长江三峡库区6种退耕还林模式涵养水源与保育土壤效益及其价值估算

通过收集长江三峡库区22个区（县）30个退耕还林样地的调查数据,参考LY/T 1721—2008《森林生态系统服务评估规范》,对其中6种主要退耕还林模式涵养水源与保育土壤效益及其价值进行评估。结果表明：1）三峡库区6种主要退耕模式总调节水量（即涵养水源量）达到11.679 1亿t/a;调节水量的价值为68.37亿元/a,净化水质价值约为24.42亿元/a,涵养水源总价值约为92.79亿元/a;2）保育土壤总价值为0.903 6亿元/a,其中马尾松林、落叶阔叶林、竹林、板栗林、柑橘林和茶林保育土壤的价值分别为1 531万、2 251万、1 031万、2 815万、1 157万和251万元/a;3）三峡库区不同退耕模式取得的涵养水源效益和保育土壤效益都存在很大差别,因此,对三峡库区退耕还林工程生态效益不能只从总体上进行评价,还应该考虑不同退耕模式的生态效益,以便更好地评价和指导三峡库区退耕还林工程的实施;4）评价一种退耕模式的好坏,还要综合考虑多种生态效益。     

三峡库区秭归县退耕还林工程水土保持效益研究

 为揭示退耕还林工程实施后对环境的改善程度,促进我国退耕还林工程的可持续发展,以三峡库区秭归县退耕还林工程为例,在野外调查和定位观测的基础上,对秭归县8种主要退耕还林模式的水土保持效益进行定量分析,并在不考虑土壤类型和坡度变化的前提下,对全县2000年退耕还林地的水土保持效益进行评估。结果表明:1)退耕还林对遏制水土流失有明显的作用,与坡耕地相比,退耕还林后地表径流量平均减少75.25%～85.21%,土壤侵蚀量减少1676.08～1876.66t/（km2.a）,减少幅度为85.4%～95.6%;2)退耕还林工程每年防止土壤流失量为5.49万t,减少河流泥沙淤积量为1.27万t,减少土壤中有机质和全N、全P、全K流失量分别为652、32、82和871t。     

退耕还林还草工程的土壤保持效益及其生态经济价值评估--以固原市原州区为例

退耕还林还草工程的土壤保持效益可以看作是由农田生态系统转变为林草生态系统土壤保持服务功能的增加量。参考国内外关于生态系统服务功能中土壤保持功能的评价方法,采用市场价值法、机会成本法、影子工程法、恢复费用法对固原市原州区退耕还林还草工程土壤保持经济价值进行了估算。退耕还林还草工程的年土壤保持总价值为8634．39万元,其中减少养分损失价值为8148．62万元,减少土地废弃价值为19．43万元,减轻泥沙淤积灾害价值为466．35万元。     

退耕还林（草）对延河下游流域生态系统服务价值的影响

为定量评估延河下游流域退耕还林（草）对生态环境的影响,在分析处理退耕前（1997年）TM影像和退耕后（2005年）CBERS卫片的基础上,根据Costanza及我国学者相关研究成果,计算并比较了延河下游流域退耕前后的生态系统服务价值。研究结果表明,通过退耕还林（草）,延河下游流域的生态资产总值增加3．6％,说明该区域的生态环境状况有所改善;退耕前后不同土地利用类型生态系统服务价值大小排序基本不变,依然是草地〉耕地〉林地,草地的贡献率增加10％,耕地贡献率减少11％;退耕前后生态系统服务功能价值结构比例基本未变。     

北川河流域退耕还林(草)对土壤质量影响的评价

“万物土中生”，土壤是生态环境的重要组成部分。探讨退耕还林（草）工程对土壤质量的影响，可以为工程的持续开展提供有关的理论依据。通过对我国退耕还林（草）工程重点试验县——青海省大通县北川河流域不同时间序列的退耕地的土壤，进行了系统的对比研究。研究结果表明：土壤质量综合指数值为坡耕地34．0％〈弃耕地40．8％〈退耕地（3-10a）63．6％〈退耕地（11～20a）74．4％〈天然次生林地82．8％〈天然灌丛地90．6％。随着时间的延续，退耕地土壤理化性质将会得到明显改善，土壤质量会逐步得到提高。     

