竺山湾湖滨缓冲带生态工程综合效益评价——以江苏省宜兴市周铁镇为例

[目的]对江苏省竺山湾地区宜兴市周铁镇湖滨缓冲带生态工程的综合效益进行评价,定量分析生态工程建设的价值,为太湖及其他流域湖滨缓冲带生态工程建设效益评价提供借鉴和参考。[方法]在长期定点观测周铁镇竺山湾湖滨缓冲带生态工程建设和运行基础上,从生态、社会、经济3层面构建包括水质净化、涵养水源、保护生物多样性、大气调节、提供就业、科研教育、社会稳定、旅游休闲、提供水产品等内容的综合效益评价指标体系,运用成果参照法、影子工程法、旅行费用法、条件价值法、替代法、直接市场法等对各项指标价值进行评价。[结果]周铁镇湖滨缓冲带生态工程综合效益价值约为176.66万元/a,生态效益、社会效益、经济效益的价值分别为125.55,33.61和17.5万元/a,表现为:生态效益社会效益经济效益。单项指标价值对比发现,水质净化价值最大,达60.52万元/a,大气调节价值次之,为47.15万元/a。[结论]周铁镇湖滨缓冲带生态工程建设有效改善了湖泊水环境,生态效益最为显著,符合生态工程建设的生态效益优先原则。     

卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区金矿生态恢复区的土壤理化性质和植被群落特征

[目的] 调查实施生态修复措施后的矿区土壤状况与植物群落的恢复情况,为矿区修复治理措施提供评价依据。[方法] 以新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区的金矿生态恢复区为研究对象,通过样方法和室内试验,进行研究区植被特征、植物群落多样性调查和土壤理化性质检测分析。[结果] 与原生对照区相比,经过生态修复工作的金矿生态修复区土壤pH值、电导率、有机质、总氮、全钾的含量普遍较低;植物物种较少,以人为撒播草种的藜科植物占优势;植物群落多样性指数低,与原生对照联系紧密;植物群落主要受土壤有机质、有效磷、速效钾等含量的影响。[结论] 在进行生态修复措施后,青河大沙沟和富蕴大沙沟的土壤理化性质和植物群落改善较明显,恢复效果显著。金矿恢复区由于恢复时间较短,所以植物种类稀少,群落稳定性低,土壤理化性质的含量普遍不高,还需要时间进行恢复。     

西安市主城区景观格局演变对地表径流的影响

[目的] 探究景观格局演变和地表径流变化的时空相关性,为有效缓解城市内涝,保障城市生态安全提供理论支撑。[方法] 以2000—2019年遥感影像为数据集,提取西安市主城区景观格局空间分布图,结合实际土地利用数据进行修正。利用SCS模型、景观格局指数、ArcGIS和皮尔逊相关性分析方法,研究西安市主城区景观格局动态变化与地表径流变化间的关系。[结果] ①2000—2019年研究区景观格局呈现出高连通高聚集,斑块形状规则化,均质稳定化,景观蔓延度下降等的发展趋势。同期,研究区地表径流深度逐年增加,但径流深度增加量随时间动态变化呈下降趋势,其中2000—2005,2005—2010,2010—2015,2015—2019年分别增加了4.99,4.95,3.55和3.33 mm,说明景观格局对地表径流量的滞留作用逐渐增大。②景观格局指数变化率与地表径流量年增长率呈显著相关性。其中建设用地等人工景观指数变化率和地表径流量年增长率呈显著正相关,相反绿地、耕地、水域等自然景观指数变化率与地表径流量年增长率呈负相关关系。③借助城市生态廊道及生态节点构建内涝防治生态系统,并对城市不透水面高度集中的地区进行拆分,增设城市绿色基础设施,构建源头减排的内涝防治景观格局。[结论] 景观格局演变对地表径流变化具有显著影响,景观格局优化能有效促进城市良性水循环,减缓内涝的发生。     

热带海岸防护林带不同起源树种叶片—土壤的生态化学计量特征

[目的] 探讨海南岛热带海岸防护林带不同起源树种叶片及土壤生态化学计量特征差异,为海岸防护林生态修复工作提供理论参考。 [方法] 采用样方调查的方法,调查了海南岛万宁市海岸线200 m范围内木麻黄、青皮、拉关木和水椰4个树种叶片和土壤C,N,P的生态化学计量特征。 [结果] ①不论是非红树还是红树植物,同一类型下,本土天然树种叶片C,N,P含量显著大于或等于外来人工种植树种,其中青皮叶片C,N,P含量分别为457.04,16.77和1.17 g/kg,均显著高于木麻黄; ②从叶片养分变化特征来看,红树植物的生长可能受到N的限制;而非红树植物的生长可能受到P的限制; ③从土壤养分变化特征来看,4种树种林地土壤N元素偏低,主要限制性元素为P。 [结论] 在海岸生态修复过程中,可以首选本土天然林树种作为海岸防护林种植优势树种。     

