水土保持碳汇内涵与测算方法

水土保持深刻改变着地表覆被和结构、土地利用方式和陆地生态系统结构等,是增强陆地碳汇能力的重要途径。以水土保持林草、工程和耕作措施为切入点,按照“机理阐述—模型构建—分类测算”的总体思路,阐明水土保持碳汇内涵,明确了水土保持碳汇途径,构建水土保持碳汇测算方法,估算全国水土保持碳汇量。结果表明:水土保持具有垂向碳增汇、横向保土固碳(减少侵蚀土壤横向输移导致的碳流失)与减蚀减碳(避免碳排放)的多重功能。2021年,全国现存水土保持措施垂向碳增汇总量为1.54亿t,对陆域碳汇的贡献约43.5%~56.5%,其中林草措施植被和土壤碳汇量超过95%。水土保持保土固碳作用显著,2021年全国水土保持措施保土固碳总量为3 040.86万t,且具有明显的累积效应和长效作用。总体来说,2021年水土保持碳增汇(不包括水土保持林草措施植被碳汇量和土壤碳汇量)和减碳量为5 115万~6 230万t CO_(2),约占到全国现有陆地生态系统碳中和总量的4%~6%,这一部分尚未纳入国家碳汇核算体系,其应是实现“双碳”目标的重要环节。

水土保持生态建设下的黄土高原典型流域水沙响应

为探讨黄土高原多沙粗沙区流域水沙关系演变特征及其对水土流失治理的响应,以黄河中游无定河流域为研究对象,综合采用水沙关系曲线、数理统计等多种方法,系统分析1956—2019年间无定河流域水沙关系多时间尺度演变特征及其与水土流失治理的协同响应。研究结果表明:1)研究时段内,无定河流域年径流及年输沙量呈锐减趋势(P<0.05),且均在1970年左右发生减少突变;2)流域水沙关系在年际和场次洪水尺度上均发生深刻变化。2010年以后,暴雨频发导致流域内侵蚀物源头供应明显增加,流域河道泥沙输送能力小幅提高;3)水土保持措施实施对流域水沙锐减影响较大。2000年前后在相似降雨条件下,单位降雨量径流量和单位降雨量输沙量较20世纪70年代减少47%和62%。水土保持措施面积增加与流域径流输沙减少呈现较好的一致性,流域水土流失治理在提高黄河多沙粗沙区流域下垫面抗侵蚀能力等方面发挥重要作用。研究结果可为科学认知区域水土流失治理成效及入黄泥沙锐减成因提供参考。

罗玉沟流域水沙变化趋势及影响因素

[目的]探讨小流域水沙变化趋势及影响因素,为黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理和水土保持措施布设提供参考依据。[方法]采取Spearman秩次相关检验方法、累积距平法和双累积曲线法等对黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域1986—2016年降水量、径流量和输沙量变化趋势和演变过程进行分析。[结果](1) 1986—2016年罗玉沟流域年降水量趋势性变化不显著;流域年径流量和年输沙量变化具有明显的阶段性,以1993年为界,年径流量和年输沙量呈显著降低趋势。(2)降水和水土保持措施影响罗玉沟流域年径流量和输沙量,不同降水水平年,降水和水土保持措施对流域水沙变化的影响不同,水土保持措施使流域枯水年份径流量和输沙量减少最为显著。(3)水土保持措施对年径流量和年输沙量的减少贡献率分别为83.50%和80.97%。[结论]降水量变化不显著的情况下,水土保持措施对罗玉沟流域年径流量和年输沙量的减少起主导作用,水土保持综合治理对枯水年径流量和输沙量的影响幅度最大。

全国首单水土保持项目碳汇成功交易主要做法

2023年12月7日,全国首单水土保持项目碳汇交易在福建长汀签约成交。此创新之举对推进水土保持工作高质量发展具有标志和示范意义,为推动将水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制提供了实践案例。主要做法是:①积极开展碳汇研究和顶层设计,为项目碳汇监测核算提供支撑;②广泛开展调查研究,选定碳汇监测核算试点项目;③建构上下协同工作团队,科学开展试点项目监测核算;④选定碳普惠交易平台,开展碳汇初始登记;⑤开展协调工作,撮合项目碳汇交易出让方和受让方;⑥大力组织宣传推广,发挥首单交易示范作用。