延河流域退耕前后土壤侵蚀强度的变化

 根据修正通用土壤流失方程,在ArcGIS软件平台下,以黄土高原延河流域为例,在合理选用和计算修正通用土壤流失方程中各因子参数的基础上,计算并分析陕北黄土高原延河流域退耕前后土壤侵蚀量的变化及其动态分布。结果表明:1)延河流域退耕后,土壤侵蚀明显减少,与1986—1997年相比,退耕后至2000年土壤侵蚀量平均减少34%;2)坡耕地对土壤侵蚀影响明显,尤其是陡坡耕地退耕至关重要;3)在修正通用土壤流失方程各因子中,短期内影响土壤侵蚀动态变化的主控因子是植被覆盖管理因子,所以调整土地利用结构是减少土壤侵蚀的有效方法。     

山地森林保育土壤的生态功能及其经济价值研究--以山东省济南市南部山区为例

系统研究了济南市南部山区不同林分类型在保育土壤方面的生态功能,采用机会成本法、市场价值法、影子工程法等对4.59万hm2的山区森林在保育土壤价值方面进行了经济核算,结果表明,单位面积上每年减少土壤侵蚀量的大小为乔灌混交林＞阔叶林＞灌木混交林＞针阔混交林＞灌木林＞针叶林;不同林分单位面积培育土壤肥力的大小为针阔混交林＞乔灌混交林＞灌木林＞阔叶林＞灌木混交林＞针叶林.合计每年森林保育土壤的总价值为9 734.59万元,其中森林减少土壤流失,防止土地废弃的价值为97.74万元,减少土壤肥力损失价值为5 925.79万元,减少泥沙淤积滞留的损失价值为372.80万元,培育土壤的价值为3 338.26万元.     

退耕还林工程实践与探索

吕梁市从2000年开始实施退耕还林工程，至2003年底，累计造林17．8万hm^2，其中退耕造林6．6万hm^2，荒山造林11．2万hm^2。通过退耕还林，改善了生态环境，增加了农民收入．促进了结构调整和城镇化建设，积累了工程建设经验。同时，根据存在的问题，提出了对策与建议。     

黄土丘陵区退耕地土壤水分入渗特征及影响因素

为评价退耕还林（草）工程的成效及认识下垫面改变对土壤水文过程的影响,采用圆盘入渗仪以4．6、8年退耕地为对象,长芒草草地为对照在黄土丘陵区分层（表层、20cm、40cm）研究退耕地土壤水分入渗特征,并探讨其影响因素。结果表明：1）较短年限退耕地表层土壤入渗能力较天然草地差,而下层入渗能力较天然草地强;2）退耕地下层的初始入渗速率是表层的1．2—1．4倍,稳定入渗率是表层的1．9—2．8倍,饱和导水率是表层的1．9—3．0倍;3）随着退耕年限增加,表层土壤入渗能力下降,而下层入渗能力增强;4）土壤结皮阻碍退耕地表层土壤的入渗。     

退耕还林还草工程实施对洛河流域土壤侵蚀的影响

退耕还林还草工程是中国实施的重要生态环境建设与保护工程,对区域植被覆盖及土壤侵蚀产生重要影响。以洛河流域（陕北黄土高原部分）为研究对象,利用流域通用土壤侵蚀方程（RUSLE）,结合流域降雨、土壤类型、DEM、植被覆盖等数据,定量分析了2000—2010年退耕还林还草工程实施对流域土壤侵蚀的影响。结果表明:（1）洛河流域2000—2010年耕地面积减少,林地、草地面积增加,土地利用变化主要发生在2000—2005年;（2）洛河流域2000—2010年土地利用变化导致植被NDVI平均值增大,耕地变化区域植被NDVI值增加幅度高于耕地未变化区域,表明耕地变化区域植被NDVI增加对耕地区域总体植被NDVI值增加贡献较大;（3）降雨侵蚀力和退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀具有明显的影响。受降雨侵蚀力增大影响,2000—2010年洛河流域土壤侵蚀呈增加趋势;不考虑降雨侵蚀力变化情况下,洛河流域土壤侵蚀呈减少趋势,反映出退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀的减缓作用。     

