基于数量化理论Ⅱ的鄂西北山区坡面土壤侵蚀强度评价

水土流失既是资源问题，又是生态环境问题。土壤侵蚀对人类生存和发展构成了严重威胁，成为制约可持续发展的障碍因素。以鄂西北丹江口库区郧西县坡面径流小区为试验点，通过分析小区的实地观测数据，建立坡面土壤侵蚀定性评价指标体系，并将数量化理论II作为有效的数学方法，建立郧西县坡面径流小区土壤侵蚀强度评价模型，对参与建立模型的样本进行回归分析，其准判率达到800%以上，并且利用该模型对其他年份坡面土壤侵蚀强度实测数据进行对比验证，得到土壤侵蚀强度分级的精度较高。研究表明，建立的郧西县坡面径流小区土壤侵蚀强度评价模型有较好的适用性与可靠性，可为郧西县及类似自然地理环境的其他区域水保工作起到一定指导意义     

紫色土坡面跌坑贯穿发生细沟的水动力过程

跌坑是坡面土壤特性和薄层水流动力的耦合作用形成,而跌坑对坡面漫流的集中导致了水流流速、流深和切应力的变化,进一步塑造了侵蚀坡面形态导致跌坑贯穿发生细沟;目前关于跌坑与水动力耦合作用的研究相对较少。采用人工模拟降雨试验方法,分析了跌坑对径流特征的影响,定义了径流集中度〖WTBX〗Kc〖WTBZ〗,回归调查了径流集中后切应力与跌坑贯穿下切速率的关系。结果表明：紫色土曼宁糙度系数随雨强增大而减小,漫流区坡面曼宁糙度系数变化介于0014～0026,沟道曼宁糙度系数变化介于0008～0015;薄层水流流速和流深顺坡增大,在跌坑处集中后流速剧增,雨强越大流速越大、流深越小;径流切应力顺坡增大,跌坑集中薄层水流而切应力剧增导致跌坑贯穿;试验紫色土可蚀性参数〖WTBX〗Ke〖WTBZ〗为0144 s/m,跌坑贯穿的临界切应力为248 Pa。     

模拟降雨径流作用下红壤坡面侵蚀水动力学机制

土壤侵蚀过程受控于侵蚀外营力和土壤抗侵蚀性能,深入理解坡面流水动力学特性及其侵蚀动力是研究土壤侵蚀动力学机制的基础。利用可变坡土槽,通过不同雨强(60、90和120 mm/h)和径流冲刷(10、15和20 L/min)组合模拟试验,研究了第四纪黏土红壤坡面水流的水动力学特征参数及其与土壤侵蚀量间的关系。结果显示:降雨和径流冲刷影响了坡面产流产沙过程和坡面流水力学特性,其中平均流速v、平均水深h、雷诺数Re和水流功率ω均随降雨强度和上方来水流量的增加而增大,相对水深曼宁糙率n/h则减小,其水力学他参数(弗如德数Fr、阻力系数f和水流剪切力τ)变化规律不明显。坡面水流平均速度取值范围为0.21~0.45 m/s,平均水深取值范围为5.6~9.4 mm,在试验条件下红壤坡面侵蚀水流流态大部分均处于"紊流-急流区"。不论从径流角度看或是从泥沙角度分析,由相对水深和曼宁糙率系数两种水动力因子共同组成的复合水动力特征参数-相对水深曼宁糙率,是表征不同上方来水流量和降雨强度条件下第四纪粘土红壤坡面侵蚀特征的水动力参数。     

137Cs示踪红壤丘陵区坡地土壤侵蚀的研究--以江西丰城市为例

通过137Cs示踪技术,并采用相关的土壤侵蚀定量模型,对红壤丘陵区江西丰城市坡面不同土地利用类型、方式以及不同地貌部位的土壤侵蚀进行了研究。结果表明：研究区137Cs的本底值为1 992.45±145.63 Bq/m2;试验区典型坡地不同地貌部位均存在着一定程度的土壤侵蚀,且侵蚀强度总的变化趋势为坡底部>坡中部>坡顶部;不同土地利用类型和方式下的坡面侵蚀强度亦呈现一定的分异现象,从大到小依次为耕作土坡面>退耕30年+退耕1年混合坡面>退耕30年坡面>荒坡。     