水土保持碳汇生态产品价值实现机制及试点设想

水土保持碳汇生态产品价值的实现是“两山”转化的重要途径,也是践行“双碳”目标的重要内容。在界定水土保持碳汇生态产品内涵基础上,论述了基于“主体—要素—运行”多层次框架,构建“多主体协同—多要素投入—全周期运行”的水土保持碳汇生态产品价值实现机制,并以福建省龙岩市为试点示范区,系统梳理其试点基础及必要性,并提出相关的试点策略,以期为龙岩市及类似地区实践提供一定的决策参考。

水土保持碳汇项目开发与交易的机制与途径构建

水土保持碳汇具备负碳技术的特性,受到政府和交易主体广泛关注和青睐,未来将在我国碳排放权交易市场中得到广泛应用。从建立碳汇项目开发团队、实施碳汇监测与核算、协调撮合交易和宣传示范等4个方面,总结全国首单水土保持碳汇项目开发与交易的实践探索,提出水土保持碳汇项目开发与交易的机制与途径,包括加强水土保持碳汇基础研究和技术攻关、完善水土保持碳汇监测和核算体系、开展碳汇项目开发和探索碳汇交易途径与机制、建立水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制、建设碳汇项目开发队伍与机构、提升项目开发信息管理水平等6个方面。

水土保持碳汇若干关键问题研究

水土保持是生态文明建设的重要内容,也是水利行业助力实现“双碳”目标的重要举措。从理论研究和实践探索入手,着重阐述水土保持碳汇内涵与机理、碳汇能力评估与核算、碳中和潜力与碳交易实践、碳汇能力提升路径等问题。水土保持碳汇通过林草、工程和耕作措施实现,具有碳增汇、保土固碳和减蚀减排作用。基于全国尺度碳汇核算,2021年以水利部门为主实施的水土保持措施碳汇量(不包括水土保持林草措施碳汇)为1395万~1699万tC,约占我国陆地生态系统碳汇总量的4%~6%,这一部分尚未纳入国家碳汇核算体系。为提升水土保持碳汇能力和贡献度,应持续开展山水林田湖草沙系统治理,统筹水土保持拦沙减淤、净化过滤、调节反补、开源引流、减排增汇等生态多功能协调,推进水土保持提质增效,并优化生产建设项目水土保持技术,充分挖掘水土保持固碳增汇潜力。

新时代黄河流域水土保持标准体系建设框架研究

为了贯彻落实《黄河保护法》,推动黄河流域水土保持各项工作规范化、标准化,满足黄河流域水土保持事业高质量发展的现实需要,根据《黄河保护法》有关规定,结合新时代黄河流域水土保持工作目标和特点,在全面分析水土保持标准体系建立的背景、意义及必要性的基础上,全面梳理现行的水土保持国家标准体系,广泛征集有关省(区)业务人员和专家的意见、建议,组织专家开展专题研究,提出了包括基础类、规划设计类、治理类、淤地坝类、监测类、监管类、信息化类、试验示范类等8类73项标准(其中沿用原有标准48项、建议新增标准25项)的黄河流域水土保持标准体系建设框架。

引领新时代水土保持之科技前瞻

中共中央办公厅、国务院办公厅《关于加强新时代水土保持工作的意见》,对水土保持高质量发展提出了新的时代要求。全面提升水土保持功能和生态产品供给能力是新时代水土保持攻坚的目标与任务。新时代水土保持科学技术支撑十分重要和紧迫,应从以下几方面加快科技创新和应用:区域水土流失治理减量降级目标与评价,实行水土保持率不同阈值的区域水土保持分类指导,构建水土保持功能分析指标体系,探索生态系统水土保持功能提升技术;建立水土保持重点区域空间管控制度,实施差别化管理,探索并推广不同类型农林开发活动水土保持技术措施;生产建设项目水土保持方案智慧管理,水土流失风险评价与智能预警,建立绿色设计绿色施工标准,探索视频监控与跟踪管理;加强山水林田湖草沙系统治理技术支撑,以生态清洁小流域促进乡村振兴与共同富裕,探索水土流失治理中生态系统多样性、稳定性、持续性提升技术,推进水土流失科学治理智慧指导与智能管理;加快水土保持碳汇研究与市场交易,建立水土保持生态损害价值评估体系,深化水土流失测报与动态监测等基础研究。以创新理论、技术、机制的新探索,全面提升水土保持治理体系和治理能力现代化水平,服务高质量发展。

