植被-侵蚀动力学模型参数的确定及在黄土高原的应用

植被-侵蚀动力学是研究流域植被与侵蚀在人类活动影响下演变规律的一门新的边缘学科。由植被-侵蚀动力学模型可绘制植被-侵蚀状态图,以预测停止人为干扰后植被及侵蚀变化趋势,评价水土保持措施成效,提出小流域优化治理方略。植被-侵蚀动力学模型4个参数a、c、b、f是流域重要特征参数,其值的确定是进行植被-侵蚀动力学模拟及绘制植被-侵蚀状态图的前提和基础。它们依赖于流域气候、土壤和地形地貌。本文以黄土高原典型小流域为例,采用试算法确定了它们的取值,通过相关分析发现参数a与P、T,参数c、b、f与D50、S之间存在明显的相关关系,并得到了相关关系式。将其用于吕二沟小流域植被-侵蚀动力学模拟,结果与实际情况符合较好。绘制了各参数的取值分布图。最后以燕儿沟小流域为例,将以上相关关系式用于植被-侵蚀状态图的绘制,及小流域自然状况、植被-侵蚀状态及水土保持效果的评价。     

黄土高原丘陵沟壑区小城镇建设的生态经济学意义及其特点

论述了小城镇建设与区域小流域治理之间的相互关系,阐明了小城镇建设在黄土丘陵沟壑区的生态经济学意义,即发展小城镇,不仅能促进和加快区域产业结构调整,缓解人口对土地的压力,有利于小流域生态环境的恢复和保护;而且还将大大提高流域的各种基础设施建设水平,加强流域与外部的经济活动联系,促进区域经济发展。进一步讨论了黄土丘陵沟壑区小城镇建设的特点:以小流域为基础的小城镇建设呈"袖珍型"发展状态;在很长一段时间内以加工业和制造业为主;建设中心城镇,加强区域小城镇之间的联系。     

半干旱黄土丘陵沟壑区小流域生态经济可持续发展研究

为了探讨半干旱黄土丘陵沟壑区小流域综合治理措施对生态经济可持续发展所起的作用,根据大量的实地调研数据,利用生态足迹理论与方法对庙坪小流域生态环境治理前后的生态足迹需求与供给进行了定量计算.结果表明:该流域生态足迹一直大于生态承载力,小流域生态经济为不可持续状态,但人均生态赤字由治理前的0.798 9 hm2下降到治理后的0.552 5 hm2.由于流域水土保持综合治理成效显著,导致流域生态承载力的增幅大于生态足迹的增幅,生态足迹需求及亏缺主要源于化石能源用地和耕地类产品的消费.     

浙江省武义县石龙头流域开发治理的生态环境问题分析

系统地分析了浙江省武义县石龙头流域的气候资源、土地资源、水资源和水土流失状况 ,指出了资源的优势和劣势 ,提出了南方红壤小流域开发治理的基本原则 ,总结了开发治理的技术措施与效益     

基于改进SPA-Markov的压煤山丘区生态演变及评价——以长河流域为例

采煤活动强烈干扰流域土地利用,进而对流域生态系统产生严重影响。在综合国内外流域生态演变实例研究的基础上,筛选了采煤生态影响的关键因子,构建适合于压煤山丘区小流域生态影响指标参数,结合时间序列从小流域尺度研究了压煤山丘区采煤影响下的土地利用变化规律,在此基础上,构建了小流域采煤生态影响评价综合影响指数,利用改进的集对分析(SPA)法对长河流域的生态等级进行评判,同时引入马尔可夫链(Markov)对2020年流域生态演变状况进行预测。研究结果表明,(1)长河流域采煤对耕地演变的驱动指数最大,其次是建设用地、草地、林地和水域,流域综合土地利用变化采煤驱动指数由2005-2010年的4.76升高至2010-2015年的5.04,采煤对流域土地利用变化的驱动力逐步增强。(2)2005-2010年期间,流域生态稳定性整体呈下降趋势,2010-2020年间又逐步改善并趋于稳定,长河流域采煤生态影响等级由2005年的Ⅲ级到2015年的Ⅱ级,2020年的Ⅱ级,总体上长河流域生态稳定性呈波动上升的趋势。(3)从分项指标上,长河流域2005-2015年植被覆盖指数、水体密度指数逐渐降低,土地退化指数和生物丰度指数升高,采煤塌陷损毁指数和矿区干扰指数升高,导致生态响应指数动态波动,采煤导致的植被覆盖减少、水体密度降低等负面效应还应引起重视。该文可为小流域生态演变规律研究在方法上提供一种借鉴,为北方村庄压煤山丘区土地综合整治提供参考依据。     

