水土保持专业实验室管理信息系统应用研究

为管好、用好专业实验室高新仪器设备,开发了北京林业大学水土保持专业实验室管理信息系统。该系统划分为管理类和统计类,共10个模块,分别使用管理类数据库表和统计类数据库表。该系统的应用使实验室资产、资源更加透明、清晰,管理更加细化、规范,为管理数据的准确提取、按需分析做好了准备,使管理水平上了一个台阶。

水土保持科技示范园运营管理及科研试验的实践与思考

北京市鹫峰国家水土保持科技示范园区建园至今,已经成为展示和宣传北京市水土保持工作成就的一个重要窗口。以北京市鹫峰国家水土保持科技示范园区为例,总结园区建成以来建设、发展和运营状况,提出园区工作中存在的问题与难点,对鹫峰水土保持科技示范园发展进行思考,以期对水土保持科技示范园的发展和管理提供借鉴与参考。

黄土高原不同林地类型水土保持效益分析

研究黄土高原北部水蚀风蚀交错区——陕西吴起县退耕还林以来各林地的水土保持效益,对油松沙棘混交林(Pinus tabuliformis+Hippophae rhamnoides)、沙棘林地(Hippophae rhamnoides)、油松林地(Pinus tabuliformis)、达呼里胡枝子+赖草地(Lespedeza davurica+Leymus secalinus)径流小区的产流产沙情况、土壤物理性质(土壤孔隙度和容重)、土壤抗冲性、土壤水分状况进行分析。得出以下结论:(1)不同植被类型的林地土壤抗冲性有明显的差异,相同植被类型的林地抗冲性随坡度的增大而降低;林草植被措施具有极强的提高土壤抗冲性的能力;(2)达呼里胡枝子+赖草地、油松林地的径流量最大,油松沙棘混交林的径流量次之,沙棘林地径流量最小;植被类型相同但坡度不同的林地,坡度大的林地地表径流量高;每种林地的径流量随着降雨强度的增大而增大;(3)侵蚀模数按从小到大的林地顺序是:沙棘纯林、沙棘油松混交林、达呼里胡枝子+赖草、油松林地;在植被类型相同、坡度不同的小区,地表径流量和侵蚀模数随坡度增大而增大。从5个径流小区水土保持效益分析结果看,试验小区保水保土效益油松林地最低,其中沙棘纯林水土保持效益最为显著,说明退耕还林后,林草植被的恢复及土壤物理性质的改良,减少了风力、水力等外营力的破坏,能有效地控制水土流失。

水土保持生态服务功能评价方法

由于生态系统服务功能支撑与维持着地球生命系统的平衡与稳定,因此它已受到当今世界普遍关注。在我国水土流失严重的情况下,运用生态服务功能理论可以正确评价水土保持措施的作用,并为合理的生态建设规划提供依据。本文在总结Costanza等人理论的基础上,分析水土保持各项措施对保护和改良人类赖以生存的自然环境条件的综合效用。认为水土保持生态服务功能包括保护和涵养水源、保护和改良土壤、固碳释氧、净化空气和防风固沙等功能。另外,本文从水土保持工程措施、水土保持农业措施和水土保持林草措施3个方向为上述功能筛选了10个评价指标,且为各个指标分别建立了评价方法。这些指标及方法将有助于对水土保持措施的生态环境效应进行深入的分析与评价。

陕西吴起县退耕还林地不同植被水土保持效益分析

在全国退耕还林工程示范县陕西省吴起县退耕还林地内设置了野外径流小区,在对其进行了土壤物理性质、入渗、抗冲实验及实测泥沙资料基础上,分析了退耕还林后不同植被类型的水土保持效益,结果显示:土壤入渗的初渗率、稳渗率、平均入渗率大小顺序为油松>荒草地>沙棘+油松b>沙棘+油松a>沙棘;土壤抗冲性能沙棘林地最强,沙棘+油松林地次之,油松林地最弱;土壤产沙量为油松林地最大,沙棘与沙棘+油松林地相对较少;地表径流量为油松林地>荒草地>沙棘+油松林地b>沙棘+油松林地a>沙棘林地;退耕还林后,土壤物理性质得到不同的改良。油松林地的土壤容重最高,土壤总孔隙度与土壤毛管孔隙度最低。因此,退耕还林可有效地防治水土流失,而不同植被类型中沙棘纯林的水土保持效益最为显著。

水土保持林草措施生态服务功能价值化研究

本研究以水土保持学、生态学、生态经济学理论为指导,认为水土保持林草措施生态服务功能是指该措施对维持、改良和保护人类及人类社会赖以生存的自然环境条件的综合效用,包括保持和涵养水源、保持和改良土壤、维持生物多样性、固碳供氧、净化空气和防风固沙等6项功能。利用费用支出法、市场价值法、边际机会成本法等多种方法估算出了水土保持林草措施每年为全国带来的生态服务价值总量为2394.83亿元,其中保持与改良土壤价值为2098.80亿元,保水与涵养水源价值为47.78亿元,防风固沙价值为81.91亿元,固碳供氧价值为40.67亿元,维持生物多样性价值为74.83亿元,净化空气价值为50.84亿元。

