CH4浓度时空变化规律及影响因素.结果 表明:下牢溪溶存CH4浓度变化范围为0.002～1.492μmol/L,全年平均浓度0.133μmol/L,整体表现为大气CH4的源.河流溶存CH4浓...     

稀疏数据下复杂流域的水质模拟:以赣江为例

以赣江流域为例,对稀疏数据条件下复杂流域水质模型的建立和参数识别进行了探讨．采用了结构相对比较简单的CSTR模型,将其参数划分为水文参数和水质参数,并分别进行识别．水文参数采用回归方法进行识别,对水文参数的扰动实验表明,水质对于水文参数在可能的取值范围内的变化不敏感,因此在随后的水质参数的识别中,将其固定在回归方法求出的最优值上．水质参数的确定则采用了模型方法和资料方法相结合的手段,综合考虑了赣江流域可获得的数据信息、文献资料中对于参数的经验取值和模拟者在大量数学建模中的经验,最终根据河流的不同类型确定了赣江流域的水质参数,并对模型进行了验证。