黄土高原丘陵沟壑区小城镇建设的生态经济学意义及其特点

论述了小城镇建设与区域小流域治理之间的相互关系，阐明了小城镇建设在黄土丘陵沟壑区的生态经济学意义，即发展小城镇，不仅能促进和加快区域产业结构调整，缓解人口对土地的压力，有利于小流域生态环境的恢复和保护；而且还将大大提高流域的各种基础设施建设水平，加强流域与外部的经济活动联系，促进区域经济发展。进一步讨论了黄土丘陵沟壑区小城镇建设的特点：以小流域为基础的小城镇建设呈“袖珍型”发展状态；在很长一段时间内以加工业和制造业为主；建设中心城镇，加强区域小城镇之间的联系。     

生态文明背景下平原地区中小流域水系生态修复实践应用

中小流域河网水系治理直接关系到人民的日常生活,直接影响着人民的幸福生活.因此,通过对平原地区中小流域河网水系特征与问题进行归纳,及其治理手段进行探讨,并结合上海宝山区罗泾镇中小流域河网水系水环境问题诊断及生态修复措施成功实施案例.中小流域河网水系生态修复规划必须在河道截污控源、河底清淤等前期工程基本完成的前提下,以地区...     

漓江流域红壤侵蚀区植被演替与复合农林试验

漓江季节性的干旱和洪涝并存成为地方政府、有关专家和旅游行业密切关注的环境问题,漓江流域的环境建设尤其是上游森林植被恢复,成为生态治理重点内容。漓江上游红壤区植被类型主要包括针叶林、阔叶林、竹林、灌丛和草丛,植被的水分特征差异较大,植被的生态调节、水源涵养功能各异。在漓江上游红壤区开展4种模式的植被恢复和复合农林试验示范,3年的试验表明,乡土常绿阔叶树适应性强、有效保持水土,果林经济效益显著、但生态功能较差,木本药材林具有较好的生态功能和潜在的经济效益。通过调查和试验示范,提出亚热带红壤退化山地农林经营的植物种类和复合模式,对漓江流域水资源调控和水土流失治理提出建议和对策。     

基于GIS与QuickBird影像的小流域土壤侵蚀定量评价

基于GIS技术和QuickBird遥感影像,采用修正的通用土壤流失方程RUSLE作为评价模型,计算了清水沟小流域土壤侵蚀量,并结合土壤侵蚀强度分级标准,生成流域土壤侵蚀强度等级图;利用GIS的叠置分析功能,定量分析了土壤侵蚀与坡度和土地利用之间的关系,并针对不同水保措施预测了水土保持治理效果.结果表明清水沟小流域土壤侵蚀模数为75.02 t·hm-2·a-1,属强度侵蚀区,年水土流失量2.6×104 t;流域64.5%的泥沙来自于占流域面积仅28%的极强度和剧烈侵蚀区域;经分析,流域土壤侵蚀模数与坡度呈显著正相关,不同土地利用类型的土壤侵蚀模数大小排序依次为难利用地＞建设用地＞坡耕地＞园地＞草地＞林地;退耕还林是降低土壤侵蚀强度与减少水土流失量的主要途径.     

红壤丘陵区农村生态环境特征及其改善——以江西省泰和县千烟洲为例

江西省泰和县境内千烟洲是典型的红壤丘陵地区,长期的乱砍滥伐和粗放经营,引起严重的植被破坏和水土流失。近几年,通过植树造林,优先发展种植业,精选果牧主导产品,筑坝蓄水等综合开发治理,使千烟洲的生态环境得到逐渐恢复,农业生产水平日益提高,生态经济效益极为显著。     

