天山北坡阜康市土壤侵蚀区域分异特征及防治重点

土壤侵蚀具有显著的区域分异性,研究土壤侵蚀分异特征对指导区域水土流失防治具有重要意义。文中以天山北坡阜康市为对象,通过综合评判法、空间叠置及地统计等方法,分析土壤侵蚀及主要影响因子空间分异特征,开展水土保持区域布局,划定重点防治范围与对象。结果如下:(1)土壤侵蚀及其影响因子空间分异明显,自然因素是产生土壤侵蚀区域分异的先决条件,人为活动的差异进一步加剧了土壤侵蚀区域分异。(2)区域内土壤侵蚀强度以中度-轻度为主,北部沙漠区以中度风蚀为主,中部平原区为轻度风水复合侵蚀,南部山丘区以中度水蚀为主;土壤侵蚀面积占土地总面积75.35%。(3)划分了北部沙漠防风固沙-生态维护区、中部平原农田防护-人居环境维护区、南部山地水源涵养-生态维护区3个水土保持分区;确定了7片重点防治范围、2448.71km~2的重点防治面积。研究成果可为天山北坡水土流失防治提供技术支撑,为新疆区域水土保持生态环境建设提供科学依据。     

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。     

陕西省耕地生态系统服务价值动态测评

为促进陕西省耕地可持续利用,中文采用耕地净第一性生产力测评模型和生态系统服务价值测评模型对陕西省耕地净第一性生产力、大气调节功能价值、涵养水源功能价值、水土保持功能价值和净化环境功能价值进行测评,并从省域和市域两个尺度分别探讨其动态变化特征。结果表明:1)2000～2009年陕西省耕地生态服务价值呈现上升趋势,10年共增加205.37亿元。各组分贡献率中,涵养水源价值贡献率最大,其次是水土保持价值,净化环境价值贡献率最小;2)从市域尺度分析,2000～2009年耕地生态服务价值增加最多的是榆林市,10年共增加96.95亿元;而减少最多的是安康市,10年共减少77.24亿元。从价值组分分析,大气调节价值增加最多的是榆林市,10年间共增加39.55亿元;水土保持价值增加较多的是西安市、延安市和榆林市,分别增加12.74亿元、10.7亿元和8.02亿元;涵养水源价值增加较多的是延安市和榆林市,分别增加31.23亿元和49.39亿元;而净化环境价值变化较小,除铜川市保持不变外,其余各市均呈小幅度减小趋势。     

兴隆山自然保护区森林生态价值评估

甘肃兴隆山是第二批森林和野生动物类型国家级自然保护区,保护区占地面积大,区内生物多样性丰富,对于区域和国家都有重要的生态服务价值。本文评估了兴隆山自然保护区的生态价值,包括生产有机物价值、涵养水源价值、保护土壤价值、固碳放氧价值及净化环境价值,评估结果表明兴隆山自然保护区的生态价值主要体现在它的保持土壤价值、滞尘价值和生产有机物价值,其涵养水源价值对其区域和国家都很重要。     

渭河流域生态功能区划

本文以渭河流域为研究对象,根据流域生态环境现状,建立合理的指标体系,结合GIS与RS技术对研究区进行区划,并针对各功能区的主导生态功能或主要生态问题制定相应生态环境保护与建设重点。结果表明：渭河流域可被划分为7个生态功能区：① 防旱抗旱区;② 农业种植区;③ 牧业发展区;④ 水源涵养区;⑤ 防风固沙区;⑥ 植被保护区;⑦ 土壤侵蚀控制区。本研究为区域有效开发利用资源,合理制定生态环境保护措施提供科学依据。     

渭河流域生态功能区划

以渭河流域为研究对象,根据流域生态环境现状,建立合理的指标体系,结合GIS与RS技术对研究区进行区划,并针对各功能区的主导生态功能或主要生态问题制定相应生态环境保护与建设重点。结果表明:渭河流域可被划分为7个生态功能区:①防旱抗旱区;②农业种植区;③牧业发展区;④水源涵养区;⑤防风固沙区;⑥植被保护区;⑦土壤侵蚀控制区。本研究为区域有效开发利用资源,合理制定生态环境保护措施提供科学依据。     