长江源多年冻土区典型坡面土壤水稳定同位素特征

识别多年冻土区坡面土壤水分迁移过程是认识寒区产汇流过程的关键。同位素技术可在不破坏土壤原始结构情况下,最大限度获取水文过程信息。基于长江源多年冻土流域活动层融化期(融化深度100 cm左右)采集的典型坡面土壤水、地下水、降水和河水样品,分析不同水体的稳定同位素特征,探索土壤水分迁移规律。结果表明：研究区土壤水δ¹⁸O为-14.58‰～-1.58‰,均值为-8.25‰;δD为-103.88‰～-14.99‰,均值为-59.94‰;土壤水、河水和地下水同位素点均分布于局地大气降水线附近,表明降水为上述水体的主要来源;蒸发线的斜率和截距均小于局地大气降水线,其中地下水线(GWLE)的斜率最低,且地下水呈重稳定同位素富集现象,说明地下水受蒸发和混合效应的影响,在迁移转换过程中经历了一定程度的蒸发;根系层结构的复杂性使其土壤水的同位素值变幅最大,也存在重稳定同位素富集现象,其较低的氘盈余(d-excess)表明根系层经历了强烈的蒸发分馏过程;研究期除河水外其他水体随时间变幅较大;降水对于土壤水同位素的影响较小,而地下水和20～50 cm土壤水对河水的贡献占主导地位。本研究对...     

云南松林控制坡地侵蚀的机械效应分析

坡面稳定性的机械效应包括土壤加强作用、斜向支撑作用、坡面负荷作用、风力传递和根楔壁作用。试验证明 ,云南松林通过其机械效应加强了林区土壤稳定性 ,提高了土层的抗剪强度。云南松林的机械效应及其作用在土壤侵蚀控制和斜坡保护、滑坡泥石流防治、坡面生态工程应用等方面具有广阔的应用前景。在云南省实践应用中具有较好的可行性     

安徽省土地利用变化下的生态敏感性时空规律

土地利用变化过程中生态敏感性的研究有利于土地利用的科学管理和健康长效的城市化发展。选择安徽省为研究区域,通过分析土地利用变化对生态系统的敏感性的影响机制,构建出基于弹性概念的生态敏感性指数模型,并利用2002~2011年安徽省的土地利用变更数据,对其10年的生态敏感性的时空变化规律进行研究。结果表明:(1)2002~2011年,安徽省土地利用综合强度由2.26增加到2.49,生态服务价值由2.84×10¹²元减少到2.75×10¹²元,两者呈现出很强的负相关,且安徽省17个地级市的土地利用综合强度与生态服务价值也均呈现负相关关系;(2)安徽省土地利用变化下的生态敏感性指数由2003年的2.26上升到2011年的2.49,在研究期内均属于低敏感性,表明安徽省整个生态系统受其土地利用变化的影响程度不是很强烈,能够适应目前城市化发展的速度和强度;(3)安徽省由2003年的16个生态系统低敏感或不敏感市(占全省总面积的92.97%)减少到2011年的12个低敏感市(占全省总面积的67.06%),表明人类活动对生态系统已经造成了一定的影响。     

三峡库区王家桥小流域土壤侵蚀因子初步研究

通过对王家桥小流域土壤，降雨，植被和地形等因子的分析，探讨了土壤抗侵蚀性能，分析了坡面侵蚀与各影响因子间的关系，建立了基于降雨基础上的全流域输沙幂函数回归方程。结果表明，本地区土壤因具有较强的渗透性，抗冲，抗蚀和抗剪切破坏的能力，而使其保持较小的可侵蚀性；坡面侵蚀中的主要影响因素是雨强和径流量（或降雨量）的大小；流域内土壤侵蚀的形式主要表现为暴雨作用下的重力侵蚀，在影响土壤侵蚀的诸多因子中降雨是关键性的，它的强度和年分布对年侵蚀模数的大小具有决定性作用。同时，通过分析各种雨强（平均雨强，最大雨强，最大15分钟雨强，最大30分钟雨强，最大60分钟雨强）对土壤侵蚀量的影响，结果表明，虽然最大60分钟雨强具有最优相关性，但在多元回归方程中，采用最大30分钟雨强回归效果最佳。     

