黄河下游地区水土保持植被建设调研与建议

黄河下游地区水土保持植被建设,从树种运用上来看,"杨柳榆槐椿,楸构梓两桐"已成为黄河下游地区"四旁"植树、护路护岸护滩的当家树种;从草种选择运用上来看,除饲草用途外,边坡绿化、湿地保护中草本植物的利用率逐渐增加,效果越来越好。多年来,黄河下游地区在开展水土保持植被建设中,边探索边治理,逐渐积累了一套较为成功的做法。遵照习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上对黄河下游生态环境建设保护作出的指示精神,在黄河下游河南、山东两省范围内河道两侧开展高效水土保持植物资源建设与开发,可充分发挥其对自然生态环境和农业生产条件的独特改善作用,推动黄河下游两岸人民奔小康步伐,促进这一地区人与自然和谐相处,国民经济持续、稳定、健康发展。     

黄淮海平原水量变化对农业生产力的影响及对策

研究分析了黄淮海平原引黄灌溉的时空分布与增产效益,1990-1995年黄河下游引黄水量为107.8亿m^3,1992-1996年引黄灌溉的增产效益粮食为2650kg/hm^2,棉花为558kg/hm^2,并简析了黄河断流的频率及其影响。1990-1998年洛口站累计断流天数为392d,利津站累计断流天数为859d。提出了水资源私有制地区农业水分管理对策,其中包括不同供水方案对农业生产的影响=粮食生产布局的区域调整与农业水分管理的开源节流措施。     

南水北调西线工程生态环境效应预测研究

南水北调西线工程调水区地貌类型复杂,气候多变,生物种类繁多,平均森林覆盖率55.8%,水源充足,土地资源丰富;受水区植被稀疏,森林覆盖率低,水资源贫乏,水土流失严重。工程实施后对调水区植被和野生动物的影响不大,有利于水生底栖生物和非回游性鱼类的繁衍,但不利于洄游性鱼类的繁衍。工程实施后,用于受水区农、林、牧方面的灌溉水量占总调水量的55%,可有效地增加植被、控制水土流失、遏制土壤沙漠化;能够缓解黄河水资源的供需矛盾,改善黄河水质;还可以增加黄河下游河道的冲刷,减少泥沙淤积,有利于黄河下游河道的稳定。     

黄河下游河道主槽淤积物粒径变化分析

利用1999年黄河下游河道汛前深层(河南段为11 m,山东段为10 m)钻孔淤积物取样资料和2000年以来汛前钻孔取样资料,对黄河下游河道主槽淤积物粒径变化情况进行的分析表明:1960年以前在无三门峡水库影响的“天然”水沙状态下,黄河下游河道主槽淤积物中粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量为50.7%;1960~1999年河道主槽淤积物中粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量为20.4%,比1960年以前少30.3个百分点;小浪底水库运用初期,下泄的大多为低含沙水流和细泥沙,特别是经过3次调水调沙试验,加剧了河道冲刷,主槽床沙逐渐粗化,粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量有向50%靠近的趋势。     

在日本关于河道整治工程对植被演替影响的研究

日本建设省四国山地砂防工程事务所小山内信智先生通过航片判读和实地调查总结出河道整治工程对植被的演变具有明显诱导作用的结论。施工初期浅滩几乎是裸地 ,10a后 ,在护岸工程 (翼墙 )背面和护岸附近比较稳定的地段自然地形成了木本植物群落。由于护岸工程的布设和洪水影响。河道植被也发生了长期或者短期的变化。河道固定化 ,滩涂有植物演替。低水护岸工程阻断水与植被之间的联系 ,使植被向旱生植物群落演替。但浅滩植被有被高水位淹没现象。因此 ,在探讨河道内的植被保护问题上 ,建议尽量不采用低水位控制 ,若必须采用 ,河道的设计宽度要超过最高水位宽度 ,这样有利于河道内植被的多样性     

试论黄土地区水土保持的战略问题

黄河是我国著名的害河。河害的根源是由于黄土高原的水土流失,而水土流失的根源又在于黄土高原土地利用的不合理。长期不合理的土地利用,任意掠夺土地资源,滥垦、滥牧、滥樵、滥采、滥伐成风,固砂、保土植被被彻底破坏,非但加速了水土流失、土地沙化和沙漠化扩展,而且地面又被割切得支离破碎,土壤透水性能严重破坏。这样就不断削弱其保蓄降水和调节地面径流的作用,促使旱涝日趋严重,河流暴涨暴落。祸害下游。有史以来,黄土高原大量肥沃土壤都是凭山洪暴发的形式注入黄河,而黄河又一直是靠频繁的决口改道来维持泥沙冲淤平衡,这给黄淮海平原的人民带来巨大的灾难和长期的痛苦。历史记     