砒砂岩区沙棘林生态服务功能价值评估

基于实地调研和监测,依据《森林生态系统服务功能评估规范》构建评价指标体系,参照国内权威部门公布的价格参数,运用市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法定量评估了我国砒砂岩区沙棘林生态服务价值。结果表明:2010年砒砂岩区沙棘林涵养水源、保育土壤、固碳制氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护生态服务总价值为91.03×108元,其中保育土壤价值最高,其次为生物多样性保护和涵养水源价值,三者价值量分别为56.66、17.69、6.41×108元,占生态服务功能总价值的88.71%。从研究区域来看,准格尔旗的生态服务功能价值最高,其次是东胜市和府谷县,三者价值量分别为28.41、21.21、14.21×108元,占总服务功能价值的70.12%。研究还发现,生态服务单位面积价值最高的是伊金霍洛旗,最低的是达拉特旗。砒砂岩区沙棘林单位面积生态服务价值为52848.83元.hm-2,高于全国森林单位面积生态服务价值51333.33元.hm-2的水平。     

宁夏水土保持生态补偿优先区识别

水土保持服务功能下的生态补偿优先区识别的研究，对建立适宜当地生态发展的水土保持生态补偿体系具有重要参考意义。以宁夏为研究区，运用InVEST模型评估水源涵养、土壤保持和碳储存三项主要水土保持服务功能，并进行价值化表达；综合考虑各区县生态补偿优先级和生态脆弱性指数，对全区水土保持生态补偿优先区进行空间识别。研究表明：2000年、2010年、2020年宁夏水土保持价值分别为2478.9×10⁸元、2661.7×10⁸元、2958.5×10⁸元，总体呈现不断增长趋势；在空间上呈现南高北低的空间分布特征，其最高值位于泾源县，最低值位于金凤区；全区20 a来水土保持优先补偿区动态变化差异较小，补偿优先区主要位于生态价值高、经济落后的南部地区，而生态补偿次级优先区则位于中部和北部生态价值较低、经济水平较高区域。对生态补偿优先区进行补偿能够有效提高生态补偿的效率，促进区域生态环境和经济社会可持续发展。     

近15 a秦岭林区水源涵养量变化特征

秦岭是陕西省乃至全国最主要的水源涵养区之一,也是"南水北调"中线工程的重要水源涵养区。研究秦岭地区水源涵养能力的空间分布,以及随时间的时空演化规律,对于寻找影响水源涵养能力变化的自然因素与人为因素都具有重要意义。在地表能量平衡原理和水均衡原理的基础上,利用2000—2014年降雨量和蒸发量数据对秦岭地区的水源涵养量进行定量评估,探讨近15 a来秦岭水源涵养量的时空演化特征,结果表明:在降雨量和陆地蒸散等多种因素的共同作用下,秦岭地区年水源涵养量在8.22~441.4 mm之间波动,整体呈现出波动增加的趋势,其中2011年最大,为441.4 mm,2002年最小,仅为8.22 mm;年水源涵养量安康市最高,宝鸡市最低;近15 a来,秦岭地区水源涵养能力的结构有所改善,0 mm和0~300 mm所占比例呈下降趋势,占总面积的比例由84.48%下降至76.95%;300~600 mm和600 mm所占比例呈现出波动上升的趋势,占总面积比例由15.52%上升至23.01%。秦岭地区年水源涵养量线性变化趋势以增加为主,增加的面积占总面积近9成,其中微弱增加占主导;增加最显著的地区主要集中在汉江中段。该研究结果可以为秦岭地区水资源保护提供科学的参考。     

内蒙古半干旱地区土壤侵蚀过程的研究——以内蒙古准格尔旗为例

本文探讨了在特定半干旱条件下土壤侵蚀过程的特点,即以不同时空尺度相交织的“风、水两相土壤侵蚀”过程的机制;编绘了研究区典型地段风、水两相土壤侵蚀现状图;分析和讨论了两相侵蚀过程在内蒙古半干旱地区国土整治,特别是水土保持工程中的理论和实践意义。     

