中国经济可持续发展中生态环境与保护问题及其对策

通过不同角度论述了经济可持续发展与生态环境良化的关系,分析了经济发展中我国生态环境存在的主要问题,探讨了环境恶化形成的深层次原因,提出了加强环境保护,实现经济的可持续发展的具体对策。

植被保持水土有效性研究进展

植被是防止水土流失的积极因素 ,也是土壤侵蚀预报研究中的重要因子。系统分析了国内外有关植被的冠层对降雨的截流作用以及对降雨侵蚀动力的影响 ,地表枯枝落叶层的水土保持作用、植被覆盖度与水土流失之间的关系和地下根系提高土壤抗冲性等方面的研究。旨在综合已有研究经验和成果 。

中国特色的水土保持成就和治理措施

水土流失对人类生存环境极为不利。它是人类诸多灾害的根源。全世界约有2500万平方公里土地遭受水土流失。中国的水土流失面积达356万平方公里。1949年以来，中国已累计综合治理水土流失面积92万平方公里，建设基本农田11.3万平方公里。水土保持是一项综合性很强的系统工程，水土保持是山区发展的生命线，是国土整治、江河治理的根本。是国民经济和社会发展的基础。是我们必须长期坚持的一项基本国策。经过近百年的发展，具有中国特色的水土保持科学体系已经基本形成。进入21世纪，水土保持科学技术研究工作迎来了新的发展机遇了，同时面临着许多严峻的挑战。在系统分析中国水土保持科技发展现状；建设成就与问题的基础上，提出了中国水土保持科学技术今后10～15年的发展战略、任务、目标重点研究领域和关键措施。

基于CMIP6的中国北方草地生态系统年总初级生产力时空格局

[目的]揭示我国北方草地年总初级生产力未来时空变化规律,为草地恢复及保护的政策制定提供重要依据。[方法]基于CMIP6中9个地球系统模式总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)模拟数据,采用多模式集合平均(MME)的方法,在SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP3-7.0和SSP5-8.5未来情景下预估了21世纪我国北方草地生态系统AGPP的时空变化。[结果](1)多模式集合(MME)模拟的准确性和年度趋势相关系数达到0.83,较其他单个模式更准确。(2)1982—2100年,4个情景均得出我国北方草地AGPP整体呈现上升趋势,温室气体高排放情景下的上升趋势大于温室气体低排放情景下的上升趋势。(3)空间上,我国北方草地平均AGPP在历史及未来情景下均呈西北到东南递增的趋势,SSP1-2.6情景下AGPP年均值最低〔308.03 g C/(m^(2)·a)〕,SSP5-8.5情景下最高〔389.63 g C/(m^(2)·a)〕。(4)在4个未来情景下的不同草地类型中,温性草原AGPP年均值最高〔SSP1-2.6情景下为445.44 g C/(m^(2)·a),SSP2-4.5情景下为474.53 g C/(m^(2)·a),SSP3-7.0情景下为532.42 g C/(m^(2)·a),SSP5-8.5情景下为558.14 g C/(m^(2)·a)〕,稀疏灌丛最低〔SSP1-2.6情景下为128.51 g C/(m^(2)·a),SSP2-4.5情景下为141.31 g C/(m^(2)·a),SSP3-7.0情景下为155.38 g C/(m^(2)·a),SSP5-8.5情景下为167.29 g C/(m^(2)·a)〕。[结论]我国北方草地AGPP未来呈显著增长趋势,不同情景下AGPP的增长趋势各不相同,排放情景越高增长越显著,未来应加强对我国北方草地AGPP变化的研究。

土壤微生物的新栖息地:塑料际发生及其生态风险研究进展

微塑料是一种新兴污染物,塑料制品的广泛使用和处理不当对土壤生态系统构成了潜在的环境风险。微塑料在土壤中为微生物提供了新的栖息地,并与周围环境形成了一个独特的生态系统——塑料际。塑料在土壤环境中不易降解,使得塑料际对原始土壤环境造成了严重且持久的生态威胁。目前对塑料际的研究主要集中在水生生态系统,关于土壤塑料际对微生物、微塑料以及土壤环境和其他污染物的影响联合效应等方面的认识仍然非常有限。为探究土壤塑料际中微生物与微塑料相互作用的机制和随之产生的生态效应,本文综述了塑料际作为土壤微生物新的栖息地带来的生态风险相关研究进展,主要讨论了土壤塑料际对微生物的选择效应与微塑料迁移转化的影响、土壤塑料际对土壤结构与土壤碳循环带来的改变以及与其他环境污染物的联合效应。