塔里木河下游生态环境对输水的积极响应

塔里木河下游是我国西部生态与环境问题最为突出的地区.由于人类不合理的资源开发,导致该地区生态问题日益突出.本文结合塔里木河下游5次生态输水,通过3年对输水后生态环境变化的监测,就塔里木河下游生态环境对输水的积极响应进行了分析.结果显示:(1)生态输水后地下水位在时间上和空间上各有其变化规律,在时间上近河道水位响应快,远河道水位响应慢.在空间上距河道不同距离和不同河段上地下水上升的幅度不同.(2)输水后天然植被的响应主要表现在植被种类和植被盖度的增加上;(3)鉴于输水后生态响应的范围仍然较小,因此输水工程还应该继续进行并适当调整输水的方式.     

黄河下游汛期输沙效率和排沙比阶段性变化及其主控因素分析

为了揭示黄河下游河道泥沙冲淤变化趋势及其主要影响因素,以黄河下游花园口站和利津站1960年以来的实测水沙数据为基础,利用双累积曲线方法分析了汛期断面水沙关系的阶段性变化特征,进而利用线性回归分析法获得了各阶段汛期断面径流输沙效率和汛期河段排沙比数值。结果表明:自1960年以来黄河下游汛期断面径流输沙效率明显存在着大小交替的5个不同变化阶段(1960—1965年、1966—1981年、1982—1987年、1988—1999年、2000—2015年),花园口和利津断面汛期的平均径流输沙效率值在这5个时期分别为2.1,4.3,2.6,4.1,0.8 t/100 m~3,而同期花园口至利津河段的排沙比分别为1.34,0.78,1.01,0.62,1.48。汛期河道断面输沙效率和河段排沙比交替性阶段变化揭示了该河段河道冲淤演变的本质特征。黄河流域的气候变化和水土保持措施仅会引起产水产沙量的变化,对黄河下游汛期输沙效率和排沙比影响有限,而不同时期黄河主河道大型水库的建成及其运行方式,则是其变化的主控因素。此外,1988—1999年中上游淤地坝的自然毁损对黄河下游同期的输沙效率和排沙比的变化影响显著。     

黄河生态系统特征及生态保护目标识别

根据黄河流域生态和环境状况,对黄河流域进行了生态分区,并阐述了各生态区的特征。在黄河河道湿地研究和黄河水体内顶级物种(鱼类)的调查分析基础上,确定了黄河不同类型生态保护区的生态保护目标:从流域角度而言,黄河上游的主要生态保护目标是植被和水源涵养林;中游应以水土保持为主,主要是恢复和保护植被;下游以保护湿地类型和维持湿地面积为重点,保护生物多样性和重要鸟类资源。黄河水生态系统中的主要保护物种应是珍贵经济鱼类北方铜鱼、河口洄游鱼类刀鱼、鲤鱼等,主要保护的生态区包括库区湿地、河口湿地、河道湿地以及景观娱乐水域等。     

水库运行对下游河道最小生态径流影响的定量评价分析

应用逐月最小生态径流法对河道最小生态径流进行计算,并结合生态径流破坏率指标定量分析辽宁东部某水库不同来水年对下游河道生态的影响。研究结果表明:在丰水年以及平水年份,水库运行对下游河道最小生态径流破坏率较小,生态径流破坏率分别为2.1%~15.3%及4.3%~19.6%;在偏枯和枯水年,水库蓄水运行对下游河道最小生态径流存在一定影响,生态径流破坏率分别为8.5%~32.5%和10.4%~39.8%。水库调蓄可降低对下游河道最小生态径流的破坏。研究成果对于水库运行对下游河道生态径流影响的定量评估提供参考。     