东北黑土区植物篱土壤入渗性能研究

[目的]对东北黑土区植物篱种植模式的土壤渗透性进行研究,为黑土区坡耕地水土流失治理提供科学依据。[方法]通过小区试验开展研究。[结果]植物篱模式能够减小土壤容重,提高土壤孔隙度,显著增加土壤的入渗能力,进而减少水土流失;篱带部位的入渗能力大大高于篱间部位,不同品种植物篱渗透性能排序为:黑豆果短梗刺五加桑树,植物篱土壤入渗受地面坡度影响,小坡度的土壤入渗率高于大坡度。[结论]植物篱作为一种水土保持新措施,具有改善土壤结构,增加土壤入渗,减少地表径流,防治水土流失的作用,应在黑土区开展广泛的研究与推广。     

喀斯特峡谷地区不同等级石漠化治理的生态效应——以贵州省花江石漠化生态综合治理示范区为例

 选取贵州省花江石漠化生态综合治理示范区为研究区,对比分析石漠化生态治理前后不同等级石漠化的土壤理化性质、小气候特征、植被数量特征和地表水土流失状况等指标。结果表明:石漠化是可以治理的,强度石漠化治理效应优于中度石漠化,轻度石漠化次之,潜在石漠化生态效应速度最慢;治理措施有效地改善了土壤理化性质、增强了土壤肥力,提高了地表生物量和植被覆盖度,生物多样性得到了有效恢复和保护,改善了区域局部小气候。     

黑河上游地表冻融指数与径流关系

[目的]探讨黑河上游地表冻融指数与径流的关系,为该流域的径流预测及水资源合理开发利用提供科学依据。[方法]利用1979—2006年黑河上游西支水文站和气象站的月平均径流、降水和气温资料,对该流域冻融指数变化、融化和冻结阶段径流变化进行分析,并对地表冻融指数与径流的关系做了进一步探讨。[结果]冻结指数和融化指数分别具有明显减少和增加的趋势,且在1990—2005年表现更为突出。径流在融化阶段变化趋势不明显,在冻结阶段呈现减少趋势,其中冬季径流减少趋势较为明显。季节冻融过程对冬季径流减少具有较为重要的影响,主要表现为冻结指数显著减小,表明土壤季节冻结过程中气温升高,这很可能使得冬季地表积雪更多地进行升华,从而削减了对径流的补给,导致了径流量的减少;融化指数显著增大,导致土壤季节融化深度增加了13~14cm,从而增加了土壤的调蓄空间,使得部分地表水储存于活动层,导致地表冬季径流量减少。[结论]季节冻融变化是影响黑河上游径流的一个不可忽视的特殊因子。     

锰饱和沸石肥料对石灰性土壤中锰的化学形态及燕麦生长的影响

沸石作为土壤结构改良基质和缓释肥料基质 ,对改善土壤养分向植物的供应状况有十分重要的作用 ,在国内外的农业生产中得到较广泛的应用[1～4] 。据研究资料报道 ,在土壤中施用沸石不会引起有效磷和肥料中水溶性磷的固定 ,还能改善土壤供钾状况[5] 。在ＣＥＣ较小的土壤中施用 ,     

应用土壤测试磷评估砂土中磷的可淋洗性

河流、湖泊的富营养化是当今水质管理面临的最大问题之一。地表水体的富营养化一般与养分年输入量增加有关[1] ,因此控制地表径流和地下排水中养分 (特别是磷 )的输出被认为是降低富营养化风险最有效的途径[2 ,3] 。以往的研究表明 ,地表径流中可溶性磷的浓度与土壤测试磷有关[     

流沙地表层土壤化学性质对免灌造林的响应——以古尔班通古特沙漠明渠防护林为例

[目的]在免灌造林措施下,研究不同种植年限梭梭林下土壤化学性质的变化,为防护林生态工程建设提供理论依据。[方法]对古尔班通古特沙漠明渠无灌溉条件下防护林地表层的土壤化学性质进行测定,分析林地土壤的结皮层、0—10cm层,10—20cm层土壤盐分和养分的动态变化规律。[结果]建立梭梭防护林后土壤的pH值和全盐量均高于流沙地,土壤碱化趋势比较明显;随种植年限的增加,各层土壤pH值和全盐量均表现出先增加后减小的趋势,8大离子的含量呈增加的趋势,土壤pH值、全盐量和8大离子由表层向下递减。随种植年限的增加,各层土壤有机质含量先增加后缓慢减小,土壤全N,P和速效P,K呈现总体增加,全K呈减小的趋势,速效N呈先增加后减小的趋势,同样有向下骤减的趋势。[结论]防护林建设有利于风沙土的发育,土壤质量状况逐年改善。     

