黄河流域-黄土高原水土保持与高质量发展:成效、问题与对策

水土保持是新时期山水林田湖草沙系统治理的核心,在保障黄土高原生态安全屏障方面具有重要作用.黄土高原地区自实施一系列生态治理工程以来,水土保持和生态建设等成绩斐然.基于长期监测及生态系统关键过程等研究基础,分析了黄土高原水土保持与生态治理的成效,剖析了水土保持高质量发展中存在的主要问题,主要表现在区域脆弱的生态环境仍未根本改变、生态系统稳定性仍面临巨大挑战、灾害风险依然较为严重、水土保持监管水平薄弱等方面.据此,从该地区水土保持与生态高质量发展角度出发,提出了未来黄土高原水土保持与高质量发展的若干对策建议,以更好地服务黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略.

“双碳”目标下水土保持碳汇计量、监测与评估的思考

开展水土保持碳汇计量、监测与评估是服务我国“碳达峰、碳中和”战略的重要举措之一,可为未来的水土保持措施实施和政策制定提供理论支撑。笔者以“碳达峰、碳中和”战略背景下碳汇相关政策与研究为基础,指出我国水土保持碳汇发展方向,阐明水土保持碳汇计量的概念、应用及评估认证体系。水土保持碳汇计量监测是“双碳”战略、水保规划、内生动力的重要实现手段,也是碳交易、生态富民和投入机制的主要应用场景。加强水土保持碳汇评估、分类管理和认证体系的建设,健全碳汇调查监测技术方法,能够推进水土保持碳汇的精确评估,为碳中和目标提供理论和技术支撑。新时期应全面推行水土保持碳汇计量监测体系建设,提升水土保持碳汇开发方法,建立水土保持碳增汇考核指标,持续挖掘水土保持碳汇增长的潜力,加强碳汇水土保持措施多元化发展,拓宽水土保持碳汇投资渠道,完善水土保持碳汇交易保障机制,推动水土保持碳汇参与碳市场交易。

黄土高原地区水土保持科学研究的重点领域

针对黄土高原地区生态建设的需求与水土保持科学研究现状,分析了黄土高原水土保持科学研究的成就与发展趋势,提出该区未来需加强土壤侵蚀过程、机制及侵蚀模型、植被恢复的潜力及调控、大尺度土壤侵蚀及水土保持的格局与规律、水土流失及治理的环境效应评价理论与模型、水土流失治理的生态服务功能评价和不同尺度水土保持与生态建设模式研究等重点研究领域。

丛枝菌根真菌对3种水土保持草本植物生长和土壤团聚体的影响

【目的】筛选出红壤区最优水土保持草本植物与丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)组合,提升红壤侵蚀区坡面水土流失治理水平。【方法】选择优良水土保持植物白三叶(Trifo-lium repens)、百喜草(Paspalum notatum)和雀稗(Paspalum thunbergii)在温室进行盆栽试验,设接种摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)及不接种(对照)3种处理,测定3种植物的AMF侵染率、地上、地下生长指标及土壤团聚体情况。【结果】接种AMF可显著促进3种植物的地上部生长,对百喜草和白三叶的促生效果显著(P<0.05);接种AMF可显著增加白三叶根长、根体积、根系分叉和根冠比数等,促进其根系生长发育;白三叶对AMF根冠比的生长响应及菌根依赖度优于另外2种植物;接种AMF显著提高了白三叶土壤水稳性团聚体含量。【结论】白三叶具有较高菌根侵染率,能与AMF共生,获得更加发达的根系和良好的长势,有效促进植被-土壤相互作用,增强调控坡面侵蚀的能力。

国际长期生态研究网络台站布设对中国水土保持监测网络站点设置的启示

为了研究长时期过程，大空间尺度的生态环境问题，国际上建立了长期生态研究网络，在分析水土保持监测网络和长期生态研究网络的共同性，阐述长期生态网络台站选择和布设的基础上，提出水土持监测网络站点的设置原则：（1）每个土训侵蚀类型区的均应有监测站点，每个站点代表一个独特的土壤侵蚀类型区，（2）站点在土壤侵蚀敏感和稳定的地区均有分布；（3）站点具有进行长期监浊和研究的条件与潜力，（4）监测站点组成的网络必须覆盖全国主要的土壤侵蚀类型区；（5）监测站点应不断优化调整，做到多用途，多功能。