红壤坡面细沟横断面形态及水动力学特性研究

细沟是坡面侵蚀泥沙和养分流失的重要方式及输移通道,研究红壤坡面细沟形态和水流动力学特性对深入认识红壤坡面侵蚀规律和防治水土流失具有重要现实意义。以第四纪粘土发育红壤为研究对象,通过人工模拟降雨和放水冲刷相结合的室内试验,初步探讨了红壤坡面细沟横断面形态特征及其水动力学特性变化规律。结果表明：细沟横断面主要呈“V形”和“U形”,少数横断面侧壁呈向左或向右凹陷形态。细沟横断面宽深比在0.93～3.52,形态指数在0.30～0.60,且对同一细沟而言上坡位宽深比基本大于下坡位,而形态指数随坡长无明显变化。不同坡位的细沟流平均流速表现为：下坡>中坡>上坡,雷诺数和弗洛德数随坡长变化规律与流速基本一致。此外,细沟流平均流速和雷诺数仅与单宽流量呈极显著正相关（p<0.01）,而细沟流从上坡至下坡的流速和雷诺数增幅则分别与雨强和横断面宽深比呈极显著正相关（p<0.01）。结果为进一步研究红壤坡面细沟侵蚀奠定一定的理论基础。     

南京紫金山马尾松树轮δ13C对气候变化响应敏感性的研究

树木年轮宽度指标在气候重建中发挥了重要的作用,可是在温暖湿润的地区,利用树木年轮宽度重建古气候遇到了困难。因此寻找其他代用指标就成为一项急迫而重要的任务。一些研究发现,树轮稳定碳同位素可以发挥重要的作用。但是,是否所有的树种的树轮碳同位素对气候的响应都同样的敏感,还需要通过大量的研究分析工作来验证。为了了解温暖湿润的亚热带季风区马尾松树轮δ13C对气候响应的敏感性,选取了南京紫金山的两个马尾松树盘,进行了树轮δ13C的分析,建立了1939~2002和1955~2002年两个树轮δ13C变化序列。与降水、温度、相对湿度、光照时数、风速等气候指标进行了相关分析。结果表明：（1）马尾松树轮δ13C对于气候的响应是敏感的,可以作为气候变化的代用指标;（2）坡向对于马尾松树轮δ13C对气候的响应敏感性也有一定的影响,树轮δ13C平均值西南坡比东南坡高,西南坡比东南坡对月平均最低和最高温度的响应更敏感;（3）紫金山马尾松树轮δ13C与该地区生长季（尤其是夏、秋季）的月平均气温、月平均最高气温和日照时数呈正相关,而与月平均最低气温、降水量、空气相对湿度呈负相关     

基于多尺度指标的平原区河流连通及城镇化响应研究

针对我国目前对平原区河流连通综合评价指标和实例研究的不足,本文从形态、结构、功能三个方面,分目标层、准则层和指标层三个层面,定义了河流连通指数RCI,并以上海浦东片部分选区为例,结合Arc GIS软件及Ward开发的欧式平方距离聚类分析法,分析河流连通总体特征及差异,讨论城镇化影响下的河流连通空间分异特征及分区方案。结果表明:区域RCI整体为一般连通,形态连通基本为较差或不连通,结构连通50%以上为非常连通,功能连通50%以上为一般连通或较连通,各个指标层得分存在明显差异;聚类为四个集群,依据河流连通性和城镇化特征将区域划分为:形态提升区、功能恢复区、形态恢复区、连通提升区。     

大型水利水电工程扰动区植被的生态恢复

大型水利水电工程具有防洪、发电、航运等综合效益,是开发治理江河的骨干工程.水利水电工程建设常对项目区自然生态环境带来影响,施工中所产生的岩质边坡、土质边坡、弃土和弃渣等扰动可能导致项目区的生态系统退化、生物多样性丧失、水土流失和地质灾害加剧.扰动区植被生态恢复关系到工程安全运行和其所在区域的可持续发展.以向家坝水电工程为例,研究了大型水利水电工程扰动区植被生态恢复的目标、原则及方法.按生产、生态和社会功能,向家坝水电工程扰动区可划分为工程核心区、服务区和过渡区等3个功能区来系统规划其生态恢复.结合各自的功能需求和干扰特征,各功能区可采取相应的生态恢复技术和配置适宜物种来构建植物群落,形成结构稳定、多样性丰富、具有复合功能的植被景观.还简要评价了向家坝水电工程植被恢复现状,提出一些完善其生态恢复的建议.     