黄淮南片粮仓现代农业发展战略

皖北、苏北、鲁西南和豫东南的4省交界地区,有以淮北平原为主的砂姜黑土、黄泛区为主的风沙盐碱地等易旱易涝中低产田面积400万hm~2以上,虽然处于南北过渡带的黄淮南片,温热降水等自然资源条件较好,但因地理偏远、交通不便,科技文化和社会经济发展相对落后,农业高产潜力还未发挥。加快黄淮南片中低产田改造,建设黄淮南片第二粮仓,可以新增粮食50亿kg,在区域现代农业发展和保障我国粮食安全中具有重要作用。根据气候变暖和绿色提质增产增效的现代农业发展态势,提出以下黄淮南片粮仓现代农业发展战略:在种植业方面,第1是培育抗赤霉病的小麦品种,利用综合防治措施减轻小麦赤霉病的危害;第2是培育耐旱耐涝、脱水快适合机械化粒收的玉米新品种并快速示范推广;第3是扩大吨粮田建设,确保黄淮南片和国家粮食安全。在区域治理方面,重点改造淮北砂姜黑土、黄泛区的风沙盐碱地等易旱易涝区的中低产田,加强农田排灌系统基础投入,建设旱涝保收、林网路、渠井电配套的高标准农田。在现代科技装备方面,要加大农机补贴,增加大中型农机的数量,加强深翻深松农机的示范推广,普及农作全程机械化。在绿色提质增效方面,积极推行化肥农药减施,扩大环境友好型的绿色生物肥料制剂等应用,加强秸秆还田和生物资源等循环高效利用。在科技教育方面,要扩大职业教育规模,培养知识农民,专业服务工人,打造社会化服务的专业队伍。在区域经济发展方面,在皖北做强做大粮食品牌化生产,在苏北做大粮食规模化生产和培育现代新型产业,在鲁西南做好农林牧协同高效发展,在豫东南打造中国食品深加工的旗舰。在农业信息化建设方面,加大"互联网+"农业的普及,带动订单农业、外销农业、观光农业等的快速发展。建议国家及早启动黄淮南片第二粮仓重点科技专项,将黄淮南片粮食主产区和经济塌陷区建设成为国家主体粮仓和农业经济新兴区及环境优美的可持续发展区。     

基于气候带与农业区划的农田生态系统服务权衡及驱动机制

农田生态系统作为重要的陆地生态系统之一，不同气候带与农业区的农田生态系统服务权衡关系与机理尚不明确。该研究定量分析了1990-2019年典型区域淮河流域农田生态系统关键服务食物供给与土壤保持的权衡强度，运用地理探测器方法揭示了不同气候带与农业区划下农田生态系统服务权衡关系的驱动机制，完善与细化了农田生态系统服务权衡机理，为推进淮河流域不同气候区和农业区的粮食安全和生态安全协同和精准施策提供科学依据。结果表明：1）淮河流域食物供给服务总体呈现增长趋势，黄淮海平原食物供给增长幅度显著高于长江中下游。土壤保持服务分区差异较大，在气候带上表现为亚热带增长趋势快于暖温带，在农业区划上表现为长江中下游增长趋势快于黄淮海平原，但黄淮海平原土壤保持平均值高于长江中下游。2）淮河流域农田食物供给与土壤保持两种服务间的权衡关系存在时空分异性，总体呈现加剧态势，权衡强度表现为暖温带长江中下游农业区>亚热带农业区>暖温带黄淮海平原农业区。3）淮河流域农田生态系统食物供给与土壤保持间的权衡关系受自然因素和人为因素共同作用，人为因素尤其是化肥施用量显著增强了食物供给与土壤保持间的权衡；在不同气候带与农业区，气候因素和地形因素对权衡关系的影响差异显著，其中，暖温带黄淮海平原农业区受地形因素和年均温的影响显著，而其他农业区年降水量的作用更明显。4）粮食主产区耕地利用与保护政策制定应充分考虑农田生态系统供给服务（粮食生产）和支持服务（土壤保持）的权衡关系在不同气候带和农业区划作用机制的时空差异性，同时要考虑驱动因素的普遍性与差异性，减少人为因素的普遍影响，并结合不同区域自然因素及与人为因素的交互影响分区施策。     

中国农业生产水环境承载力及污染风险评价

[目的]对我国各区域农业生产水环境承载能力和污染风险进行评价,以期实现水环境承载力的可控和生态环境的平衡,为合理规划农业生产密度与区域布局、实现农业可持续发展提供参考和意见。[方法]利用2006—2014年中国7大农区24个省份的统计数据,采用过剩氮和水盈余方法测算农业生产水环境承载力。[结果]中国农业生产水环境负荷警报值不断向污染威胁临界值靠近,辽宁、河南、河北、山东、江苏和宁夏6个地区的污染风险最为严重。[结论]污染风险严重的地区应强制实行农业生产总量控制与污染消减措施;东北平原、长江流域和华南基本不存在污染风险,可适当扩大农业生产规模;河套灌区和汾渭平原污染风险较低,应结合地区产业发展特色,重点加强污染物消减措施。     