基于RUSLE模型的妫水河流域土壤侵蚀时空变化特征

[目的] 为揭示流域土壤侵蚀时空变化特征并开展可持续流域治理工作。[方法] 基于妫水河流域1995—2018年降雨、土壤、数字高程模型及土地利用数据,采用GIS技术与RUSLE模型的方法定量分析妫水河流域土壤侵蚀时空特征,并对流域土壤稳定性进行评价。[结果] (1)1995—2018年,流域内林地和草地面积均呈下降的趋势,2018年林地和草地面积分别为4.41×10⁴,0.84×10⁴ hm²,较1995年分别下降13.52%和10.61%。耕地面积由1995年的3.53×10⁴ hm²增加至2018年的4.07×10⁴ hm²。建筑用地面积逐渐增加,由1995年的0.59×10⁴ hm²增加到2018年的1.90×10⁴ hm²。(2)妫水河流域内土壤侵蚀模数呈波动性变化,由1995年的8.71 t/(hm²·a)降至4.56 t/(hm²·a)后,于2018年升至11.07 t/(hm²·a)。(3)妫水河流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,1995—2015年,土壤侵蚀强度逐渐降低并保持稳定,中度及以上土壤侵蚀面积比例由4.95%降至3.05%,2018年后升至7.42%。(4)妫水河流域在研究时段内土壤稳定性降低,不稳定土壤面积升高。[结论] 妫水河流域城市化的进程中,林草覆盖度略有降低;土壤侵蚀强度整体下降,但在后期略有提高;不稳定土壤所占面积较少。研究结果可为妫水河流域综合治理及土地利用规划提供依据。     

长江经济带坡面土壤保持服务功能时空格局及其变化特征

[目的]分析长江经济带2010—2015年坡面土壤保持服务功能的时空格局及其变化特征。[方法]采用修正的通用水土流失方程(RUSLE)分析长江经济带剖面土壤保持服务功能变化。[结果]2010—2015年,长江经济带年均剖面土壤保持量为1.88×1010 t/a,单位面积土壤保持量为91.54t/(hm2·a)。森林、草地、农田生态系统的单位面积坡面土壤保持量依次为129.09,111.47,40.38t/(hm2·a)。5a间,长江经济带坡面土壤保持服务功能总体呈现上升态势。国家级优化开发区、重点开发区、农产品主产区和重点生态功能区的坡面土壤保持服务功能依次增强。[结论]森林、草地、农田生态系统的坡面土壤保持能力依次降低。主体功能区战略的实施对于提升长江经济带生态安全保障能力具有重要意义。     

云蒙湖流域不同土地利用类型的土壤侵蚀特征分析

在RS与GIS支持下,获取云蒙湖流域土地利用空间数据,选用RUSLE模型估算土壤侵蚀量,对云蒙湖流域不同土地利用类型的土壤侵蚀特征进行分析。结果表明:1986—2010年间,土壤年总侵蚀量由647万t降至630万t,水土保持生态恢复工程取得了一定的成效;云蒙湖流域耕地土壤侵蚀最为严重,1986年和2010年土壤侵蚀模数高达5 325t/(km2·a)和5 504t/(km2·a),分别占土壤侵蚀总量的85.8%和84.7%;草地是重点治理的另一对象,强度以上等级侵蚀都分别占总侵蚀面积的40%和44%;随着耕地和草地类型的转入,居民用地侵蚀面积由1986年的1 010hm2增至2010年的2 608hm2,土壤侵蚀总量由5.4万t增至14.2万t,是变化较为明显的土地利用类型。     

