延庆县流域综合治理的成功经验与做法

八达岭古长城脚下的延庆县,总面积２０１０ｋｍ２,其中永定河水系妫水河流域的总面积为１０４９４１ｋｍ２,妫水河横贯延庆盆地直入北京重要水源之一的官厅水库,其特殊的地理位置决定了国土整治的重要意义。因此,永定河流域１９８３年被列为全国八片重点治理区。我...     

密云水库水源涵养林对水质的影响

 为给密云水库流域的水质保护规划和控制措施提供理论依据,以密云县北庄镇为试验区对水源涵养林进行调查,对地表水进行监测,分析水质中存在的主要问题及其产生的原因。自2000年密云水库流域开始实施“退耕还林”工程以来,森林面积不断增加,减少了由于农田施肥造成的非点源污染,使地表水水质的浑浊度和氨氮指标有所下降。以油松林和板栗林为例,对降雨流经森林生态系统各环节的水质进行监测、分析,说明密云水库流域水源涵养林与降雨之间的淋溶、交换、吸附等过程对降雨具有净化作用。     

北京山区栓皮栎水源涵养林空间结构特征研究

以地面三维激光扫描技术作为林分资源调查的手段,采用"多站式"扫描方法来获取栓皮栎水源涵养林标准地内林木树种、树高、胸高断面积等测树因子,应用传统林分结构因子配合混交度、大小比数等参数并结合点格局分析法研究了北京西山栓皮栎水源涵养林林分的空间结构特征。结果表明:(1)栓皮栎水源涵养林乔木层共由16个树种组成,群落垂直结构明显,呈现出典型的复层林结构特征;(2)栓皮栎水源涵养林林分平均混交度为0.32,处于弱度混交范畴;(3)栓皮栎、油松、槲树、刺槐种群在林分空间结构单元中以优势木、亚优势木和中庸木为主,分别占种群总株数的67%、51%、71%和57%,其他树种优势度不明显;(4)栓皮栎种群的空间点格局在所研究的尺度(30 m)上呈显著性聚集分布,在种群间的空间关联性上,栓皮栎种群和其主要伴生树种元宝枫种群在所研究的尺度上,二者之间关联性为显著性负关联,竞争激烈。     

红门川流域土地利用景观动态演变及驱动力分析

为探讨首都圈水源保护区土地利用景观演变过程及其驱动因素,以密云县红门川流域为研究对象,运用景观生态学、马尔科夫模型等方法研究流域景观动态演变,结合灰色 GM(1,1)预测模型、主成分分析等方法从社会经济、自然条件与区域政策、人口3方面探讨了流域景观变化驱动力.结果表明:1990-2005年间,水域面积迅速减少和居民与工矿用地持续增加是流域景观格局变化的最明显特征;流域景观破碎度增加,不同景观类型斑块分布趋于聚集,斑块形状趋于复杂化;预测2020年流域水域面积较1990年减少67.5%,水域减少会加剧流域用水矛盾;2020年流域森林覆被率降至73.81%,但仍满足以水源涵养为目标的适宜森林覆盖率要求;降水减少是流域水域面积变化的主要原因;区域政策是林地结构发生变化的根本原因;而人口因素则是导致居民与工矿用地面积增加,未利用地、水域等向耕地转化的主要驱动力.研究结果可为该区域土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

基于格网和物元模型的防护林质量评价

利用2006年度平通河流域ETM+卫星图片,结合该区域森林资源二类调查小班数据、林相图、1∶5万和1∶10万地形图,卫星图片解译后,将矢量文件转换成格网,选取林分结构因子、生产力因子和功能因子,采用物元分析法对每个格网进行了分级评价。结果表明:(1)平通河流域薪炭林面积占很大优势,面积为32 785.4 hm2,占总面积的42.45%;其次是水土保持林和水源涵养林,前者为18 441.86 hm2,占总面积的23.88%;后者为12 047.44 hm2,占总面积的15.60%。经济林面积较小,面积为4 217.3 hm2,仅占总面积的5.46%。(2)平通河流域防护林质量总体评价较差,以中等级所占比例最大(62.75%),其次是良好等级(21.21%);处于差等级的所占比例也占到13.96%;处于优等级的只占1.24%。     