一种南方红壤区水土保持生态果园建设技术探析

南方红壤区为我国水土流失最为严重的区域之一,特别是伴随着大面积的果园开发,势必造成严重的水土流失。针对以上情况提出了一种南方红壤区水土保持生态果园建设技术,详细介绍了该技术的技术组成、主要参数、建设原理以及施工工艺,可起到保水、保土、保肥以及培肥、增产、增收等多重功效,适用于南方红壤区5°~25°自然坡面的水土保持生态果园开发建设。

坡面土地利用格局变化的水土保持效应

为探明黄土坡面土地利用格局变化的水土保持效应,通过模拟野外坡面土地利用格局,在小区内采用柠条林、坡耕地(豆地)和苜蓿地3种土地利用方式进行空间配置形成不同土地利用格局坡面小区,测定各小区表层0～6cm土壤水分和土壤体积质量的时空分布特征,并于2007-2008年连续监测各小区产流产沙特性,分析坡面土地利用格局变化的减流减沙效应。Kriging插值结果表明,柠条林、坡耕地(豆地)和苜蓿地3种植被类型混合利用坡面(从坡顶至坡底)小区(包括柠条-豆地-苜蓿小区、苜蓿-豆地-柠条小区、柠条-苜蓿-豆地小区、豆地-苜蓿-柠条小区)土壤表层水分和土壤体积质量呈明显的斑块镶嵌格局,与土地利用结构一致,易于形成径流侵蚀的自我调控系统。相对于单一利用的坡耕地小区,各混合利用格局可以对坡面径流侵蚀有效拦截。其中柠条-豆地-苜蓿小区的年侵蚀模数最低,2年的减蚀率分别达到98%和94%。构建合理的土地利用镶嵌格局是控制水土流失的重要措施之一。

遥感和地面数据驱动下的农业气候环境信息网格化技术研究

随着GIS技术飞速发展和遥感的应用,使得大范围细小网格上的农业气候资源各要素的计算成为可能。论文提出构建农业气候环境信息网格的基本思想。首先借助ArcGIS平台,利用DEM数据,通过Kriging插值将地理、地形因子网格化和参数化,生成了中国地区1km×1km网格的海拔高度、坡度、坡向等地形因子数据。其次利用MODIS数据反演得到了全国2001年月均1km×1km网格的地表反照率数据和大气总透射率。在获取了这些基本参数后,考虑地形和大气衰减因子,定量分析了坡度、坡向、地形遮蔽因素对太阳辐射的影响,在此基础上建立了坡地太阳辐射计算模型,最终实现了中国地区气候环境信息空间网格化。这样不仅可以弥补地区气候观测资料空缺,避免了传统方法以点代面的局限性,还可以为农业生产和科学研究提供有关气候环境信息的基础数据。

黄土高原小流域生态系统健康评价指标体系研究

小流域是黄土高原地理环境与生态系统的基本单元,建立健康的小流域生态系统是该区可持续发展的基础。文章在深入理解小流域生态系统健康概念的基础上,阐述了黄土高原小流域生态系统健康评价体系构建思路与指标选取原则,并将评价体系分解为活力、组织结构、恢复力、生态系统服务功能和人类健康五个要素,建立了适于黄土高原小流域生态系统健康评价的指标体系,以期为黄土高原小流域生态系统健康建设与区域可持续发展提供科学依据。

黄土高原六盘山生态经济圈功能区规划研究

六盘山区位于黄河中上游,是黄土高原西部天然生态屏障和水源涵养区,在中国生态环境建设中具有重要战略地位。本区土地资源丰富,生态环境洁净,旱作农业潜力大,草畜业兴旺。六盘山生态经济圈规划了4个功能区和7大特色农业基地产业,以六盘山国家自然保护区为中心,加大退耕造林种草与管护力度,到2015年基本修复六盘山区受损的森林生态系统和灌丛草原植被;以旱作农业技术体系为支撑,建立高效可持续发展的生态农业系统和绿色农牧产品基地,为经济社会发展和新农村建设提供良好的生态环境和农业基础。

广东省2021年新增水土保持措施碳汇能力评估

基于广东省2021年新增水土保持措施矢量图和现场调查,获取年度新增水土保持措施及其保土效益等数据,采用碳汇速率法评估全省2021年新增水土保持措施碳汇能力,结果表明:(1)2021年度新增水土保持措施碳汇能力492 212.45 t/a,其中封禁治理林地、水土保持保土效益和乔木林地的碳汇能力占比较大,分别占总量的44.50%、27.27%、27.09%;(2)碳汇能力较强的区域集中在北部的山地区和高丘陵区,碳汇能力较低的区域分布在南部和沿海的冲积平原,包括珠江三角洲、潮州和雷州平原区,中部盆地区的碳汇能力总体处于全省的中间水平;(3)基于常态化监测和年度统计工作提供的水土保持措施与相关参数,可开展区域水土保持措施碳汇能力评估,为实现“双碳”目标提供水土保持信息。为进一步做好水土保持碳汇能力评估,应及时更新碳汇能力评估参数,不断完善长时间序列、更加精细的水土保持数据库。