儋州市退耕还林工程生态效益评价

[目的]对海南省儋州市退耕还林工程生态效益进行评价,为我国退耕还林工程生态效益评价提供依据。[方法]以截止2012年儋州市退耕还林工程取得的成绩为基础,对儋州市退耕还林工程林草植被的涵养水源、保育水土、固碳制氧、净化环境、改善小气候和保护生物多样性这6个方面效益进行评价,采用影子工程法、市场价格法进行物质量、价值量的测评,对该地区近9a来的退耕还林生态效益进行评价分析,结合恩格尔系数与皮尔曲线对评价结果进行修正。[结果]截止2012年,儋州市退耕还林工程生态效益总价值达22.18亿元,保护水资源价值最大,为17.64亿元,占生态总价值的79.5%;固碳制氧价值次之,为2.38亿元,占生态总价值的10.7%。[结论]儋州市退耕还林工程在水土保持中发挥极为重要的作用,有效地遏制了当地的水土流失。     

东北黑土区埂带植物树莓栽培技术及其水土保持效益

[目的]分析树莓对土壤水分的影响及其水土保持和经济效益,为东北黑土区坡耕地水土流失综合治理提供新的水土保持埂带经济植物。[方法]在东北黑土区进行梯田埂和地埂栽植试验。[结果]树莓在埂带上具有良好的适应性,具有较好的保持土壤水分的作用。栽植第3a树莓小区土壤侵蚀量低于东北黑土区容许土壤流失量〔200t/(km2·a)〕,保水率达到86.6%以上。树梅在梯田埂上产值达17 200元/hm2,在地埂上产值达16 800元/hm2。[结论]树莓在埂带上水土保持效益显著,可以在东北黑土区埂带上栽植推广应用。     

退耕还林工程建设对吴起县土地利用/覆被变化及其土壤侵蚀的影响

为研究退耕还林工程建设对吴起县土地利用/覆被变化及其土壤侵蚀的影响,基于3S技术与RUSLE土壤侵蚀模型,分析评价了该县退耕还林前后土地利用/覆被、土壤侵蚀的时空变化。结果表明:吴起县实施退耕还林后10 a来,各种土地利用类型之间发生了较为复杂的转化,耕地面积比退耕前减少66.51%,林地面积比退耕前增加了212.61%;水土流失控制效果明显,全县平均土壤侵蚀模数由退耕还林前的9 779 t/（km²·a）减少为退耕还林后的5 285 t/（km²·a）,减少了45.96%,退耕还林后全县每年可减少土壤侵蚀量约1 704万t;土壤侵蚀与土地利用类型关系密切,未利用地的侵蚀最严重,其平均土壤侵蚀模数为19 513 t/（km²·a）,为林地土壤侵蚀模数平均值856 t/（km²·a）的22.79倍;研究结果将对该区域水土流失控制及其土地资源的合理利用提供参考依据。     

基于RUSLE模型的云南省土壤侵蚀和养分流失特征分析

准确评估区域土壤侵蚀和养分流失空间分布特征,是开展区域水土保持规划和生态治理的基础。基于GIS空间分析技术和RUSLE模型,对云南省土壤侵蚀和养分流失特征进行定量化分析。结果表明：云南省土壤侵蚀面积为1 835.91×10⁴ hm²,占总面积的48.07%,平均侵蚀模数为15.65 t/（hm²·a）,土壤侵蚀以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,但极强烈侵蚀、剧烈侵蚀是区域侵蚀产沙的主要来源。滇西南区土壤侵蚀强度较大,而滇西北区土壤侵蚀强度较小。区域土壤侵蚀主要发生在夏季,旱地是区域侵蚀产沙的主要策源地。流失土层厚度集中分布在0~2 mm/a,平均土层流失厚度为1.19 mm/a。土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、速效钾（AK）、有效磷（AP）的平均流失模数分别为820.00,55.19,3.32,0.32 kg/（hm²·a）,4种养分流失量空间分布均存在一定的聚集特征,总体表现为滇西区等西部区域大于东部区域。研究结果可为云南省水土保持规划和水土流失生态环境建设提供科学依据。     