小流域综合治理水土保持碳汇能力监测评价——以福建省长汀县罗地河小流域为例

[目的]监测并评价土壤和植被的碳汇,为实施水土保持项目碳汇动态监测和评价提供技术和方法,为水土保持项目参与碳排放权交易与研究制定相关规则提供理论和方法支撑。[方法]采用实地采样分析、激光雷达、遥感等相关参数,核算福建省长汀县罗地河小流域2001—2022年植被碳库和土壤碳库的储碳量,评价小流域水土保持各治理措施的碳汇能力。[结果](1)21 a综合治理后,罗地河小流域各种水土保持措施均有显著提升碳汇的作用和能力,小流域碳储量增加3.97×10^(4) t,年均增长1.89×10~3 t/a。(2)碳库角度上看,2001—2022年土壤和植被的碳储量分别增加73.73%和346.41%。小流域碳汇量达到3.05×10^(4) t,其中土壤碳汇1.66×10^(4) t,植被碳汇1.39×10^(4) t。(3)各种措施提升碳汇增量的能力存在差异,其中板栗和施肥马尾松林增汇最为明显,其次是针阔混交林、抚育管护马尾松林、水平阶整地马尾松林,最后是封禁治理及杨梅。[结论]各种水土保持措施的保碳、固碳和增汇作用明显,而板栗和施肥马尾松林等实施整地、造林、配以施肥养育措施的林地碳汇能力增加更加显著,是提高保土持水效益,增加碳汇量的有效措施。

水土保持措施对河川径流影响的评价方法研究进展

水土保持措施对河川径流影响评价在分析水土保持措施效益和制定水土保持规划中具有重要意义,而建立和选择科学、合理的评价方法是评价的核心内容。通过对现有的评价方法进行系统总结和整理,剖析了2类5种评价方法的特点和存在的不足,并指出了今后相关研究的工作重点。

近十年土壤侵蚀与水土保持研究进展与展望

在当今生态文明背景下,土壤侵蚀与水土保持研究迎来了新的发展机遇和挑战。本文首先采用文献计量学方法,定量分析了近10年来国内外土壤侵蚀与水土保持学科发展现状。在此基础上,结合社会需求的变化,阐明了学科发展需求与存在问题。最后,提出了本学科研究的重点领域与方向:水文过程与侵蚀产沙机理,土壤侵蚀过程及其定量模拟,全球变化下土壤侵蚀演变及其灾变机理,社会经济系统-水土流失的互馈过程,以生态功能提升为主的土壤侵蚀防治,以及土壤侵蚀研究新技术与新方法等。

第一次全国水利普查水土保持普查方案

第一次全国水利普查水土保持情况普查包括水土流失、侵蚀沟道和水土保持措施等3种对象。水土流失普查,采取宏观遥感调查与地面系统抽样调查相结合的方式,利用土壤侵蚀模型评价不同侵蚀类型的分布、面积和强度。侵蚀沟道普查,利用遥感影像、DEM(数字高程模型)等基础数据得到侵蚀沟道位置,通过野外调查和空间分析,得到侵蚀沟道面积、数量与分布。水土保持措施普查,利用各种基础资料综合分析得到水土保持工程措施和植物措施的类型和数量。

新疆水土保持与可持续发展研究

新疆维吾尔自治区作为我国最大及地理位置重要的西北边陲省份 ,随着人口的增长和区域开发进程的进一步加快 ,水土流失问题日趋严重 ,水土保持和可持续发展已成为其生态环境建设的重要课题。分析了新疆水土流失的现状、特点和成因以及存在的问题 。

水土保持效益评价指标研究

基于对陇东黄土高原部分地区的问卷调查和相关文献资料分析,发现大多数群众对水土流失综合治理事业及其各项措施具有很高的认同感,但参与治理的积极性不高,进而影响了综合治理的效果;小区域的水土保持工作虽有成效,但因非示范区、非项目区效果不明显,大尺度地域范围内综合治理的成效就有限。造成这些问题的一个重要原因是没有充分重视综合治理实施者的经济利益;因此,水土流失综合治理的评价,应将经济效益放在首位。利用综合治理的经济利益调动实施者的参与热情和积极性,把引导群众致富与其客观上所具有的生态效益和社会效益紧密结合,以达到综合治理目的。基于此,提出了综合治理效益评价指标体系。

基于GIS的中国潜在水土流失评价指标研究

综合分析了影响水土流失的各主要因子 ,如地表形态 (地貌 )、地面物质 (土壤及其母质 )、动力条件(降雨、径流、风力和冻融作用 )、人为活动影响 ;结合现有的水土保持数据和研究成果 ,确定以土壤抗冲性、降雨侵蚀力、地形起伏度等作为基于GIS的中国潜在水土流失评价的指标 ,用以进行全国水土流失宏观分析评价。

保水剂在水土保持中的应用及研究进展

保水剂作为一种高分子化合物,具有保水、保土、保肥功能。保水剂通过自身保水特性和土壤学作用机制,可改善土壤结构,降低土壤密度,提高土壤抗蚀性,起到水土保持作用。针对保水剂的水土保持功能,通过介绍保水剂的水土保持作用机制、在水土保持应用中的关键因素、水土保持效益以及目前应用中存在的问题,指出保水剂虽具有显著的水土保持效益,但必须结合适宜的保水剂类型、适宜的施用方法和施用量等因素合理使用。认为对于保水剂的研究,应以基础研究为重点,并开发多功能复合保水剂,同时扩大保水剂在水土保持中的应用领域和范围。