水土保持生态补偿理论与机制

通过对水土保持生态补偿理论和水土保持生态补偿机制建立的初步探讨,根据不同情况提出付出与受益方财政补偿、生态保护区建立财政转移支付补偿、矿产资源开采收入提取、水电发电收入提取等近期实施补偿的方式,为我国水土保持补偿分类试点及逐步推广,尽快建立和实施水土保持生态补偿制度提供理论依据,以加快我国水土流失防治,促进资源、环境与经济社会的协调发展。

我国水土保持专家系统的研究现状和发展趋势

对目前我国水土保持专家系统的研究和应用现状作了较为详细的综述 ,指出当前研究中存在的一些问题 ,并在分析了专家系统与地理信息系统、决策支持系统等现代科学技术之间关系的基础上 ,指出以智能专家系统技术为核心 ,由地理信息系统技术、决策支持系统、数据库技术和其它技术等组成的技术体系是未来我国水土保持专家系统的发展方向。

水土保持生态服务功能价值估算

以水土保持学、生态学和生态经济学理论为指导,提出水土保持生态服务价值的概念。认为水土保持生态服务价值估算是在特定尺度和区域范围内,将水土保持措施为人类和社会提供的服务进行货币值计量的研究,具体评价内容包括保持和涵养水源价值、保持和改良土壤价值、固碳供氧价值、净化空气价值、防风固沙价值、维持生物多样性价值等6个方面。针对水土保持措施提供生态服务功能的不同表现形式,采用市场价值法、影子工程法、生产成本法、机会成本法等多种价值评估方法,以2004年全国水土流失新增综合治理面积为例,对水土保持生态服务的功能价值量进行估算。初步估算出水土保持措施带来的生态服务价值总量为2 117.8亿元,其中,保持与涵养水源价值为406.0亿元,保持与改良土壤价值为889.9亿元,固碳供氧价值为106.9亿元,净化空气价值为183.2亿元,防风固沙价值为172.0亿元,维持生物多样性价值为359.8亿元。在各项价值中,保持与改良土壤和保持与涵养水源的价值最为突出。

水分平衡基础上的小流域水土保持林配置模式探讨

就山西西南部黄土残塬沟壑与丘陵沟壑区小流域水土保持林体系配置问题进行探讨。在遵循以小流域为设计对象单元,针对水土流失影响因子因害设防,层层设防的防护林体系配置的理论基础上,提出从林地和流域的水分平衡出发,小流域防护林体系应采取合理的配置模式、促进天然植被恢复与人工造林促进植被恢复形成合理的林分结构,防护林体系应基于小流域的水分生态环境合理分布,在不同地貌部位的合理配置应遵循不同立地可承载生物量的极限值,适度造林,作到林水平衡,达到合理的植物配置模式和稳定林分结构,形成良性的水文生态环境,保证水土保持功能持续稳定。研究地区试验流域在森林覆盖率达到34%时,分布合理,侵蚀沟在封育状况好时,均可达到产流量小于允许侵蚀量。疏林地、林草间作林地、带状绿篱、未破坏的天然灌木和天然草地,稀疏林地就能够使产沙量小于允许值,并且林地具有较好的水分状况。

半干旱黄土丘陵沟壑区几种不同人工水土保持林枯落物储量及持水特性研究

通过对土桥沟流域SW33-SW75坡向的4种类型人工水土保持林(油松纯林、刺槐纯林、侧柏纯林、油松刺槐混交林)林下枯落物储量的调查结合室内持水试验,运用数理统计的方法分别得到4种林分林下枯落物的储量、最大储水量、吸水速率等水文特征参数。结果表明:①4种林分的单位面积枯落物蓄积量2.35～3.32t/hm2,其由大到小的排列顺序为:油松林>油松刺槐混交林>侧柏林>刺槐林;②4种林分枯落物的最大持水量存在一定的差异。油松刺槐混交林、油松林、刺槐林、侧柏林的枯落物最大持水量分别相当于0.739,0.73,0.663,0.524mm的降雨。这4种林分枯落物最大可吸收其自身重量2.11～2.90倍的降雨;③4种林分枯落物的未分解层和半分解层的持水量与时间呈线性相关,在浸水的前2h内,吸水速度较快,随着时间的延长趋势逐渐变缓,当枯落物在水中浸泡8h时,持水量基本上达到最大值;④枯落物未分解层和半分解层的吸水速率与时间之间存在一定的相关关系,在浸水的前0～2h,吸水速率较快,4～6h后下降速率逐渐减缓。

小流域水土保持植物措施对位配置研究

系统地论述了水土保持对位配置概念产生的理论背景和实践根源。阐述了水土保持对位配置概念的内涵与外延。全面地总结了我国水土保持植物措施对位配置研究的成果,并以实践为基础阐述了水土保持对位配置的基本理论与方法。