洞庭湖流域生长季气象特旱对植被覆盖的影响

基于洞庭湖流域2000～2017年97个气象站点的综合气象干旱指数(CI)和MODIS增强型植被指数(EVI)资料,结合植被类型数据,采用最大值合成、相关分析等方法,分析了近18年来洞庭湖流域生长季(4～10月)植被(自然和人工植被)EVI与特旱强度的时空变化特征,探讨了自然植被和人工植被对特旱响应的敏感性。结果表明:在年际变化上,自然植被和人工植被区域的特旱强度最大值和EVI的最小值均出现在2011年;在季节变化上,生长季特旱强度分布为秋夏春季,自然植被EVI值明显高于人工植被,季节分布均为夏春秋季;比较而言,人工植被对特旱的敏感性高于自然植被,但两类植被对特旱的敏感性均随植被生长阶段而变化,其中两种植被EVI与特旱强度之间的最显著相关性均出现在8月;特旱强度和EVI能够很好地反映2011年春旱和夏秋连旱的时空变化过程。     

川中丘陵区柏木边坡防护林对相邻农田大型土壤动物群落的影响

为了研究川中丘陵区柏木(Cupressus funebris)边坡防护林对相邻农田中大型土壤动物群落的影响,分别以油菜(Brassica campestris L.)地和玉米(Zea mays L.)地为研究样地,分别调查了有边坡防护林和无边坡防护林农田的大型土壤动物类群数、密度、多样性和生物量。结果显示:共捕获大型土壤动物4 525只,隶属3门8纲18目25科。优势类群为正蚓科、蚁科、链胃蚓科和地幺蚣科,常见类群为铗科、蟋蟀总科、地蜈蚣科、大赤螨科、狼蛛科和跳蛛科。有边坡防护林的农田大型土壤动物类群数、密度、多样性指数和生物量均明显高于无边坡防护林农田(P0.05)。距边坡防护林5 m处的大型土壤动物类群数、密度、多样性指数明显低于0 m处(P0.05)。对大型土壤动物进行功能群划分后发现,边坡防护林明显增加了植食性、捕食性和腐食性土壤动物数量,对杂食性大型土壤动物数量影响不明显。结果表明川中丘陵区柏木边坡防护林促进了相邻农田大型土壤动物群落的发展,但随着距离的增加其对农田大型土壤动物群落的影响逐渐减弱。     

经济发展与农业面源污染:分解模型与实证研究

借鉴Islam的研究思路,构建农业面源污染影响因素分解的理论模型。并利用1990~2010年省际面板数据进行实证研究,探讨农业面源污染演变的内在驱动机制,以期为农业面源污染控制和管理提供理论依据。主要研究结论如下:(1)农业面源污染演变受规模效应、结构效应和减污效应的共同影响;(2)规模效应对农业面源污染的影响为正,这说明农业生产规模和农村人口规模的扩大会增大农业面源污染的排放。结构效应的两个重要方面(经济作物比重的提高和畜禽养殖业产值比重的提高)都会导致农业面源污染的加剧。技术进步和经济发展的减污效应开始初步发挥,二者都能有效减少农业面源污染,这为实现农业生产与生态环境的协调发展提供了可能。     

新疆能源强度影响因素及其治理策略

在发展低碳经济的趋势下,新疆过高的能源强度成为其自身发展和全国节能工作的"短板",会给我国的节能减排工作造成越来越难以解决的障碍,因此新疆面临严峻的节能减排挑战。能源强度(单位GDP能耗)是一个地区能源综合利用效率指标,受到多方面因素的影响。本文编制了1992、1997、2002和2007年新疆30部门能源投入产出表,采用投入产出结构分解方法(SDA),全面并深入分析GDP变动、单位产出能耗(即直接能源消耗系数)、技术变动和最终需求(包括消费规模、消费结构、投资规模、投资结构和净出口)变动对新疆生产能源强度的影响效应,并基于节能降耗角度分析技术变动和最终需求对产业结构变动的影响效应。结果表明:1992-2007年技术变动、消费规模、消费结构、投资规模和投资结构均对新疆生产能源强度的降低起抑制作用,并推动了产业结构中低能耗部门比重的下降。最后结合测算结果与新疆资源经济的特殊性,从技术投入、投资与消费引导以及民生扶持等方面提出了新疆能源强度治理策略建议。     