黄土丘陵区典型植被生态系统功能的权衡关系

为探究黄土高原植被恢复形成各群落生态系统功能权衡关系,本研究以植被恢复形成的灌木、自然草地、撂荒草地及乔木群落为对象,采用均方根偏差法(Root mean square deviation,RMSD)研究了生物量生产、土壤含水量、土壤养分含量、物种多样性4种生态系统功能差异及其权衡关系。结果表明:各植被类型间生态系统功能差异显著;各植被类型最高权衡均出现在生物量与其他生态系统功能间,RMSD在0.27~0.53间变化;乔木群落生态系统功能严重失衡,需要降低生物量促进各功能协调发展;灌木群落和自然草地群落生态系统功能中度失衡,是较为适合该区域的植被恢复的类型,两种群落分别需要改善土壤养分含量和土壤含水量;撂荒草地失衡程度最轻但生态系统功能低下,需要提升物种多样性及生物量。研究结果为黄土高原植被恢复调控与可持续发展提供依据。

基于生态与生产功能权衡的赣南水土流失综合治理模式适宜性评价

为识别影响水土流失综合治理适宜模式关键因素和分区针对性地开展水土流失治理,综合考虑自然环境和社会经济条件,应用专家打分、层次分析、模糊数学、空间分析等方法,开展了基于生态与生产功能权衡的赣南水土流失综合治理模式适宜性评价研究。结果表明:通过构建22项评价指标组成的区域水土流失综合治理模式评价指标体系,成功将赣南18县(市、区)划分为偏生态防护型、偏高效开发型和生态防护型与高效开发型皆可3类水土流失综合治理模式适宜区,并针对性地提出了分区综合治理对策建议;土壤侵蚀现状、主体功能定位、地方水土流失治理能力、地形、农业人口是生态防护型水土流失综合治理模式适宜性的关键影响因素;区域开发利用现状、土壤肥力状况、区域便捷程度、地形、农业人口与农业发展状况是高效开发型水土流失治理模式适宜性的关键影响因素。权衡生态与生产功能可遴选水土流失综合治理模式关键影响因素,识别各行政区适宜治理模式,为针对性治理提供依据。

退耕区域生态系统服务作用关系尺度效应及分异机制——以安塞区为例

生态系统服务的形成依赖于一定时空尺度上的生态过程。因此,探究生态系统服务在不同空间尺度的特征、关联和效应对于丰富生态系统服务的可持续管理具有重要的理论价值和实践意义。以典型退耕县域安塞区作为研究对象,基于生态模型定量评估了6项重要的生态系统服务,采用相关系数法、双变量空间自相关以及地理探测器揭示了不同空间尺度上生态系统服务作用关系的尺度效应及分异机制。研究结果显示:(1)退耕区域内,生态系统服务之间以协同关系为主,其中调节服务与支持服务的协同关系最强(|r|≥0.5),而权衡关系发生在文化服务与其他服务之间。从时间序列来看,调节服务与支持服务的作用关系较为稳定,在研究期间保持为协同关系,且协同度在退耕还林后有所提升;(2)生态系统服务作用关系的空间尺度效应主要表现在作用关系的方向变化与空间显著性的差异。在网格尺度中,生态系统服务之间的关系较为稳健,作用方向的变化主要发生在网格尺度与行政单元之间,且随研究尺度的加大,服务之间作用关系的空间显著性降低;(3)生态系统服务的权衡与协同是自然因子和社会因子共同作用的结果。退耕区人类活动干扰较小,自然因子的解释力(q均值0.1507)高于社会因子(q均值0.0148),且影响某类生态系统服务的关键因子对生态系统服务的作用关系起到重要作用。其中,土地利用程度和地形因子的共同作用是进行生态系统服务管理的主要关注点。

基于REE示踪法的工程堆积体坡面泥沙来源研究

[目的]探究生产建设项目工程堆积体坡面侵蚀的泥沙来源,更有针对性地布设水土流失防治措施,减少人为扰动造成的水土流失。[方法]结合室内人工模拟降雨试验与REE(Rare Earth Elements)示踪技术,研究90 mm/h雨强下不同砾石含量[0(纯土),10%,20%,30%]工程堆积体坡面不同坡位的侵蚀特征及侵蚀贡献率。[结果](1)不同砾石含量堆积体各坡位侵蚀量均为下坡位最大,同时下坡位平均侵蚀贡献率(57.40%)大于上坡位和中坡位,表明下坡位是坡面泥沙的主要来源。(2)含砾石堆积体坡面中坡位和下坡位的侵蚀量显著小于纯土堆积体。含砾石堆积体坡面上坡位和中坡位的侵蚀贡献率显著+大于纯土堆积体坡面,下坡位侵蚀贡献率显著小于纯土堆积体坡面。(3)砾石含量对下坡位侵蚀量和贡献率的影响更显著(p<0.05)。含砾石堆积体中,20%砾石含量堆积体坡面上坡位和下坡位的侵蚀量显著大于10%,30%砾石含量堆积体。10%砾石含量堆积体坡面上坡位侵蚀贡献率显著大于20%,30%砾石含量堆积体坡面,下坡位侵蚀贡献率显著小于20%,30%砾石含量堆积体坡面。[结论]各砾石含量工程堆积体坡面中,下坡位侵蚀贡献率均最大,表明下坡位是工程堆积体坡面泥沙的主要来源,要加强工程堆积体下坡位的防护和治理。