黄土区刺槐和油松水土保持林合理密度的研究

以黄土区刺槐和油松水土保持林为研究对象,在对水分循环要素进行长期监测的基础上,以水分亏缺量为依据,利用径流林业的基本原理,结合林分调查结果,提出了利用胸径计算刺槐和油松林合理密度的公式。利用该密度参考值管理刺槐和油松水土保持林,可以保证林木正常生长所需水量,不会造成林地土壤干化。同时以刺槐和油松林地的土壤水分含量、最低含水量和难效水频率为指标,提出了黄土区适宜的刺槐和油松水土保持林的管理密度。

退耕还林区水土保持植被恢复及物种多样性特征

采用对比流域试验方法,对陕西省吴起县封育自然恢复试验区合家沟流域和人工恢复柴沟流域进行野外调查分析。结果显示,实施退耕还林后,人工和自然的植被恢复方式在恢复10a左右对于天然草本的生物多样性的影响不大。自然恢复试验区的植被的Margalef指数和Shan-non—Wiener指数在峁顶和峁坡部位低于人工恢复区,而在沟坡和沟底部位高于人工恢复区;人工恢复区的Shannon指数和Pielou指数在峁坡和沟坡部位均高于自然恢复区,而在峁顶和沟底部位则较低。对土壤容重、土壤含水量、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和土壤非毛管孔隙度5个土壤物理性质指标与物种多样性指数进行相关分析表明,只有毛管孔隙度和非毛管孔隙度对物种多样性指数影响显著。

流域水土保持可持续发展评价研究

论述了从生态、经济、社会3个方面评价小流域可持续发展的状况,提出了各自的影响指标。采用模糊综合评价计算评价指标值,根据可持续发展指标临界值所确定的不同阶段的划分标准,得出评价结果。并以黄家二岔小流域为例进行评价,得出的黄家二岔小流域基本上处于可持续发展的初级阶段。

晋西黄土高原水土保持林适宜密度研究

黄土高原区水土流失严重,由于降水、温度等自然气候的限制因素,关于适宜的林分密度的研究至关重要。从林分生长状况,林下枯落物蓄水能力,林下草本植物多样性和林地土壤物理特性等方面,对山西省吉县蔡家川流域不同密度的人工林进行了研究。结果表明,从林分生长状况,恢复地表草本植物多样性,改良土壤物理性质的角度出发,该地区营造刺槐林时密度以1325株/hm2为宜,油松林的密度以1733株/hm2为宜,侧柏刺槐混交林的密度以2089株/hm2为宜。从增加林地枯落物的蓄水能力考虑,该地区营造刺槐林时密度以2133株/hm2为宜,油松林的密度以2222株/hm2为宜,侧柏刺槐混交林的密度以2356株/hm2为宜。刺槐、油松、侧柏刺槐混交林中,侧柏刺槐混交林地草本植物多样性指数和均匀度指数最高,刺槐林地土壤的非毛管孔隙度最大,土壤涵养水源能力最强。

采石场松散体坡面平铺生态袋绿化的水土保持效应

为研究生态袋技术在采石场松散体坡面的水土保持效应,利用2011年北京市房山区周口店镇采石场的10次产流资料,采用径流小区观测法,研究了生态袋技术在不同平均雨强(1.02,5.07和12.05mm/h)和不同坡度(20°,25°,30°,35°)条件下对裸露松散体坡面的水土保持效应。结果表明,生态袋技术可以显著减少松散体坡面径流深和泥沙含量,其径流深和产沙量均小于对照,在不同平均雨强和坡度下可平均减少25.2%的径流深和53.1%的产沙量,在不同坡度下可平均减少23.5%的径流深和60.6%的产沙量。当平均雨强为12.05mm/h和坡度为35°时的减流减沙效应最显著。相关分析结果表明,径流深、产沙量和雨强、坡度呈良好的相关关系。平铺生态袋绿化是解决松散体坡面水土流失的重要措施之一。

小流域水土保持植物措施对位配置研究

系统地论述了水土保持对位配置概念产生的理论背景和实践根源,给出了水土保持对位配置概念的内涵与外延。全面地总结了我国水土保持植物措施对位配置研究的成果,并以实践为基础阐述了水土保持对位配置的基本理论与方法。

水土保持的可持续发展:生态建设到生态修复的转向

从可持续发展的理论、生态学原理以及客观存在的问题来阐述水土保持应注重从生态建设到生态修复这一理念的转变,以此达到减少水土流失、持续发展的目的。同时,给出了目前开展水土保持生态修复的实践经验与建议。

我国荒漠化评价研究综述

中国是世界上受荒漠化危害最为严重的国家之一,准确、全面、及时的荒漠化评价有助于人类制订有效的治理措施。从指标体系、评价方法和基准3方面评述了我国近30 a来荒漠化评价的研究成果,指出以景观生态学原理和遥感技术为基础的评价指标体系已成为近年来的研究热点,但目前仍存在指标选择标准不明确,分级阈值确定存在主观性和评价结果缺乏可信度等问题。评述了欧氏距离法、沙漠化程度指数等评价模型的优点和不足,指出近年来荒漠化评价方法研究与景观生态学和3S技术结合,逐步向多尺度、定量化和简便快捷发展,但仍需对方法的可靠性进行验证。介绍了荒漠化基准研究中的主要观点,并提出可以将荒漠化治理的目标作为基准。