西北地区新一轮退耕还林还草规模分析

西北地区干旱少雨、水土流失严重、生态环境脆弱,退耕还林还草工程是西北地区生态环境建设的重大举措,也是全国生态环境建设的一项宏伟生态工程。通过对退耕还林还草工程实施现状、生态效应及存在问题的整合分析,探讨了西北地区新一轮退耕还林还草工程的实施规模。结果表明:(1)西北地区1999—2011年退耕还林还草面积累积751.99万hm~2,占全国同期退耕还林还草面积的36.14%;陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、山西和内蒙中西部地区退耕还林还草的实施面积分别占西北地区同期退耕还林还草面积的27.89%,21.29%,4.62%,9.80%,10.80%,13.57%和12.03%。(2)自退耕还林工程实施以来,2002—2012年西北地区农民纯收入逐年增加,且各省(区)增加趋势一致。(3)西北地区植被覆盖在提高,植被NDVI整体呈上升趋势,但存在明显的空间差异,空间分布是从东南向西北逐渐递减,而陕北地区是黄土高原近10年植被恢复最快的区域。(4)2003—2014年黄河流域径流量和侵蚀量均低于1950—1995多年平均值,且年际间波动较大。(5)25°以上的坡耕地可退耕180.1万hm~2,占现有耕地的6.0%,15°~25°的坡耕地退耕面积可达296.5万hm2,占现有耕地面积的9.9%,并厘清了各省(区)的退耕规模,最后针对新一轮退耕政策的顺利实施,提出了4点建议。     

基于GIS与RUSLE模型的喀斯特地区土壤侵蚀研究——以贵州省为例

[目的]对贵州省土壤侵蚀进行快速定量研究,为土壤侵蚀治理工作和土地利用决策提供科学依据。[方法]在GIS技术的支持下,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM,MODIS-NDVI等数据,结合RUSLE模型估算研究区土壤侵蚀量。[结果]研究区的2010年年均土壤侵蚀模数为880.81t/(km~2·a),属轻度侵蚀。大部分区域主要以小于500t/(km~2·a)的微度侵蚀为主,占研究区总面积的59.60%。土壤侵蚀面积(轻度侵蚀以上)达71 164.14km~2,占总面积的40.40%。强度以上土壤侵蚀面积达10 431.60km~2,占总面积的5.91%,主要分布在研究区西北部和东北部,以及北部大楼山、武陵山、东南部苗岭以及西部乌蒙山等地势较高以及中东部乌江,西南部北盘江等河流流域。[结论]林地、耕地和草地以及海拔在600~1 600m之间的区域是今后水土流失防治的重点区域。     

黄土区高标准梯田生态服务功能及其价值

研究黄土区高标准梯田生态服务功能的变化特征,探讨坡改梯工程对高标准梯田生态服务功能价值的影响趋势和潜力,可为黄土丘陵区探索低投入、高效用和可持续农业发展模式提供理论基础。在庄浪县采用机会成本法和影子工程法等生态经济学方法,界定了黄土区高标准梯田的生态服务功能,选取土壤肥力保持功能、水土保持功能、土壤水分涵养功能3类生态服务功能,构建了高标准梯田生态功能的物质量模型和价值量模型,评估了高标准梯田的生态服务功能和价值。结果表明:每公顷高标准梯田每年为人类提供了约119 667.00 kg的总物质量和114 046.53元的生态服务总价值,其生态功能价值可观;庄浪县坡耕地和高标准梯田的水土流失量分别为82.76,0.05 t/(hm~2·a),高标准梯田的水土保持量为82.71 t/(hm~2·a),坡耕地改造成高标准梯田对生态服务功能的价值有显著影响;高标准梯田单位面积的水土保持功能价值为3 831.67元/(hm~2·a),远低于土壤肥力保持功能价值(88 869.52元/(hm~2·a))和土壤水分涵养功能的价值(24 239.20元/(hm~2·a)),高标准梯田水土保持功能还有很大的提升空间和升值潜力,应通过梯田产业结构调整,选择合适的经营发展模式,提高梯田单位面积收益,最大限度发挥高标准梯田的水土保持功能。黄土区高标准梯田建设在国民经济发展过程中具有重要的生产、生态和生活功能特征,文中为高标准梯田的生态功能价值核算提供了较为全面的评估方法,研究结果有利于完善黄土区高标准梯田建设过程中生态功能的价值核算方法,最大限度发挥其生态效益,同时挖掘潜在的生态功能和价值,从而实现高标准梯田生态系统的可持续发展。