影响历史黄河水患因素的综合分析

根据历史记载和灾害系统分析方法,认为黄河自东汉以来确实存在相对稳定的时期。黄河水患较低是多种因素综合作用的结果,其主要原因包括3个方面:(1)由气候原因导致的黄河下游来水量的减少和由于黄土高原地区土地利用方式由农转牧导致的水土流失的减少,进而使黄河下游河水含沙量的减少,河道淤积速率低。(2)王景治理黄河和黄河下游大量湖泊沼泽的存在大大提高了黄河下游地区的防洪能力。(3)由战乱导致的华北平原人口稀疏,经济发展的脆弱性低。     

基于空间平滑法的旱作区粮食产量时空变化与影响因素研究

在中国北方水资源约束愈发严峻的情境下,旱作区粮食产量格局及其驱动因素研究具有重要的现实意义。以1995—2015年县域粮食统计数据为基础,结合土地利用栅格数据等资料,应用空间平滑法,对东北及华北平原旱作区粮食产量的空间格局与演化过程进行了研究。在此基础上,分析了不同农业区影响粮食产量的自然及社会经济驱动因素。结果发现:1)近20a东北-华北平原旱作区粮食产量整体稳步提高,高产区范围逐渐扩大,具有明显的空间集聚特征,且华北平原旱作区粮食总产高于东北平原旱作区;2)粮食产量增速以中速增产为主,其次依次为慢速增产、高速增产、绝对减产,且东北平原旱作区粮食增产速率高于华北平原旱作区;3)东北平原旱作区粮食单产整体高于华北平原旱作区,且经过空间平滑处理后粮食单产栅格像元频率分布基本呈高斯分布,与客观规律相契合;而随着时间演替,直方图像元的峰值逐渐右移,且单产栅格呈逐渐分散的趋势,表明耕地生产力水平整体提升的同时差距也随之扩大;4)自然因素中的年均气温与燕山-太行山山麓平原农业区的粮食单产的相关性最高,年降水量及汇流能力与冀鲁豫低洼平原农业区的粮食单产的相关性最高,土壤类型与松嫩-三江平原农业区的粮食单产的相关性最高;5)粮食单产与社会经济因素的分析结果表明,粮食生产由劳动密集型逐渐向技术密集型方向转变,农业机械化的投入对研究区特别是东北平原旱作区的贡献尤为明显,化肥投入对研究区粮食增产始终发挥着巨大作用,而灌溉条件对于华北平原旱作区粮食生产的保障起到重要作用。研究结果可为粮食产量时空格局研究的方法创新方面有所裨益,并对不同农业区保持高产、稳产及耕地保育等方面提供参考。     

我国五大粮食主产区农业干旱态势综合研究

受气候变化影响,我国干旱灾害加剧,威胁国家粮食安全。对农业干旱态势进行综合评价分析,有助于清楚地掌握我国农业受旱程度的空间分布及区域差异。为评价我国五大粮食主产区农业干旱综合态势,本文提出了"作物干旱综合指数"概念及其计算方法。根据全国1982—2011年的日值气象数据及主要农作物分布数据,首先计算了不同作物水分敏感期的作物干燥度,进而采用面积加权综合法计算作物干旱综合指数,分别分析了各粮食主产区的作物受旱情况和综合农业干旱态势。结果表明:三江平原和松嫩平原农业干旱综合态势较为严峻,且三江平原的春小麦以及松嫩平原春小麦、玉米、水稻的受旱程度均不容忽视。黄淮海平原农业干旱态势为5区中最严重,特别是冬小麦旱情最重,一季稻及玉米以轻度和中度旱情为主。长江中游及江淮地区农业干旱综合态势以轻度干旱为主,冬小麦、早稻和晚稻种植区均呈现不同程度旱情,以中度及其以下为主,晚稻受旱较为明显。四川盆地农业综合旱情为5区中最轻,各作物中一季稻和玉米旱情较轻,而冬小麦种植区旱情相对比较严重。     