北京西山侧柏水源涵养林空间结构特征研究

应用地面三维激光扫描技术,采用＂多站式＂扫描方法来获取侧柏水源涵养林标准地内的林木树种、树高、胸径、胸高断面积等测树因子,利用混交度、大小比数、角尺度3个指标分析了北京西山林区侧柏水源涵养林公顷级样地的空间结构特征。结果表明：（1）侧柏林乔木层共包括21个树种,物种丰富度较高。其中,侧柏种群在密度和断面积累积量方面占有明显优势,是乔木层的建群种和优势种;（2）整个侧柏林混交度较低,平均混交度0.261,属混交不良的范畴。其中,侧柏、刺槐、火炬树以零度、弱度混交为主,分别占种群总株数的85%、58%、57%,其他伴生树种以中度、强度和极强度为主;（3）侧柏、油松、栓皮栎、元宝枫、刺槐种群在空间结构单元中以优势木、亚优势木和中庸木为主,分别占种群总株数的57%、67%、89%、66%和71%,其他树种优势度不明显;（4）侧柏林林分平均角尺度为0.542（大于0.517）,说明该林分水平分布格局为聚集分布,但聚集程度较低。     

基于景观格局分析的兴国县土壤侵蚀演变研究

利用1958年、1975年、1982年和1996年的土壤侵蚀强度等级图,在GIS软件支持下生成土壤侵蚀强度栅格分类图。通过FRAGSTATS景观格局分析软件计算出了10多种景观类型参数,并从斑块类型水平和景观水平2个层次上定量地分析了兴国县土壤侵蚀的分布格局及其变化规律。结果表明:兴国县的土壤侵蚀状况从1958年到1996年已发生了明显的好转。此期间经历了两个明显的时期:即1958年到1975年的侵蚀加剧时期和1975年后的侵蚀减退期。到1996年,兴国县无明显侵蚀的面积已达到全县面积的74.6%,严重土壤侵蚀状况已基本得到了控制。     

苏州太湖流域2种水源涵养林空间结构特征与枯落物持水特性研究

为了解太湖流域水源涵养林林分空间结构与枯落物持水特性的关系,本文以太湖流域2种典型针阔混交林为对象,应用传统林分结构因子,配合4个林分结构参数进行比较,并分析2种林分下的枯落物持水特性。结果表明:冬青湿地松混交林的物种丰富度相对较高;冬青混交林空间结构稳定性高于栎树湿地松混交林;冬青湿地松林的枯落物层具更好的持水特性。水源涵养林的树种组成及林分空间结构对枯落物层的持水特性有一定影响。本研究可为今后城市水源涵养林的结构调整和森林水文循环机制的研究提供一定的科学依据。     

闽江流域不同植被类型水文效应的初步研究

本对闽江流域20个植被类型的水效率进行了测定，并从生态角度对这些类型进行了分析比较和研究。结果表明：天然阔叶林、柳杉林、格氏栲林、建柏林、杉木建柏混交林和马尾松林是水源涵养林和缓洪林的适宜林种。在该流域大力营造和合理配置这些林种，对改善流域的生态环境，保护和治理闽江，发展工农业生产，具有重要作用。闽江是我省最大的河流，主流长552公里，流经32个县、市，流域面积6．1万平方公里，约占全省土地总面积的一半。年迳流量达552．9亿立方米，是我省水利交通的命脉。近年来，由于该流域森林过伐，森林面积不断减少，林分质量不断下降，造成水土流失日趋严重，河川枯水位下降，枯水期延长，严重影响了工农业生产和航运事业。因此，从生态学角度了解闽江流域植被 的理水功能，为合理经营和营造闽江流域水源涵养林、缓洪林提供科学依据，是保护闽江发展我省经济的一项重要措施。     

水源涵养林林木耗水称重法试验研究

 为在水源涵养林林木培育中选择耗水量较低的树种,在北京密云水库水源涵养林集水区,采用小型蒸渗系统测定仪和TDR等仪器,用称重法研究了6个野外水源涵养林树种的耗水特性,对6个树种的日平均耗水进行了比较,对不同天气情况下各树种的耗水特性进行了比较。在正常水分条件下,各树种的日耗水量,从小到大依次为荆条(Vitexnegundovar.heterophylla)、油松(Pinustabulaeformis)、臭椿(Ailanthusaltissima)、侧柏(Platycladusorientalis)、杨树(Populussp)、刺槐(Robiniapseudoacacia);6年生荆条在7—9月份平均日耗水量为0.28kg,7年生油松在7—9月份平均日耗水量为0.57kg,3年生臭椿在7—9月份平均日耗水量为0.55kg,7年生侧柏在7—9月份平均日耗水量为0.7kg,3年生杨树在7—9月份平均日耗水量为0.77kg,5年生刺槐在7—9月份平均日耗水量为0.78kg。结果表明,荆条、臭椿和油松是耗水较少树种,适合在水源涵养林中应用。     