林下秸秆覆盖种植大球盖菇对苦驴河源头坡地清水产流的影响

[目的]探索秸秆覆盖种植大球盖菇模式对经济林(尤其是刚刚荒改坡的经济林)清水产流和改土控草的影响,为坡地水源涵养、生态保育、控草保肥提供技术支撑。[方法]在派河上游苦驴河的源头,选取2组不同种类的坡地经济林,利用秸秆覆盖种植大球盖菇技术,在大球盖菇生长的不同时期对该区域坡地水质、土壤有机质和杂草多样性进行分析。[结果]采用秸秆覆盖种植大球盖菇的技术,平均能有效降低该地区水中总氮42.68%～50.47%,总磷45.72%～46.74%和悬浮物(SS)33.41%～36.58%的含量,同时增加土壤有机质的含量,平均增长了10.17%～16.42%,减少该区域杂草多样性和种类,有效降低了该地水肥流失,可在较短时间内无害且快速地增加该区域清水产流能力。[结论]采用秸秆覆盖种植大球盖菇的技术,能有效降低坡地径流水中总氮、总磷和SS的含量,同时增加土壤有机质的含量,减少该区域杂草多样性和种类,起到控制水肥和水土流失作用,在当年荒改坡的坡地上,该作用更加明显。     

湿喷植被混凝土生态护坡技术在水渠边坡工程中的应用

[目的]验证湿喷植被混凝土生态护坡技术的先进性与实用性,为工程边坡生态防护提供参考。[方法]将湿喷植被混凝土生态护坡技术应用于湖北省鄂州市花马湖水系连通渠护坡工程,现场观测了护坡和水土保持效果、植物盖度、植株密度、植物平均高度以及物种多样性指标。[结果]湿喷植被混凝土生态护坡技术能促使边坡稳定。所用基材能较好地附着于坡面,未出现冲沟和滑塌,水土保持较好,成功解决了基材可喷射性和坡面附着性之间的根本矛盾;1个月后坡面整体植被覆盖率达到90%以上;缓坡区的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数与陡坡区均较为接近,但与自然边坡存在差异;湿喷综合成本比干喷节约5%～15%。[结论]湿喷植被混凝土生态护坡技术作为干喷植被混凝土生态护坡技术的升级版,具备显著的先进性,能用于工程边坡的生态防护。     

黄土高原不同生长年限植被减水减沙效益整合分析

[目的]研究不同恢复年限植被减水减沙效益变化特征,为黄土高原地区进一步合理配置林草措施和生态恢复的可持续性研究提供科学依据。[方法]通过文献检索,共收集到18篇相关文献,运用整合分析的方法定量地研究了恢复年限增加对植被减水减沙效益的影响。[结果]4年生以上草地植被和5年生以上林灌植被可以发挥稳定的减水减沙效益,且减沙效益基本保持在80%左右。林地枯落物对植被的减水减沙效益具有一定的促进作用。[结论]受不同恢复阶段限制因素的影响,林草植被减水减沙效益大致可以分为3个阶段:栽植扰动阶段、水土保持阶段、水分限制阶段。     

堆渣边坡生态棒护坡措施的水土保持效益

[目的]探究堆渣边坡生态棒防护措施的综合防护效果,为露天采石场裸露边坡的生态修复提供依据。[方法]利用人工降雨模拟试验,收集不同降雨强度下地表层和矿渣层的产流量、产沙量,并建立综合贡献度模型。[结果]随着坡度的增加地表层的径流总量和泥沙总量呈递增趋势,而矿渣层的径流总量和泥沙总量呈递减趋势,与径流总量相比泥沙总量变化趋势不明显;对照组与生态棒防护措施下,地表层的产流—产沙相关性均高于矿渣层;当降雨强度为30和120mm/h时,生态棒防护边坡在坡度为15°时具有较佳的防护效果,当降雨强度为60mm/h时,径流量和泥沙量受坡度变化的影响不显著。[结论]生态棒防护措施具有拦蓄坡面径流和泥沙的功能,与对照组相比可以更有效地防治坡面水土流失。     

