基于“4R”技术的紫色丘陵区农业面源污染防治体系

紫色丘陵区坡耕地是长江中上游地区水土流失最为严重的土地利用类型,它是三峡库区最主要的农业面源污染来源。基于农村面源污染治理的"4R"理论,系统总结了紫色丘陵区农业面源污染防治的技术体系。"4R"技术包括源头减量、过程阻断、养分再利用及生态修复。源头减量技术是农业面源防治最优对策,包括平衡施肥、氮肥运筹优化等减少肥料用量技术与节水灌溉、保水抗旱保护性耕作等减少排水量技术;过程阻断技术包括坡地农林复合经营系统、生物篱技术等农田内部的拦截技术和人工湿地塘、生态拦截沟渠等面源污染物离开农田后拦截技术;循环利用技术主要包括秸秆直接或间接还田技术,畜禽粪便农肥化技术,基于稻田湿地生活污水工程尾水净化技术等;生态修复技术包括水体修复的生态浮床技术及水生植物恢复技术等,河岸带修复的生态护坡技术及生物隔离技术等。该研究可为紫色丘陵区农业面源污染防治提供技术支持。     

黄土丘陵区生态修复项目实施效果分析与思考

分析宁夏彭阳县生态修复项目的实施效果,认为黄土丘陵区利用自然的自我恢复能力,恢复植被效果良好,植被恢复的目标应为当地潜在的植物群落;小面积的高效开发是大面积封育保护的基础,实践证明畜牧产业化开发应是该区域发展的方向;搞好项目后期管理是生态修复成功的关键,宣传教育人们树立良好的生态意识是解决环境问题的长久之计.     

浙江省水土保持生态修复分区与重点探讨

浙江省具有良好的实施水土保持生态修复的自然条件和社会经济条件。根据地形地貌、年降水量和人口密度,将全省划分为浙西、浙南、浙中山地丘陵区、浙北平原区和浙东沿海平原及岛屿区三个水土保持生态修复分区,并提出了各分区生态修复的重点。     

宁夏南部山区生态修复工程建设初探

宁夏南部彭阳县地处半干旱气候带的黄土高原丘陵区 ,属于典型的草原过渡带 ,该区气象、土壤、植被条件适宜进行生态修复。从生态修复的理论出发 ,因地制宜 ,科学规划 ,最优化各项措施和资源的配置布局 ,封禁与治理相结合 ,全方位多措施节节布防 ,采取积极合理的实施办法 ,加快修复工作的进程。彭阳县实施生态修复的实践表明 ,开展生态修复工程是促进宁夏社会经济可持续发展的有效措施。     

黄土丘陵区生态修复项目实施效果分析与思考

分析了宁夏彭阳县生态修复项目的实施效果,认为黄土丘陵区利用自然的自我恢复能力,恢复植被效果良好,植被恢复的目标应为当地潜在的植物群落;小面积的高效开发是大面积封育保护的基础,实践证明畜牧产业化开发应是该区域发展的方向;搞好项目后期管理是生态修复成功的关键,宣传教育人们树立良好的生态意识是解决环境问题的长久之计。     

干热河谷生态修复模式及其效应——以中国科学院东川泥石流观测研究站为例

 金沙江干热河谷水土流失严重,滑坡、泥石流等山地灾害强烈,生态环境十分脆弱。以中国科学院东川泥石流观测研究站为研究区,根据立地条件和植物生物学特性,提出了荒坡地乔灌草恢复性生态修复模式和坡耕地农、林、牧开发性生态修复模式,并对生态修复效应进行了监测和调查。结果表明:通过生态修复,林草地地表径流量降为裸地的14.9%,泥沙流失量降为裸地的6.4%;修复灌草地稳渗率为0.58mm/min,裸地稳渗率为修复灌草地的62%,退化灌草丛地为修复灌草地的84%;植物品种由10余种发展到30多种,土壤种子库密度由300余粒/m2增加到1217～1450粒/m2,动物种类增加10多种;坡耕地产量从750～1500kg/hm2增加到4500～6000kg/hm2,人均年经济收入从200元增加到800～1000元。     