水土保持监测计量工作发展探析

进入高质量发展新阶段,国家对计量工作高度重视,提出了更高的要求,水土保持监测计量工作迎来新的发展机遇,同时也面临更多挑战。以问题、需求、目标为导向,基于水土保持监测计量发展现状,提出水土保持监测计量工作存在地方认识不足、计量制度欠缺、计量技术标准规范滞后、监测设备计量比例低、计量基础工作薄弱等问题。在分析当前面临的新形势新要求基础上,阐述了水土保持计量工作体系和属性,探析了工作要求和发展方向,提出了加强制度建设、完善标准体系、提升工作效能、强化信息化管理、推动关键设备和技术研究等水土保持监测计量工作发展建议。

黄土高原径流侵蚀功率输沙模型的改进

水土流失对流域生态危害严重,输沙量模拟和预测可以为流域水土流失防治提供依据,因此精确的输沙模型是流域水土流失治理的重要工具。为了精确模拟变化环境下黄土高原年输沙量,该研究基于黄土高原19个水文站的径流和输沙数据,通过随机森林变量重要性度量方法评估年径流侵蚀功率、淤地坝指数、淤地坝相对指数、归一化植被指数、不透水地面积等因子对流域年输沙量的影响,使用非线性最小二乘法估算年输沙模型参数,对比分析不同因子组合的年输沙模型精度,提出适用性较强的黄土高原年输沙模型,据此开展年输沙量变化贡献率分析。结果表明:1)以幂函数形式构建的仅含径流侵蚀功率单因子输沙模型精度与流域面积有显著的负相关关系,相关系数为-0.505(P<0.05),模型精度随着流域面积增大而下降,在面积大于7000 km^(2)的流域适用性较差;2)年径流侵蚀功率、淤地坝指数及不透水地面积因子组合建立的多因子年输沙模型在黄土高原适用性最佳,模型在率定期纳什效率系数平均值为0.84,均方根误差平均值为0.21亿t,在验证期纳什系数平均值为0.79,均方根误差平均值为0.27亿t。3)影响研究流域年输沙量变化的因素依次是:年径流侵蚀功率、不透水地面积和淤地坝指数。研究可以为黄土高原不同区域水土流失防治和生态治理工作提供理论支撑。

中国南北方植物对土壤加固机制的差异性

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植物的固土效能和贡献度。结果表明:2地种植的物种平均根直径的差异不显著(P>0.05),重庆种植的乔木(火炬树、榆树)的根长、分叉数和根尖数显著高于延安,灌木未出现显著差异(P<0.05)。根系的抗拉强度与直径都符合负幂函数关系,其中平均抗拉强度最大的为荆条。除荆条外,同种植物根系的抗拉强度并未因不同地区的种植产生显著差异。4个植物种根系的固土效率为0.65~4.12 kPa,各物种间存在显著差异(P<0.05)。重庆2种乔木种植下的根土复合体有效黏聚力高于裸地(约10%),灌木种植下则普遍略低于裸地。除酸枣外,种植于重庆的4种植物的根系固土作用和效率都显著的高于延安(P<0.05)。研究结果可为不同地区固土护坡的树种选择提供理论依据。

