南方红壤丘陵区小流域水土保持综合效益评价——以江西阳坑小流域为例

随着国家对水土保持工作的不断重视,越来越多的水土保持措施开始实施,为评定水土保持工作开展情况,水土保持综合效益评价工作显得尤为重要。因此,选取南方红壤丘陵区水土流失严重的江西阳坑小流域为例,以2005年为基准年,通过层次分析法选择涉及生态效益、经济效益、社会效益的13个评价指标,从单项效益入手,运用市场价值法、替代市场法、对比分析法等方法直接计算水土保持各单项效益价值,从而得到三大效益及综合效益价值。结果表明:江西阳坑小流域经过水土保持治理之后,2005年水土保持综合效益总价值为12 445.42万元。其中生态效益价值为10 240.65万元,占82.29%;单项效益价值大小排序依次为:保水效益>净化大气效益>保肥效益>保土效益。经济效益价值为894.13万元,占7.18%;单项效益价值排序为:粮食增产效益>经果林效益>水保林效益。社会效益价值为1 310.64万元,占10.53%;单项效益价值排序依次为:改善群众经济效益>提高土地生产率效益>增加耕地效益>减少泥沙淤积效益。评价结果表明水土保持生态效益在水土保持工作中占有决定性地位,这将为今后水土保持工作提供重要的理论依据,同时也将提升人们对水土保持工作的了解与认识。

1973年以来黄河三角洲形态与入海水沙通量关系研究

黄河是世界上著名的多沙河流,每年携带数亿吨泥沙经黄河三角洲入海。为了分析黄河三角洲面积与入海水沙通量关系,选取1973-2016年41景影像资料,借助ARCGIS 10.2得到研究区域面积,并把三角洲分割成河口地区与北部河滩地区进行研究。最后结合利津站水沙资料,通过SPSS数据分析软件,分析黄河入海水沙、黄河三角洲及其各区域随时间变化情况,并进一步探讨入海水沙与河口年造陆面积之间的关系。研究结果表明：河口地区年造陆面积与入海年输沙量之间具有显著正相关性。由于黄河中游一系列生态环境工程建设,使黄河水沙通量总体呈减少趋势,其中输沙量减少尤为显著,2015年利津站年输沙量比1973年减少97.5%。随着泥沙锐减,黄河三角洲及河口面积已由增大转为减小,转折点在1998年;人工固岸工程对控制三角洲北部河滩面积的稳定具有重要意义。此外,调水调沙依旧不能改变年造陆面积减小的趋势。

黄土高原退耕还林工程对生态环境的影响及对策建议

基于西北地区水土流失和生态环境问题日益严重,为了再造一个山川秀美的西北地区,1999年我国实施了浩大的退耕还林工程。文章分析了黄土高原自新石器时代以来气候变迁和农耕文明前后人类活动对生态环境的影响,造成气候和植被带的南移以及农业和畜牧业发展带来的破坏,指出退耕还林工程实施以来对植被恢复、土地资源的合理利用和区域气候改善都起到了显著的成效,但仍存在水资源需求增加,承载力不足、耕地面积减少,短期内粮食产量下降、政策可持续性等问题,提出因地制宜,选择合适树种,利用节水措施以缓解水资源问题,基于生态、经济、社会价值最大化进一步优化土地配置,从工程后续的管理和维护上入手,提供合理的经济补偿,巩固已有的成果等建议,为以后更好推进退耕还林工程实施起到指导作用。

模拟降雨条件下黄土区SCS模型的参数率定

开展径流模拟的相关研究,是进行土壤侵蚀预报和水土流失防治的重要基础。SCS模型是较为常用的一种径流计算模型。模型中的两个参数初损率λ和径流曲线数CN对于模型准确计算地表径流有重要意义。通过对杨青川流域22场不同土地利用类型人工模拟降雨资料,应用穷举法对该地区运用SCS模型时初损率和径流曲线数进行了率定。结果表明:(1)在黄土区,运用标准SCS模型模拟人工降雨条件下的径流深有较大误差,且模拟值均偏小1.1~3mm。(2)初损率λ和径流曲线数CN都是模型的敏感性参数,且λ值敏感性更高。(3)运用穷举法的方式进行了各参数的率定后,得到在草地类型,SCS模型最适宜的初损率为0.13,径流曲线数为65;裸地类型最适宜的初损率为0.03,径流曲线数为83。优化后的模型能更好地模拟径流深,均方根误差、相对误差均显著减小,纳什系数有显著增大,能为该地区关于地表径流的模拟计算提供理论参考,具有重要意义。

黄土丘陵区植物群落功能多样性/物种多样性与产流产沙响应关系

为了探索合适的植被参数用于评估植被的水土保持效益,我们在安塞县纸坊沟流域,构建了植被盖度相近但结构不同的试验小区,并测量了每个小区中优势种的比叶面积、叶组织密度、比根长、根组织密度等功能性状,并根据测得的性状数据,计算了群落功能丰富度指数(FR_(ic))、群落功能均匀度指数(FE_(ve))和群落功能离散度指数(FD_(iv))3种功能多样性指数。依据样方调查结果计算了不同小区的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数3物种多样性指数。并通过野外模拟降雨试验,将雨强固定在120 mm/h,降雨历时30 min。对不同小区的产流时间、产流产沙总量及其与群落多样性指数的相关关系进行了分析。结果表明:(1)结束产流时间随着群落功能丰富度指数(FR_(ic))的增大而逐渐减小;(2)在3个群落功能多样性指数中,坡面产流总量只与群落功能丰富度指数(FR_(ic))有线性的响应关系;(3)通过与Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数比较,群落功能丰富度指数(FR_(ic))回归结果的R^2>0.5,其他指数结果的R2均在0.01左右,功能多样性指数比物种多样性指数响应敏感,能更好地反映群落水土保持效益。