江西省水土保持信息化监管服务平台探析

水土保持监测与信息化是开展水土保持效益监测以及评估的重要抓手,构建水土保持信息化监管服务平台可更好地服务于水土保持监测信息化以及监管工作的开展。在总结当前水土保持信息化监管服务平台现状的基础上,提出了江西省区域水土保持信息化监管服务平台的搭建路线以及框架结构,可为下一步的深入研发工作提供参考,助推江西省水土保持监测信息化和数字化工作进程。

江西省水土保持智慧平台初步构想

水土保持问题涉及对象点多面广、时空动态变化显著,亟需通过智慧水利建设赋能传统管理模式转型升级,系统提升水土流失防治水平。文章针对水土保持数据资源管理和智慧应用开发存在的瓶颈问题进行分析,提出构建江西省水土保持智慧平台,从算据、算法和智慧应用三个方面阐述了初步构想,以便促进江西省水土保持工作向管理智慧化、决策精准化转型。

生物炭对坡耕地水土流失的影响研究进展

坡耕地是水土流失的主要策源地,其水土流失治理受到普遍关注。生物炭作为一种新型土壤调理剂,其水土流失防治效果近年来受到了水土保持科技工作者的广泛关注。在全面梳理国内外坡耕地水土保持领域生物炭相关研究的基础上,阐述了施用生物炭对坡耕地土壤物理性质、水土流失的影响,探究了生物炭对坡耕地水土流失的影响机理研究进展及有待加强研究的方向,为今后更好地开展坡耕地水土流失防治提供参考借鉴。

宁南山区不同植被类型土壤生态化学计量特征与碳储量

[目的]为了阐明不同植被类型的土壤养分状况与固碳能力差异。[方法]以宁夏南部山区具有代表性的乔木纯林(山杏林和刺槐林)、乔木混交林(刺槐+山杏)、乔灌混交林(山桃+柠条)、灌木林(沙棘)、草地共6种植被类型为研究对象,通过野外调查和室内分析相结合的方式,研究各植被类型0—100cm土层的生态化学计量特征与碳储量。[结果]研究区土壤C、N、P变化分别为19.74~35.11,1.74~3.19,1.60~1.69g/kg,C、N均表现为随土层深度的增加而递减,其中刺槐+山杏林地的C、N在0—80cm土层显著高于其他类型,P在各类型和土层间均无显著性差异。土壤C∶N在0—40cm土层刺槐林显著较低,40—100cm土层不同植被类型间无显著差异,土壤C∶P和N∶P受植被类型影响较大,表现为刺槐+山杏林地最高。各植被类型的C∶N在不同土层间没有明显差异,C∶P和N∶P表现为随着土层的增加而降低。土壤0—100cm土层碳储量为5.98~38.21t/hm^(2),各植被类型间差异较大,总体表现为刺槐+山杏>刺槐>山杏>沙棘>山桃+柠条>草地,刺槐+山杏林显著高于其他植被类型。[结论]宁南山区乔灌林地养分循环模式与固碳能力优于草地,且刺槐+山杏混交林造林模式最佳,营造混交林是提高土壤固碳能力的一个重要途径。

干旱半干旱地区日光温室黄瓜水分生产函数的研究

在日光温室春茬盆栽嫁接黄瓜条件下,以不同生育时期的土壤水分水平为试验因素,采用正交设计研究了在开花前期、初瓜期、盛瓜期和结瓜后期不同土壤水分条件对黄瓜蒸腾量和产量的影响,得出黄瓜的耗水规律、产量与水分之间的函数关系。研究结果表明:黄瓜对水分的消耗基本呈现为开花前期与初瓜期小、盛瓜期大、结瓜后期小的规律,耗水高峰出现在盛瓜期,并对各生育期耗水量进行了量化;黄瓜总产量与总耗水量之间呈二次抛物线关系,最佳灌水量为393mm;水分生产函数的敏感指数按盛瓜期→结瓜后期→初瓜期→开花前期的顺序依次降低,与黄瓜耗水规律基本一致。