宁夏土壤侵蚀动态变化与原因分析

通过对 1990年和 1999年两次土壤侵蚀遥感普查数据的对比 ,从类型、面积、强度、分布等方面对宁夏土壤侵蚀的动态变化进行了较为详细的分析。结果表明 :宁夏回族自治区各类型区水土流失面积有所减小 ,土壤侵蚀的剧烈程度普遍减弱。初步分析认为 ,土壤侵蚀变化的原因 ,除两次普查存在方法上的系统误差外 ,水土保持的作用功不可没。针对不同类型区土壤侵蚀的特点 ,提出了今后应采取的相应防治方略。     

基于遗传神经网络的鄂尔多斯沙棘水土保持功能评价

为明确砒砂岩区"沙棘生态工程"建设十年以来水土流失综合治理的成效,结合人工神经网络技术和遗传算法,构建了一个拓扑结构为6-16-1的GA-BP等级评价模型。该模型以沙棘水土保持功能评价指标数据作为输入,综合评价等级值作为输出,对鄂尔多斯人工沙棘林的水土保持功能进行综合评价。评价结果表明:经过数十年的生态建设,鄂尔多斯市五个旗(区)砒砂岩区的水土流失情况得到了较好的控制,各地人工沙棘林水土保持功能综合评价等级值依次为东胜区>准格尔旗>伊金霍洛旗>达特拉旗>杭锦旗。该模型符合精度误差要求,结果客观稳定,可为日后砒砂岩区沙棘生态工程的持续开展和管理提供有效建议。     

植被结构及其防止土壤侵蚀作用分析

本文综合引用水土保持林草植被的有关资料,对植被结构的研究意义及其与土壤侵蚀的关系进行了分析。现有资料表明：黄土区林草植被保持水土的临界盖度约为４０％－６０％,风蚀区植物固沙的临界盖度约为２０％－５０％;黄土区流域控制土壤侵蚀效果最佳的林草覆被率约为４８％。本文最后还对有关问题进行了讨论。     

保护性耕作对坡耕地粮豆草等高带状种植作物生长与水土保持效果的影响

为有效防治坡耕地水土流失,提高坡耕地水分利用率,选用多年生作物苜蓿及小麦、鹰嘴豆、马铃薯 等一年生作物作为供试作物,设置不同带状系统研究了各种种植方式和耕作方式对作物生长、土壤水分、WUE及 水土流失的影响。结果表明,(1)各处理保持水分的能力依次为：免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统(T);(2) 保护性耕作具有良好的防止土壤侵蚀能力,依次为：NTS>NT>T;(3)免耕+秸秆覆盖和免耕方式与传统耕作相比, 均能提高半干旱地区土壤水分和作物对水分的利用效率,减少土壤侵蚀量。从不同处理保持水土效应来看,从优 至劣的顺序为NTS_PL>T_PL>NTS_CL>T_CL>NTS_WL>T_WL。由此可见,免耕秸秆覆盖是提高水分利用效率及控制水土流失的有效措施,粮草豆隔带种植,结合保护性耕作措施不但具有蓄水保土,减免侵蚀的生态作用,而且还能提高土地利用的经济效益,宜结合生产推广利用。     

基于InVEST模型的祁连山国家级自然保护区土壤保持现状与功能

运用InVEST模型,对甘肃祁连山自然保护区土壤保持现状与功能进行了定量评估,分析了不同土地利用、海拔高度、坡度以及土壤类型下的保土状况。结果表明：2015年甘肃祁连山自然保护区土壤侵蚀量与土壤保持量分别为1.67×10⁸ t、4.21×10⁸ t。从侵蚀面积来看,保护区以微度和轻度侵蚀为主,占总面积的63.95%;虽草地的土壤保持能力弱于其他自然植被类型,但草地是土壤保持总量最高的土地利用类型;不同海拔梯度下的土壤保持总量随海拔增加呈现先增后减的趋势,保护区内海拔2 500~3 500 m的土壤保持功能最好;栗钙土的土壤保持量最高,黑毡土在草原土壤类型中土壤保持强度较低;坡度为15°~25°的区域土壤保持量最大,占土壤保持总量的31.93%;甘肃祁连山保护区生态系统减少泥沙淤积和减少土地废弃的价值分别为5.76×10⁸元和1.44×10⁸元,保护区内林草地保肥价值为9.03×10¹⁰元。     