新时代生态清洁小流域发展思考

2003年北京开始生态清洁小流域建设,拉开了生态清洁小流域治理的序幕。从无到有,从少到多,生态清洁小流域不断发展,全国累计建设约4000条,已成为水土保持高质量发展的一面旗帜,受到广泛欢迎和好评。总结了生态清洁小流域的发展历程,结合《关于加强新时代水土保持工作的意见》、《关于加快推进生态清洁小流域建设的指导意见》(水保[2023]35号)、《生态清洁小流域建设技术规范》(SL/T 534-2023)等最新要求,分析了当前面临的形势,阐述了生态清洁小流域的基本属性,探析了工作要求和主要任务,提出了推进新时代生态清洁小流域发展的建议。

西南岩溶区水土漏失研究进展与展望

水土漏失是岩溶区特有的水土流失问题,自21世纪以来才逐步开展研究与防治工作。本文在系统分析把握已有相关研究进展的基础上,阐明西南岩溶地区水土漏失的特点,揭示以岩溶地下河流域为单元开展水土漏失过程系统研究的重要性,总结水土漏失监测评价和影响因素等方面的研究进展。指出目前的水土漏失研究在岩土缝组构刻画、水土漏失关键过程和机制、水土漏失评价模型等方面存在不足。面向西南岩溶区水土漏失防治的国家目标和国际前沿研究方向,提出下一步应开展岩溶关键带水土漏失网络研究、水土漏失关键过程系统研究、以及水土漏失评价模型构建和应用3个重要方向的工作。

古土壤层间富水对黄土场地湿陷性的影响

黄土地层中往往交替分布着多层红色古土壤层,由于其硬度相对较高,遇水不易湿陷,对黄土地层湿陷量的测量结果有很大的影响。然而,对于古土壤对湿陷量的控制作用目前还缺乏相关研究,导致对湿陷地层湿陷量的科学取舍缺乏理论依据。为此该文统计了黄土高原区的浸水试验结果,分析了不同区域湿陷量室内外差异特征,并以西安地区两个试验场地的大型浸水试验为研究对象,进行了不同试验条件下土体中水分的扩散、含水率的变化、土压力变化以及累计湿陷量等测量工作。最终结果表明,古土壤层的存在阻碍湿陷进程,在阻止水分下渗的同时,阻碍深部地层湿陷量传递至地表,使得湿陷量实测值与计算值之间的差异与古土壤层数呈现正相关的趋势。该文将为普遍存在古土壤的黄土地层自重湿陷机理的研究提供参考。

快速和慢速热解对棉秆生物炭理化特性及土壤持水量的影响

以新疆棉秆为原料,在300~700℃下利用快速和慢速热解方式制备了生物炭,研究了快速和慢速热解对棉秆生物炭形貌、表面官能团、pH值、元素组成的影响.利用室内土柱试验,研究了不同条件下制备的生物炭对土壤持水量的影响.结果表明:1)随着热解温度的升高,生物炭产率下降,pH值提高,孔隙度增加.快速热解生物炭具有孔隙发达、芳香性高、稳定性强的优点.2)土壤持水量随着生物炭添加量和热解温度的升高而提高.生物炭添加量为0.03 g/g时,土壤持水量分别为51.7%和49.7%,比未添加生物炭提高了32.5%和27.4%.3)添加生物炭土壤15 d后保水量仍有40.3%,远高于纯土壤,且添加快速热解生物炭的土壤保水量高于慢速热解生物炭.

森林可持续经营和生态文明建设

2007年,党的十七大报告第一次明确提出了建设生态文明。习近平总书记继承发展了国内外已经积累的认识和经验,形成了习近平生态文明思想,比国际上有共识的可持续发展理念提高了一步,在认识上更深刻,在范畴上更全面,也更有利于贯彻落实。生态保护建设是生态文明建设的基础性工作,对生态保护和建设的关系必须要实事求是地、辩证地分析,既不能不重视自然保护,过多人为干扰,也不能以自然封禁作为绝对手段,不重视对自然生态系统兼用人为保育修复和建设的措施。“山水林田湖草沙是生命共同体”和“绿水青山就是金山银山”是习近平生态文明思想中的两个突出的理念亮点,山水林田湖草是区域层次生态系统的主要组分,习近平总书记“两山”理论中的“绿水青山”就是指良好的山水林田湖草自然综合体,需要处理好“绿水青山”和“金山银山”之间的关系。搞好自然生态系统的可持续经营是从“绿水青山”转变为“金山银山”的应有之义,这也是把可持续发展理念纳入到生态文明建设中来的关键。以森林生态系统为例,可持续经营就是在维持其可持续性的同时综合发挥其服务功能,在优先发挥其生态功能的同时还能取得一定的物质产品和文化产品,产生足够的经济效益和社会文化效益,只有这样,才能使“绿水青山”真正变为“金山银山”。