水土保持措施与效益评价研究——以陕北安塞县为例

至今水土流失治理效益评价研究还处在摸索阶段,对水土保持效益类型、评价的原则、指标、方法以及不同措施效益最大化决定因素等未形成共识。基于水土保持效益具有多重性、连动性、交叉性和利弊互动性的特点,决定了效益评价程序首先是要确立治理目标,然后是评价原则、评价指标和评价方法。本文运用这一评价程序和自然环境特点,拟定了安塞县水土流失的治理目的,是在粮食自给的基础上尽量多增加经济收入和提高生态环境质量。并以此思路设计和预测了安塞县进行全面治理的水土保持措施规模及生态、经济效益和投产比,最终可达到粮食自给,林草覆盖增加到30%～40%,人均增加3 000元/a的经济收入,预计能在3～5a内收回治理成本。

浙闽山地丘陵区水土保持区划及治理模式研究

水土保持区划是科学开展水土保持工作,制定水土保持规划的重要依据,将在较长时间内有效地指导水土保持规划和水土保持工作。在全国水土保持区划背景下,在水利部太湖流域管理局的统一指导下,完成了浙闽山地丘陵区水土保持三级区划分。在三级区划分的基础上提出了适合该区的水土流失治理模式。

基于DSSAT模型陕西杨凌不同降水年型冬小麦灌溉制度研究

基于DSSAT作物模型模拟了不同降水年型水分胁迫条件下的冬小麦生产潜力,对比分析不同生育期灌水对产量、WUE以及土壤蒸发量等的影响,从而确定关键灌水期;并在综合考虑产量、WUE、总灌水量、灌水次数等因素的基础上确定了不同降水年型下的最优灌溉制度。结果表明:(1)冬小麦越冬水、返青水、拔节水、灌浆水四水中以返青水最为关键,其次为拔节水,最后为越冬水和灌浆水;当不灌返青水时,冬小麦产量和蒸腾量显著降低,土壤蒸发量显著升高;(2)不同降水年型之间也存在显著差异,产量、WUE、作物蒸腾量等表现为丰水年略大于平水年,二者显著大于枯水年;而灌水边际效益表现为平水年>枯水年>丰水年;(3)枯水年、平水年、丰水年的冬小麦最优灌溉制度分别为枯水年返青期和拔节期各灌水75mm和50mm,平水年返青期灌水75mm,丰水年返青期和拔节期各灌水25mm。

公路水土保持技术理论研究进展

简要回顾了公路建设的水土流失影响,重点阐述了公路边坡水土保持的发展历程及其研究现状,指出亟待开展的4个主要研究方向:①开展不同侵蚀环境下公路建设新增水土流失规律与土壤侵蚀动力学机理研究;②建立不同区域公路建设水土保持监测技术体系,发展土壤侵蚀的预测预报理论技术;③加强公路建设水土流失防治体系与植被快速建植技术研究,构建水土保持标准化治理模式与技术标准;④推动公路建设水土保持损益分析及水土保持与经济社会可持续发展的关联研究。

我国水土保持监测与发展研究的思考

回顾了水土保持学科及水土保持监测的发展简史,探讨了水土保持监测内容的合理界定,如监测范围、对象、指标等。分析了水土保持基础理论对水土保持监测的支持问题及其相对于水土保持学科的外延性问题。讨论了水土保持监测的过程和成果的深入研究问题,即如何使得监测成果的各类效益更加明显,提出了水土保持监测发展及研究等基本问题。

全国水土保持生态修复类型区治理措施研究

在全国生态修复分区的基础上,根据各区的自然条件、社会经济状况、水土流失特点和经济发展方向,结合近年来生态修复试点、示范工程实施情况,提出了生态修复的不同模式和分区治理对策。这些治理对策将有助于全国各级水土保持生态修复规划及实施。可实行分类指导,减少水土流失,加速退化生态系统的修复。

人工降雨条件下谷子地留茬的水土保持效应研究

通过人工模拟降雨试验研究了谷子地不同留茬高度及不同坡度的水土保持效应。结果表明,15cm留茬高度相对于未留茬处理径流量减少了18.6%,留茬5cm与10cm无显著减少径流作用;留茬能够减小产沙量14.36%～19.47%;5,10,及15cm留茬高度对产流时间没有显著影响,坡度的变化对产流时间无显著影响;坡度为10°时,径流对土壤的侵蚀最明显;留茬高度为15cm的处理水土保持效应最佳。