南方红壤典型花岗岩侵蚀区主要治理模式的土壤碳汇效应

南方红壤花岗岩严重侵蚀区实施水土保持治理后的土壤碳汇效应尚不清晰。为揭示水土保持综合治理对退化土壤有机碳库的影响效应,该研究选取南方水土保持综合治理试点的样板——江西省兴国县塘背小流域为研究区,设置退化样地(BL)、水平竹节沟+乔灌草补植综合施策的生态恢复模式(F34)、前埂后沟+梯壁植草式反坡台地果园开发治理模式(GY)和周边未受扰动的次生林(UF)4种类型样地,分析不同层次土壤总有机碳(TOC)、土壤活性有机碳组分的变化情况,评价南方典型花岗岩侵蚀区综合治理的土壤碳汇效应。结果表明:F34和GY、UF模式下0—100 cm土壤TOC平均含量分别为5.54、6.05、10.22 g·kg~(-1),比BL增加145%、168%和352%;0—40 cm土壤DOC平均含量分别为46.29、45.91和116.85mg·kg~(-1),比BL增加410%、405%和465%;土壤MBC含量分别为112.34、73.20和251.99 mg·kg~(-1),比BL增加217%、106%和611%;F34和GY模式下0—100 cm土壤碳储量为39.65和53.91 t·hm~(-2),高于BL(19.86 t·hm~(-2)),但低于未受人为干扰的UF样地(75.90 t·hm~(-2)),生态恢复样地和果园开发样地的碳吸存量分别为19.79、34.05 t·hm~(-2),碳吸存速率分别为0.58、1.00 t·hm~(-2)·a~(-1);以当前F34、GY吸存速率推算,分别还需要62 a和22 a才能达到与UF相当的土壤有机碳库储量水平。综上,生态恢复模式和果园开发模式可有效促进土壤有机碳积累和恢复,且果园模式土壤碳素恢复效应更加明显,但距离周边未受扰动的次生林还存在一些差距;其次,侵蚀退化地经治理后,显著增加了土壤活性有机碳含量;同时退化裸地具有较高的碳汇潜力,即使通过F34、GY治理34 a后仍具有较大碳汇潜力。     

调整生态结构是小流域水土保持综合治理的有效措施

笔者根据辽宁西北部太平沟小流域水土保持综合治理实践,阐述了通过调整小流域生态结构,即流域内植物群落水平结构、垂直结构、物质循环结构,再配合适当的工程措施,使水土流失大幅度减少,同时改善了饲料、肥科、燃料供求状况,提高了土壤肥力,增加了粮食产量和群众收入,使生态功能不断提高,实现了治理目的。     

喀斯特山区石漠化生态治理效益模糊综合评价——以广西都安瑶族自治县为例

以广西都安县石漠化治理示范区为例,建立了石漠化生态治理效益的评价指标体系,运用模糊综合评价模型对石漠化生态治理效益进行了评价.结果表明,石漠化治理前生态效益、经济效益和社会效益等级分别为:一般、差、很差;治理后为:一般、一般、良好.石漠化治理前综合评价等级为差,治理后为一般,这说明广西都安县的石漠化治理已取得一定成果.     

调整生态结构是小流域水土保持综合治理的有效措施

笔者根据辽宁西北部太平沟小流域水土保持综合治理实践，阐述了通过调整小流域生态结构，即流域内植物群落水平结构、垂直结构、物质循环结构，再配合适当的工程措施，使水水流失大幅度减少，同时改善了饲料、肥科、燃料供求状况，提高了土壤肥力，增加了粮食产量和群众收入，使生态功能不断提高，实现了治理目的。     

矿山废弃地生态退化程度评价

矿山废弃地是受采矿影响极度退化的生态系统,生态退化程度评价是对矿山废弃地生态质量现状、环境影响和治理难度的评估过程,可用于指导矿山废弃地生态环境影响评价和生态恢复规划编制等。本文分别尾矿库、露采迹地、排岩场和压占区4种矿山废弃地类型,采用兼顾自然因子和人为干扰强度因子的评价方法,通过对主要生态、环境问题的分析,选择导致生态系统退化的主要因子或易于反映生态系统质量的自然因子和人为干扰强度因子作为生态退化评价指标,评价指标来自于工程设计条件、土壤、植被和地质安全性4个方面;首先采用层次分析法确定各评价指标权重,其中占用面积和地表破坏程度是最最要的指标;在生态退化等级划分基础上确定了各评价指标的域值,并将各指标量化和标准化,计算各生态退化等级的综合得分值变化范围,建立了矿山废弃地生态退化程度综合评价方法体系,将生态退化程度划分为可自然恢复、可治理、难于治理和不能治理4个等级。最后,针对遵化市典型民营铁矿进行了案例适用性分析,并对不同退化等级的废弃地进行了生态防护措施分析。     