基于InVEST模型的伊洛河流域水源涵养能力评估

水源涵养是生态系统最重要的服务功能之一,黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要强调聚焦重点区域,恢复重要生态系统,对强化水源涵养能力提出了新的要求。收集并分析伊洛河流域1975-2019年的气象及下垫面资料,采用InVEST模型产水模块计算1975-2019年伊洛河流域每5年1期共9个时段的产水量,采用流速系数、土壤饱和导水率等对产水量进行修正,估算流域的水源涵养量,具体分析伊洛河流域降水、产水与水源涵养的特征及其相关关系。结果表明:1975-2019年,伊洛河流域多年平均水源涵养量为11.3 mm,多年平均产水量为143.2 mm,产水量及水源涵养量整体呈现先增后减的变化趋势,在1980-1984年达到峰值;流域水源涵养能力空间分布特征为上游植被丰富、土石山区水源涵养能力强,中下游相对较弱;对流域气象要素单相关及复相关分析,水源涵养能力与降水显著正相关,与参考作物蒸散发相关性不显著;流域内土地利用变化在一定程度上影响水源涵养能力空间分布,上游水源涵养高值区及退耕还林还草区受影响显著。研究结果可为相似流域水源涵养能力的评估提供参考。     

延庆县2006年水土保持监测效益分析

延庆县位于北京市西北部,分属于永定河流域,潮白河流域和北运河流域,有妫水河、白河两大干流,是北京市的生态屏障,是首都的重要水源地。由于地形破碎,地貌类型较为复杂,相对高差大,水土流失特别严重。通过遥感及建设径流小区、沟道卡口站等监测手段布设水土流失监测网点对全县范围内的降雨、径流、泥沙以及径流中的总磷、总氮、CODmn等进行观测分析,对水土保持治理效益进行分析,为更好地治理水土流失,保护水源,为经济发展服务,实现延庆县经济社会可持续发展。     

延庆县2006年水土保持监测效益分析

延庆县位于北京市西北部,分属于永定河流域,潮白河流域和北运河流域,有妫水河、白河两大干流,是北京市的生态屏障,是首都的重要水源地.由于地形破碎,地貌类型较为复杂,相对高差大,水土流失特别严重.通过遥感及建设径流小区、沟道卡口站等监测手段布设水土流失监测网点对全县范围内的降雨、径流、泥沙以及径流中的总磷、总氮、CODMn等进行观测分析,对水土保持治理效益进行分析,为更好地治理水土流失,保护水源,为经济发展服务,实现延庆县经济社会可持续发展.     

宁波市水土保持区划研究

宁波市的水土保持区划工作始于2000年.当时主要依据宁波市地形地貌特点的水土保持区划,已不能适应新时期水土保持工作的需求.为科学指导宁波市今后的水土保持工作,在全国水土保持三级区划的基础上,结合宁波市的自然条件、水土流失发生发展趋势和社会经济发展对水土保持的需求,有必要重新进行水土保持分区.作者采用叠图分析法,将全市划分为北部农田防护水质维护区、中部人居环境水质维护区、东南土壤保持水质维护区和西部水源涵养生态维护区等4个不同的水土保持分区.北部农田防护水质维护区,重点加强耕地、园地和林地等具有重要生态功能土地的保护,改善平原河网水质;中部人居环境水质维护区,重点加强城市开发建设中土石弃渣和泥浆处置的管理,构建生态走廊,改善人居环境和河湖水质;东南土壤保持水质维护区,重点改造治理低质林地,完善沿海防护林建设,对经济林园地实施保土耕作措施,提高土地利用综合效益;西部水源涵养生态维护区,重点采取封山育林措施,充分发挥植被拦截泥沙、调蓄径流、涵养水源和治理面源污染的能力.通过合理的区划,以期科学指导宁波市今后的水土保持工作.     

采用最优控制方法计算我国森林涵养水源的价格

 为了更好地对我国森林涵养水源的价值进行研究和管理,促进森林生态补偿的发展,在相关研究的基础上,根据经济控制理论的知识,采用最优控制方法,通过收集我国7大流域森林面积、降雨量、蒸发量、径流量和GDP等数据,建立7大流域森林涵养水源的价格核算模型。结果表明：我国最优森林涵养水源的价格为1.043元/m3;所建森林涵养水源的核算模型具有统计学意义,也具有经济学含义。研究结果对森林生态效益补偿和水资源管理具有指导意义。     

1959-2000年妫水河流域气候变化与水文响应分析

基于北京延庆县东大桥气象水文站观测的气温、降水和径流数据,采用Thornthwaite水文模型和Mann—Kendall突变与趋势检验法,对该站点所控制的部分妫水河流域的年平均气温和降水进行长期趋势检验和突变分析,同时对模型模拟的径流、蒸散量、土壤含水量进行长期趋势检验和突变分析。结果表明:1980—2000年与1959—1979年相比,研究区气温升高了2.45%,降水量减少了8.57%,地表径流减少了8.86%,实际蒸散量降低了8.54%,土壤含水量减少了76.95%。20世纪50年代以来,研究区一致表现为气温升高和降水减少。径流、实际蒸散量、土壤含水量也随之减少,并在1975年左右发生突变,整体表现出干旱化倾向。气候变化已经对区域水循环产生重要影响。     

