黑龙江省西部风蚀荒漠化特性与防治技术

通过对黑龙江省西部风蚀荒漠化特性的研究,得出在粗糙度(Z0)为0.41cm,0-5cm土壤含水量为3.76%条件下,距地面2m和0.5m的起沙风速分别为6.04m/s和4.69m/s。地表植被盖度与风蚀强度呈负相关关系,盖度越大,风蚀强度越小。在防治技术研究中,轻度风蚀采取植物措施与栽培措施相结合的办法;中度风蚀区采用复合式沙障治理流动式沙丘,网格沙障治理固定沙丘的防治技术研究;重度风蚀区则根据不同类型不同荒漠化程度,采取"前挡后拉",行列式沙障等防治技术,防治效果明显。

虚拟仿真技术在土壤侵蚀原理实验教学中的应用

随着数字化、信息化和仿真技术的发展,虚拟仿真技术在本科教育教学中广泛应用。本文以土壤侵蚀原理课程实验教学为例,从实验内容、成绩考核、教学方法等方面介绍了如何借助虚拟仿真实训实验提高学生实践操作能力。实践证明,运用“虚实结合+翻转课堂”的教学模式,能充分激发学生参与实验的兴趣,帮助学生更好地理解和记忆理论知识,提高实践操作能力,值得广泛推广。

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。

川北紫色土小流域植被建设的水土保持效应

定量评价林草植被的水土保持功能对合理指导紫色土区的流域综合治理具有重要作用。该研究基于鹤鸣观流域Ⅱ号支沟1985-2001年逐日径流量和输沙量,结合实测日降雨量,采用Spearman秩相关统计法分析流域径流和输沙变化趋势,应用流量历时曲线和双累积曲线分析流域植被建设实施前后径流和输沙变化特征,并定量评估植被建设的水土保持效应。结果表明:结合防护林营造时间和双累积曲线分析,把水文序列分为基准期(1985-1990年)和评价期(1991-2001年),相比基准期,评价期小流域的年均降水量减少约8.1%,而年径流深和年输沙模数却分别减少34.6%和89.9%,说明以植被建设为主的人类活动起到重要作用。同时,植被建设的削洪增枯效果明显,评价期的丰水日径流深和平水日径流深较基准期分别减少了84.2%和76.3%,而枯水日径流深却增加了650.0%;结合双累积曲线和分离判别法可知,植被建设在径流和输沙变化中的贡献率分别达92.9%和94.3%,大规模的植被建设在减少土壤侵蚀的同时也减少了产流量,考虑到水安全问题,未来植被建设应合理规划。

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。

黄土高原丘陵沟壑区土地利用与水土保持措施的变化特征

为了给生态环境脆弱的黄土高原丘陵沟壑区的土地利用和水土保持措施提供有效的决策支持,该文通过对甘肃省天水市罗玉沟流域和吕二沟流域这两个黄土高原丘陵沟壑区典型流域的土地利用变化、水土保持措施变化及其驱动力进行分析,研究各个驱动因子对土地利用变化的影响以及水土保持措施的变化。利用TM、ETM+影像图,同时结合实测资料从而计算出该两流域在研究时段内的土地利用的变化贡献率、变化强度指数和变化速度3项指数,然后结合流域的各项水土保持措施的统计资料进行分析。研究结果表明:罗玉沟流域林地和梯田的面积均有显著增加,坡耕地面积显著减少;吕二沟流域林地面积增加明显,而草地和灌木面积急剧萎缩。这也与该两流域在水土保持措施方面以修建梯田和造林为主是一致的。同时,在影响土地利用变化的各个驱动因子中,社会经济因素对于土地利用变化的影响较大。

荒漠化危害预警原理与评价方法

以防为主的荒漠化防治策略是荒漠化危害预警的基本出发点 .从区域综合预警的角度 ,按照明确警义、寻找警源、分析警兆、预报警度、排除警患的预警程序 ,阐述了预警思想在荒漠化防治中的应用 ,建立了包括荒漠化地区生态脆弱度、荒漠化发生的危险度评价的荒漠化危害预警模型 .荒漠化危害预警评价是荒漠化危害预警的核心环节 ,它是分析警兆和预报警度的前提 ,直接关系到预警的成败 .生态脆弱度评价模型尤其适用于中小尺度预警评价 .建立普遍适用的荒漠化评价模型还有待于进一步研究 .

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。

东北黑土区坡耕地水土流失及防治技术研究进展

东北黑土区是世界上仅有的3大黑土区之一,是我国重要的商品粮基地,对国民经济发展起着十分重要的作用。近几十年来,严重的水土流失已成为制约该区国民经济发展的瓶颈。东北黑土区土壤侵蚀面积达4.47万km2,占全区土地总面积的37.9%。就黑土区水土流失的成因及现状进行分析,利用灰色系统理论,对黑土区土壤的主要物理化学性状进行建模预测,预测出未来黑土区土壤的理化性状的变化趋势,同时论述黑土区水土流失的防治及监测的技术研究进展。

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。

荒漠化危害预警指标体系框架研究

根据荒漠化防治防重于治的思想 ,将荒漠化的发生、发展的生态机制与预警原理结合 ,提出了荒漠化预警系统基本框架 ,即分析警素、诊断警情、寻找警源、辨识警兆、预报警度、排除警患 ,建立了荒漠化危害预警指标体系框架 .

土壤生物工程在沿河公路护坡中的初期水土保持效应

为了研究土壤生物工程措施在护坡中水土保持作用,选择北京郊区琉璃河河段裸露岸坡作为研究对象,针对坡面存在着溅蚀、面蚀、沟蚀等土壤侵蚀现象,采用扦插、灌丛垫和梢捆3种土壤生物工程措施,每种措施分别栽种毛柳和金丝柳进行边坡治理。分别对施工后1个月、4个月后植物的生长特征进行调查观测。同时,对施工后4个月的3种土壤生物工程措施通过人工模拟降雨观测其削减地表径流和泥沙含量。测定岸坡施工前后坡形的变化。结果表明:两种柳树生长状态良好,适宜用做土壤生物工程材料;削减地表径流的能力梢捆最强,扦插次之,灌丛垫最弱;泥沙含量梢捆最小,灌丛垫次之,扦插最大;对边坡坡形的影响:梢捆有缩短边坡坡长,使坡面形成复式断面,灌丛垫和扦插不能改造坡形。土壤生物工程对边坡可以起到保持水土,在一定程度上改变坡形,减轻径流和雨滴的侵蚀作用,有利于边坡保持稳定。

水土保持生态补偿机制建立的理论基础分析

水土保持生态补偿机制是一种行之有效的经济政策,能够协调主体环境利益及其经济利益的分配关系,有力的推动水土保持工作的开展。从各相关学科中提出了复合生态系统理论、产权理论、环境资源价值理论、外部经济效益理论、公共产品理论、公平理论和生态伦理理论7个具体的理论作为水土保持生态补偿建立的理论基础,全面论证了建立水土保持生态补偿机制的必要性。

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。

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。