基于生态环境保护视角的农村居民点用地布局适宜性评价——以江苏省宜兴市为例

[目的]以生态环境保护为视角,根据江苏省宜兴市经济发达、生态环境优越的特点,从水土保持和生物多样性保护两方面探讨农村居民点用地布局适宜性,为该区农村居民点规划、整理提供依据。[方法]基于宜兴市2010年ETM遥感数据、DEM数据和植被覆盖数据,运用最小累积阻力模型得到水土保持和生物多样性保护最小累积阻力面,借助ArcGIS 9.3软件,采用空间叠加分析方法和自然断点法对宜兴市农村居民点用地布局适宜性进行分类。[结果]宜兴市农村居民点用地可划分为高度适宜、中度适宜、低度适宜、不适宜4种类型,分别占农村居民点用地总面积的57.67%,12.82%,22.83%,6.68%。[结论]不同适宜程度的农村居民点用地应当分别采取重点发展、适度建设、限制扩张以及优先整治的对策,基于生态环境的农村居民点用地布局适宜性评价能够满足宜兴市农村居民点用地布局中保护生态环境的要求。     

植物多样性对土壤动物影响的研究进展

生物多样性与生态系统功能一直是生态学研究的一个热点。近些年来的研究表明,植物多样性除了影响陆地生态系统地上部分的初级生产力等生态系统功能,还会间接影响地下生物多样性及土壤生态系统过程。本文概述了植物多样性对土壤动物的影响及其主要机制,归纳了植物多样性通过改变输入土壤中的资源数量与资源多样性、微生境结构、土壤环境因子等影响土壤动物的途径。目前关于土壤动物群落对植物多样性的响应仍存在很多问题和争议,本文总结了需要进一步深入研究的方向,特别指出了要加强研究影响植物多样性与土壤动物关系的生物与非生物因子、后续的生态效应和反馈、不同机制和途径的贡献定量化等。     

黄河中游地区生态恢复对流域水资源的影响

[目的] 研究黄河中游地区生态恢复对水资源的影响，为流域生态保护和高质量发展提供科学依据。[方法] 利用GIMMS NDVI、ET、土壤水分、地表径流等相关水文数据，基于趋势分析和双累积曲线等方法，探讨生态恢复前后黄河中游地区蒸散发、土壤水分、地表径流的时空变化特征。[结果] 1982-2018年，黄河中游地区植被覆盖度增加了29.72%；在黄河中游地区植被覆盖度增加1%，蒸散发量增加了3~4 mm；在生态恢复区土壤水分呈下降趋势，下降速率为0.001 3%/a；各站点的平均径流量在1961-2018年呈逐年下降趋势，以生态恢复为代表的人类活动对径流量下降起到重要作用。[结论] 由于生态恢复和暖干化的气候背景，黄河中游水资源严重短缺。建议后续黄河中游生态恢复综合考虑水资源，减少人为干扰，以自然植被恢复为主。     

不同施肥模式对太湖流域农田土体氮磷流失与营养累积的影响

[目的]研究不同施肥模式对太湖流域农田蔬菜产量及土体氮磷流失与营养累积的影响,为太湖流域农业面源污染防治和治理提供科学依据。[方法]以太湖流域农田土体蔬菜地为研究对象,采用田间径流池法进行不同施肥模式的田间小区试验。[结果]与常规施肥相比,优化施肥可减少地表径流氮磷流失量;有机肥的施用能有效抑制地表径流氮流失;与对照地相比,其他几种施肥处理均可使蔬菜植株氮、磷、钾素累积量增加。[结论]优化施肥可使研究区蔬菜产量提高31%,可使作物肥料利用率提高27%。     

多沙粗沙区露天煤矿水土保持生态效应的监测评价

[目的]通过开展露天煤矿水土保持生态效应监测评价,判定水土保持措施防护效果及其可行性。[方法]以陕西省神榆矿区西湾露天煤矿为例,以实际监测数据为支撑,从调水效益、保土效益和植被恢复3个方面建立了评价指标体系。采用德尔菲法确定了指标权重,利用线性加权求和法建立综合评价模型,最终计算得出该项目不同建设时期水土保持生态效应值。[结果]生态效应值为运行期(0.683)试运行期(0.344)施工前期(0.213);工程实施以来,治理总面积349.72 hm~2,治理前后,水土流失面积由426.71 hm~2下降到376.63 hm~2,植被覆盖度由20.20%上升到27.18%,拦蓄径流量增加了7 530 m~3,保土量增加了6.90×10~4 t。[结论]陕西省神榆矿区西湾露天煤矿通过实施水土保持方案设计的水土保持工程、植物等措施防护体系,取得了良好的治理效果和生态效应。