沙质海岸5种植被类型土壤物理性状及其水源涵养功能

通过对沙质海岸5种植被类型的土壤物理性状和水源涵养功能的研究,结果表明:(1)混交林和草地的土壤物理性状及贮水能力明显优于纯林地的土壤物理性状;(2 ) 5种植被类型土壤的涵养水源能力大小依次为草地>黑松刺槐混交林>黑松纯林>柽柳林>刺槐纯林;表层土壤高于底层土壤;(3)各植被类型枯落物的饱和持水率在10 5 12 % 4 5 3 6 4 % ,水容量在4 5 833 17t/hm2 之间;刺槐纯林枯落物的水源涵养功能最大;(4) 5种植被类型的涵养水源量在14 76 6 6～1870 38t/hm2 之间。各植被类型的土壤蓄水量占总涵养水源量的98%以上     

对当代林业水土保持作用的几点认识

水土保持林不同于一般意义上的森林 ,其布局、配置、树种结构、经营及其发挥的水土保持能都具有本身的特殊性。水土保持林的效益主要取决于林地枯落物和林地土壤状况。对湖南、江西两省水土流失概况的调查结果表明 ,尽管森林覆被率高达 5 1 4%和 5 3 % ,林地中的水土流失仍十分明显。原因是目前的森林质量和功能都无法与具有水土保持功能的原始森林相比 ,其地表组成物质太少且单一 ,地面粗糙度低 ,起不到对地表径流的阻挡作用 ,致使地面径流汇流时间缩短 ,洪水下泄快并容易形成洪水叠加 ,导致洪涝灾害加剧。同时 ,应该承认森林效益具有迟效性 ,指望现代营造的、还不完全具备水土保持林功能的“假森林”在短期内发挥效益是不现实的。只有采取水土保持综合治理 ,才能有效地减少水土流失。     

长江上游森林涵养水源效益及其经济价值评估

 为丰富森林生态系统功能的价值量化研究,客观评价我国西南地区生态建设所取得的效益,以长江上游为对象,根据区域自然地理环境条件的差别,将其划分为暗针叶林、针阔混交林、阔叶林、经济林、竹林、灌木林6个自然地理类型区。利用区域降水量和产流特征参数,计算了长江上游森林涵养水源能力。采用水源调节“替代工程的影子价格”原理,计算了该地区森林生态系统的水源涵养经济价值。结果表明,长江上游地区森林生态系统的年水资源涵养量为1288.5亿m3,主要集中在高山峡谷森林区,涵养水源的年经济价值为431.6亿元。     

2000-2015年黄土高原生态系统水源涵养、土壤保持和NPP服务的时空分布与权衡/协同关系

生态系统服务评估决定区域可持续发展,对人类福祉至关重要。以黄土高原为研究区域,基于CASA、InVEST和RUSLE模型,结合土地利用类型、归一化植被指数、气象等数据,分析了2000年、2005年、2010年和2015年的NPP、土壤保持和水源涵养3项关键生态系统服务的时空分布特征,识别了3种生态系统服务的热点区,并基于相关系数法分析了黄土高原地区和不同气候区(干旱气候区、半干旱气候区、高原气候区、半湿润气候区)不同生态系统服务间的权衡/协同关系。结果表明:(1)2000—2015年,黄土高原地区的土地利用类型变化剧烈,其中林地(2.8%)和建设用地(43.1%)显著增加,耕地(-2.7%)明显减少;(2)2000—2015年,净初级生产力(NPP)、产水量和土壤保持均呈现增长趋势,分别增加14.1%,5.3%和101.3%;(3)黄土高原的4类热点区(非热点区、一类热点区、二类热点区、三类热点区)所占面积变化不显著,分布具有明显的地带性,从西北到东南依次为非热点区、一类热点区、二类热点区和三类热点区;(4)在整个黄土高原地区,土壤保持与NPP、水源涵养之间为协同关系,NPP与水源涵养为权衡关系;在4个气候区,NPP与土壤保持之间的权衡/协同关系与黄土高原地区一致,但土壤保持和水源涵养在半干旱气候区和半湿润气候区呈权衡关系,NPP与水源涵养在高原气候区和半湿润气候区为协同关系。为促进区域生态系统可持续管理,应在土地规划过程中考虑生态系统服务之间的相互关系,尽可能减少权衡,增加协同。