湘西北低山丘陵小流域降雨侵蚀力计算及其特征研究

依据湖南省西北部武陵山区女儿寨小流域1999年建站以来9 a(2000-2008年)降雨过程资料进行降雨侵蚀力计算及分析,以EI30计算结果为基准,并采用EI10、EI60、CREAMS模型中次降雨估算模型、半月步长的日雨量雨强模型及武汉市日雨量模型进行计算,探讨各种模型在本流域的适宜性.结果表明:流域年均降雨侵蚀力为5 423.06 MJ·mm·hm-2·h-1,且主要集中在4-8月,次降雨量与次降雨侵蚀力、月降雨量与月降雨侵蚀力、年降雨量与年降雨侵蚀力均为乘幂关系.各模型中以EI30最为适宜,半月步长的日雨量雨强模型经改写为半月步长的日雨量模型,并确定模型参数后有较好的适宜性,非线性多参数模型也很适合本流域降雨侵蚀力的评价,但今后还需选择更精确的适用于本流域的模型参数.     

基于AHP的闽江流域美丽河流评价研究

美丽河湖保护与建设是生态文明的重要实践。本研究通过筛选具有福建特色的美丽河湖指标,结合层次分析法构建可量化的美丽河湖指标体系。以闽江流域为研究对象,基于福建省水系岸线矢量图、卫星高清影像图、监测数据及现场调查结果,构建涵盖水环境、水资源、水生态3大准则层的美丽河湖评价指标体系,并用层次分析法结合专家对各指标重要程度的打分,综合确定美丽河湖各指标的权重,以此对闽江流域汇水面积大于200 km²的116个河段进行试评价。结果表明,闽江流域美丽河湖总体评价良好,建溪、富屯溪、沙溪3大主要支流评价得分在70～80分,部分河段所在流域在水生态方面存在短板。从要素上分析,制约闽江流域美丽河湖评价的因子最主要为水生态,其次是水资源,水生态修复与水资源保护是闽江流域治理重点。因此,通过层次分析法结合专家打分所得的美丽河湖评价指标体系具有较高的可信度,可为下一步指标体系的确定提供决策依据。     

小流域水土保持综合治理效益指标体系及其应用

在分析总结已有水土保持综合治理效益评价指标与方法的基础上,结合黄土高原沟壑区自然、经济、社会条件及治理特点,遴选了9个评价指标,并采用层次分析的方法对两个典型小流域的效益进行了评价。     

综合水质标识指数法在浑河水质评价中的应用

综合评价水环境质量,全面把握流域水环境污染特征是水环境污染防治中的重要基础性工作。水质标识指数可以完整标识水质评价指标的类别、水质数据、功能区目标值等重要信息,在单因子水质标识指数法基础上建立的综合水质标识指数法能完整表达河流总体的综合水质信息,既不会因个别水质指标较差就否定综合水质,又能对综合水质做出合理的评价;既可以在Ⅰ到Ⅴ类中比较水质的优劣,亦可以对劣Ⅴ类进行评价。为系统全面地研究浑河流域各不同河段水环境特征,将浑河流域划分为3个控制单元,根据2001—2010年间水质监测数据,采用综合水质标识指数法,识别出各控制单元主要污染因子,并阐明了浑河流域水环境质量时空变化规律,本研究即体现了全流域统筹考虑的系统思想,又体现了分区研究的针对性特点,并首次将综合水质标识指数法应用于浑河流域水质综合评价,其研究结论对水质监测数据的评价有一定的借鉴作用,亦对流域水污染防治对策的提出有一定的指导意义。     

基于小流域尺度的目标抗生素排放量估算方法——以梅江流域为例

抗生素的大量使用和排放造成的环境污染和生态风险问题日益突出,抗生素排放量的估算是评价流域内抗生素污染程度的重要指标,但目前抗生素排放量估算方法尚不完善。本研究以梅江流域为例,建立了适合小流域尺度的典型抗生素排放量估算方法,计算了四环素类抗生素(TCs)向不同环境相的排放量并分析了其主要来源。结果表明:2016年梅江流域TCs排放量为8 558.1 kg,不同行政区抗生素排放量差异较大,其中梅江镇受人口密度及养殖密度影响,抗生素排放量最大,高达1 224.4 kg;同时流域内不同抗生素的排放量也有所不同,其大小顺序为强力霉素(DXC)土霉素(OTC)四环素(TC)金霉素(CTC);TCs受排放源、排放途径等因素影响,以进入环境水相及土壤相为主,其中进入水相中的抗生素主要来自人类及生猪粪便,进入土壤相中的抗生素主要来自生猪及三黄鸡粪便。梅江小流域抗生素具有潜在的生态风险,应加强抗生素使用管理。该研究为我国小尺度流域目标抗生素排放量的估算提供了十分有效的方法。