东北典型黑土区耕地侵蚀沟形态系统分类方法构建

侵蚀沟形态分类是认识其发展现状和潜在危害的重要方法,探究耕地侵蚀沟形态分类特征和分布特征对把握耕地侵蚀沟防治重点,预防坡耕地水土流失具有重要意义。针对现有侵蚀沟形态分类体系指标获取难、分类结果不完整等问题,利用遥感解译数据,根据系统分类和信息科学理论,结合东北黑土区现实需求,构建了耕地侵蚀沟系统分类方法,并在典型黑土耕作区海伦市进行了验证。结果表明:1)海伦市耕地侵蚀沟具有小面积、大宽度、短长度的特点,Ⅰ类和Ⅱ类为数量最多的一级分类;Ⅱ类四等微型沟(Ⅱ4T)和Ⅱ类四等小型沟(Ⅱ4S)在二级和三级分类中数量居多,易通过高标准农田建设进行治理。2)地形要素下耕地侵蚀沟形态分布差异明显,需要特别关注在高程180~<240 m,坡长35~<55 m,坡度2°~6°,西南坡区域内的Ⅰ4T、Ⅱ4S、Ⅱ4T等发育程度较低的侵蚀沟向更高发育程度的Ⅳ4M、Ⅴ4M等类型转变,建议结合农田建设及时采取综合防治措施,以防止耕地侵蚀沟的潜在破坏。3)构建的“类+等+型”耕地侵蚀沟分类定级方法,兼顾指标的易获取性和方法的易操作性,能够精准、直观地揭示耕地侵蚀沟的形态特征及其危害情况,可为侵蚀沟和黑土耕地的协同综合治理提供方法借鉴。

泰州市水土流失现状及治理措施探讨

泰州市现有水土流失面积1.14km^(2),以水力侵蚀为主,全部为轻度侵蚀。水土流失面积最严重的是靖江市,其次是泰兴市,姜堰区最少。通过对泰州市水土流失现状研究分析,提出相应治理措施,促进泰州市生态环境可持续发展,并为类似城市水土保持工作提供参考。

山水林田湖草沙系统治理与水土保持高质量发展

[目的]中国水土流失治理已由“全面治理,重点治理”迈向“系统治理,攻坚克难”的新阶段。分析山水林田湖草沙系统治理的内涵、准则及其与水土保持的关系,旨在丰富新时代水土保持理论体系,引领水土保持高质量发展。[方法]在长期理论探索和实践验证的基础上,梳理山水林田湖草沙系统治理理念的发展过程,阐明其内涵、目标与实践准则。[结果]水土流失长期治理实践总结提升形成的以小流域为单元的综合治理技术路线是山水林田湖草沙生命共同体系统思想最朴素的实践体现。小流域综合治理的系统性主要体现为治理对象的系统协调,总体布局的系统统筹,治理措施的系统考量,治理成效的多效益兼顾,实施和管理的多部门协同和多主体参与的共治共享6个方面。水土保持高质量发展实践需要遵循的基于系统治理理念的具体举措包括:利用系统思维理解水土保持高质量发展的内涵和要求,精准诊断山水林田湖草沙系统短板及其控制性要素,构建山水林田湖草沙多层次全方位立体化防控体系,构筑完备的水土保持管理与技术保障体系。[结论]在新的历史时期,应该完整准确理解并全面贯彻落实山水林田湖草沙系统治理的理念,探索整体提升水土保持学术研究水平和治理效能的新路径、新模式、新机制。同时应结合区域或流域实际,对农田、水利、牧业、林业及生产建设活动进行全面综合系统的规划和治理,推动水土保持高质量发展。