基于InVEST模型的祁连山国家级自然保护区土壤保持现状与功能

运用InVEST模型,对甘肃祁连山自然保护区土壤保持现状与功能进行了定量评估,分析了不同土地利用、海拔高度、坡度以及土壤类型下的保土状况。结果表明:2015年甘肃祁连山自然保护区土壤侵蚀量与土壤保持量分别为1. 67×10^8t、4.21×10^8t。从侵蚀面积来看,保护区以微度和轻度侵蚀为主,占总面积的63.95%;虽草地的土壤保持能力弱于其他自然植被类型,但草地是土壤保持总量最高的土地利用类型;不同海拔梯度下的土壤保持总量随海拔增加呈现先增后减的趋势,保护区内海拔2 500~3 500 m的土壤保持功能最好;栗钙土的土壤保持量最高,黑毡土在草原土壤类型中土壤保持强度较低;坡度为15°~25°的区域土壤保持量最大,占土壤保持总量的31.93%;甘肃祁连山保护区生态系统减少泥沙淤积和减少土地废弃的价值分别为5. 76×10^8元和1. 44×10^8元,保护区内林草地保肥价值为9. 03×10^10元。     

黔西北典型喀斯特小流域综合治理的生态效益研究

对黔西北毕节石桥小流域不同等级石漠化土地综合治理过程的生态效益进行监测研究,结果表明:不同石漠化土地类型在生态治理过程中,地表植被覆盖度逐渐提高,由2006年的23.5%提高到2009年的64.47%;改善了小气候,各等级石漠化平均光照强度都有所下降,空气湿度提高;改善了土壤理化性质,增加了土壤孔隙度,减小了土壤紧实度,土壤结构改良,土壤中全氮含量逐渐上升;水土流失得到有效控制,土壤侵蚀深度总体呈下降趋势,由2006年的平均值0.864mm下降到2009年的平均值0.72mm。这一结果揭示了喀斯特石漠化地区在没有人为干扰破坏生态环境条件下,生态恢复系统能力较强,随时间延长保水和保土能力逐步增强。     

黄河中游水土保持措施保存率分析及措施状况评述──以黄河河龙区间南片为例

本文以土地详查、淤地坝普查成果为基本依据，结合典型调查，研究分析了河龙区间南片水土保持各项措施的保存率，认为在空间尺度上，分行政区给出的保存率较为真实的反映了社会环境、自然环境因素的相对作用程度及其主导关系，且有实际应用意义，据此文中进一步核实评述了该区水保措施的保存面积、措施结构及质量等。该区水保措施的状况在黄河中游干旱半干旱地区具有广泛的代表性，分析结果可作为水沙分析、水保规划、土地资源与环境评价等工作的重要参考依据。     

旱地保护性耕作土壤风蚀模型研究

在分析国外风蚀模型资料的基础上,建立了适用于保护性耕作的风蚀模型。该模型以小时为步长,根据气象数据、地表土壤水分、秸秆残茬覆盖率及地表粗糙度,模拟不同耕作体系下农田土壤风蚀流失量情况;针对保护性耕作的特点,考虑到残茬覆盖对土壤含水量和地表粗糙度的影响;通过田间风蚀测定数据的验证,证明所建立的保护性耕作风蚀模型的模拟值与实测值比较吻合。     

生物土壤结皮结构、功能及人工恢复技术

生物土壤结皮作为典型的有机地被层,广泛分布在干旱半干旱地区。由于其具有良好的水土保持及土壤稳定等功能,可有效控制土地沙漠化,防治水土流失,因此,生物土壤结皮恢复被看作是荒漠生态系统修复和重建的关键。本文系统综述了国内外学者在生物结皮领域开展的研究工作,包括生物土壤结皮的生物组成、演替过程、生态功能、干扰响应、人工培育及生态恢复。以期深入认识生物土壤结皮的结构和功能及干旱半干旱地区的荒漠化治理提供参考。