基于LMDI方法的中国国际贸易隐含碳分解

对国际贸易产生环境影响的定量研究正日益受到关注,特别是对隐含碳的研究.以中国2005年为例,对中国国际贸易隐含碳进行估算,应用对数平均D氏指数法(LMDI)对影响隐含碳净转移的因素进行分解分析.结果显示中国因生产排放碳量远大于其消费需要排放的碳量,从国外净转移到中国的隐含碳为395.66MtC;净转移隐含碳影响因素中强度效应(进出口商品完全碳排放系数差异)贡献率为60%,规模效应(进出额差异)贡献率为55%,结构效应(进出口结构差异)贡献率为-14%,此结果表明中国相比国外的高碳排放强度是造成目前碳转移额外增加的主要因素,分析结构效应发现中国主要净出口行业大部分不是高碳排放强度行业,而净进口行业却主要由高碳排放强度行业构成,特别是与碳排放密切相关的能源行业居净进口行业首位.     

自主研发、技术引进与能源消耗强度——基于中国工业行业的实证分析

本文运用1998-2007年中国工业32个行业面板数据,将工业各行业研发总支出划分为自主研发、国外技术引进和国内技术转移三个部分,在估算自主研发存量和技术引进存量的基础上,研究了自主研发、技术引进对工业能源消耗强度的影响,并考察了能源相对价格、FDI的进入程度以及工业内部行业结构等因素.研究表明,自主研发和国外技术引进对能源强度的影响存在行业差异.自主研发对全工业行业和高能源强度行业的能源强度有显著负效应,对低能源强度行业的影响不显著;国内技术转移对全工业行业和低能源强度行业的能源强度有显著负的影响,对高能源强度行业的影响不显著;国外技术引进在所有样本中对能源强度的影响均不显著.研究还发现,在低能源强度行业中,自主研发并没有与国外技术引进互为补充共同促进能源强度的下降;在高、低能源强度行业样本中,自主研发没有与国内技术转移形成互补优势,有助于能源强度的下降.     

基于土壤侵蚀模型的滑波临界雨量估算探讨

针对滑坡临界雨量确定目前存在的问题,提出一种基于土壤侵蚀模型的滑坡临界雨量估算的新方法。该方法基本思路是：降雨引起土壤侵蚀,当土壤侵蚀达到一定强度时可诱发滑坡,因此利用土壤侵蚀模型可以推算滑坡临界雨量。以湖北省秭归县为例进行试验,从降雨-土壤侵蚀-滑坡的成灾机理入手,利用卫星资料、地理信息资料及降雨资料,计算降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形（坡长、坡度）、植被覆盖和土地利用类型等因子,基于USLE土壤侵蚀模型,计算滑坡发生时土壤侵蚀强度,通过分析多个滑坡个例,确定滑坡临界土壤侵蚀强度,再根据降雨侵蚀力与降雨量之间的关系,推算不同预警点滑坡临界雨量。相比以往仅仅分析灾情与降雨之间关系的传统方法,该方法有较为清晰的物理意义,实际业务中也易于实现,在滑坡预警预报中有较高实用价值     

向家坝工程扰动区不同修复类型边坡土壤养分及土壤酶活性特征

土壤养分和土壤酶活性是土壤质量评价的重要指标，为明确向家坝工程扰动区不同修复类型边坡土壤养分及土壤酶活性特征，该研究以向家坝工程扰动区4种不同类型的人工恢复边坡：植被混凝土（CBS）、厚层基材（TBS）、客土喷播（OSS）、框格梁（FBS）为研究对象，以天然林（NF）边坡为对照，测定分析土壤养分含量、土壤酶活性及其相关关系。结果表明：（1）4种人工恢复边坡土壤pH均高于NF，且均属碱性；（2）CBS、TBS土壤全量养分和土壤速效磷含量均显著高于OSS、FBS和NF；TBS显示出土壤氮营养的明显优势、CBS显示出土壤磷营养的明显优势；（3）人工恢复样地土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶酶活整体高于NF；OSS、FBS土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和磷酸酶活性差异均不显著；（4）TBS当前状态接近接近NF；OSS、FBS在土壤养分和土壤酶活性两方面均呈现较大的相关性。综上，CBS、TBS两种人工恢复手段对于向家坝工程扰动边坡土壤养分持续性和土壤酶活性影响较好，TBS发展趋近天然林，OSS、FBS对于土壤酶活性影响积极，但养分累积效果稍差。