基于人地关系的黄淮海平原土地整治策略

为了整体优化土地利用,解决当前土地供需矛盾,该文基于人类活动和土地利用环境两个子系统,从人口分布、人口迁移、生产环境、生计环境、生活环境、生态环境6个方面构建人地关系综合评价指标体系,利用熵值法确定权重并计算出各县域综合评价分值,采用人地协调发展度模型测算各县市区人类活动与土地利用环境的协调发展度,根据测算结果将黄淮海平原划分为4种整治类型。研究表明,将人地协调发展度＞0.60～0.80的县市区划分为良好协调发展类,即优化整治型;人地协调发展度＞0.40～0.60的县市区划为勉强协调发展类,即优先整治型;人地协调发展度＞0.20～0.40的县市区划为轻度失调衰退类,即重点整治型;人地协调发展度0～0.20的县市区划为重度失调衰退类,即适度整治型。同时结合区域人地系统协调发展现状和土地综合整治内涵提出与各类型对应的整治策略。研究结果符合实际,为黄淮海平原制定土地整治规划提供科学决策依据。     

黄淮海平原典型区冬小麦水分胁迫规律与灌溉策略

黄淮海平原区是中国主要的水分亏缺区,进行合理的灌溉,充分提高水分利用效率是近些年该地区农业研究的重要课题。该文利用环境政策综合气候模型（environmental policy integrated climate,EPIC）,通过模拟黄淮海平原典型区河北沧州地区冬小麦在3种灌溉情景下的生长过程探索合理的灌溉策略。首先通过雨养（无灌溉）情景模拟,分析在当地气候条件下冬小麦生长期内水分胁迫的变化规律,然后通过自动灌溉,调整单次灌溉最大量来分析产量、水分利用效率的变化规律,并根据灌溉实施过程探索合理的人工灌溉方式进行手动灌溉模拟。研究发现：该地区冬小麦在生长期内缺水严重,存在4个主要的水分胁迫期,分别位于分蘖期、返青期、拔节期和灌浆期;通过分析自动灌溉结果,冬小麦在播种期需灌溉10 mm,分蘖期40 mm,返青期35 mm,拔节期35 mm,灌浆期10 mm,能在提高产量的同时保证水分利用效率在一个较高的水平;试验证明,利用EPIC模型可较好地进行作物的水分胁迫与灌溉策略研究。     

黄淮海平原旱作农田土壤有机质含量的空间分异特征

基于空间自相关理论,探讨黄淮海平原旱作农田土壤有机质含量的空间分布结构,以及有机质与土壤黏粒含量和容重的空间相关关系。结果表明：黄淮海旱作农田土壤不同土层有机质含量区域均值分别为20.11±6.46(0～10 cm),14.76±5.11(10～20 cm),9.96±4.14(20～30 cm),8.03±3.45(30～40 cm)g·kg^-1,分别处在三级至五级水平;0～20 cm各土层中,高值区域主要分布在太行山山前平原、山东引黄灌区等传统农业生产地带,以及河南南部和安徽北部的砂姜黑土区。随着土层深度的增加,有机质含量的空间分布结构趋于明显,10～40 cm各土层中,河北平原和鲁西北地区呈现LL(低-低)/HL(高-低)型分布特征;河南和安徽地区主要为HH(高-高)/LH(低-高)型,但不同土层的具体分布差异较大。有机质含量与黏粒含量之间存在显著的数理相关关系,与容重之间关系并不明显;有机质/黏粒含量和有机质/容重的双变量局部空间自相关类型中,LL/HL型主要分布在河北平原和鲁西北地区,其中HL型在0～20cm各土层中集中分布在太行山山前平原和山东引黄灌区...     

气候变化背景下华北平原冬小麦冬前生育期与节气对应及偏移分析

利用华北平原冬小麦种植区55个气象站点1961-2017年逐日地面观测资料,借助寿星公式,以气候倾向率的方法,选取冬小麦越冬期所需积温为指标,分析了冬小麦越冬期、播种期所在的节气时空分布和变化特征,并对冬小麦相关农事活动与节气的对应及偏移进行探讨。结果表明,近57a华北地区冬小麦越冬期推迟约3.7d,推迟趋势显著（P<0.05）。华北平原冬小麦播种期所在的节气由北向南逐渐推迟,与P1时段（1961-1990年）相比,P2时段（1991-2017年）冬小麦播种期界限显著北移。气候变化背景下华北平原冬小麦农事活动与二十四节气出现了一定的偏差,部分地区以前指导农事活动的谚语已不再完全适用,如山东省中部地区冬小麦最适播种期终止日由秋分节气的第3候推迟至寒露节气的第1候;河南省北部部分地区最晚播种期由寒露节气的第3候推迟至霜降节气的第1候。通过研究二十四节气与冬小麦播种期的对应关系来调整农事活动,未来还需考虑冬小麦生育期内对应节气的光、水等自然因素和农艺措施等人为因素的影响,科学指导农业生产以适应气候变化。