赣榆县横山生态修复试验区监测成果及分析

经过3年的生态修复,赣榆县横山生态修复试验区内植物种群逐步增加,植被覆盖度逐年提高,植物群落呈现多样性、稳定性发展趋势;人工幼林长势良好;水土流失得到有效控制。     

南方红壤丘陵区耕地生态问题识别与修复分区

农业空间生态修复是国土空间生态修复的重要内容之一,耕地作为农业空间的重要载体,精准识别耕地生态问题并对其系统分区,是新时期耕地高质量发展与科学高效开展国土空间生态修复的重要前提。该研究以南方红壤低山丘陵区耕地生态修复为研究对象,以江西省为例,针对国土空间规划中耕地生态修复的景观连通性、矿山生态负面影响,恢复退化土地生态功能和农业开发对生态空间胁迫程度四大方面,识别了江西省耕地的破碎化、矿山损毁、水土流失以及与生态用地冲突四大生态问题,采用基于修正的通用水土流失方程（RUSLE）模型、景观指数、土地利用转移矩阵和GIS空间分析等方法对各生态问题的指标程度进行定量化分析;基于组合权重构建了生态修复综合指数,依据流域、主要生态问题与修复程度分区方法,对全省耕地生态修复进行了综合分区。结果表明：1）2000-2018年间,江西省耕地水土流失主要以轻度侵蚀为主,水土流失总面积减少50.98%,赣江上游流域和鄱阳湖环湖区等水土流失现象加重;耕地斑块密度、破碎度趋于增加,聚集度趋于离散;耕地占用林地、水域与湿地等生态用地面积共计739.15 km2;建材及砖瓦黏土类和稀有稀土金属等废弃矿山累计破坏耕地的面积为13.18 km2。2）江西省耕地生态修复综合指数空间差异化明显,按照划分标准,将江西省共划分为8个流域大区,38个小区,包括水土保持重点修复、矿山生态重点修复、生态用地重点修复和耕地连通重点提升四个方向的修复内容。研究可为国土空间规划中农业空间的耕地高质量发展提供方法支撑,为江西省农业空间生态修复布局提供科学依据。     

辽西土石质低山区不同土地利用类型土壤侵蚀特征研究

以辽西地区阜新县国华乡二道岭村的二道岭小流域7种土地利用类型为研究对象,通过布设自然坡面径流小区、分析小区径流泥沙观测数据、建立数学模型,探索了辽西土石质低山区坡地产流与侵蚀产沙的特征。研究表明:径流量与侵蚀量有着较好的相关性,二者呈对数函数关系;各种水保措施保土率的排序为水平坑(95.16%)>水平梯田(87.11%)>地埂植物带(83.99%)>横垄耕作(40.23%)>生态修复(29.07%)>顺垄耕作(18.22%)。辽西土石质低山丘陵区5°~15°的坡耕地应以修筑水平坑和水平梯田为主,人少地多、自然条件差的山区应以生态修复为主。     

退耕还林工程对米脂县农业生态经济演替过程的影响

"退耕还林工程"对区域农业生态经济系统演替过程产生了重要影响.通过对高人口密度区的米脂县退耕还林工程实施效果的分析,发现米脂县实施退耕还林工程10 a来,植被恢复明显,森林覆盖率较退耕前提高了13.85%;水土流失得到了有效治理,水土流失治理程度较退耕前提高了12. 73%;农民收人增加,思想观念、生产生活方式变化显著,区域产业结构优化,取得了明显的生态效益、经济效益和社会效益.这一实施效果也证明黄土丘陵区可以实现生态与经济的协调发展.     

金沙江上游滇西北高原水土保持生态修复效果

 通过对金沙江上游滇西北高原植物群落调查、土壤理化分析、径流小区观测,对陆生生态系统的退化模式和生态修复效果进行研究。结果表明:人为干扰形成的退化生态系统通过人为诱导修复,可在较短时间内形成功能较完善的人工生态系统。灌丛、次生林、人工混交林都已经形成明显的立体垂直结构,并有正向演替趋势。荒草丛、灌丛、人工混交林和次生林的Shannon-Wiener多样性指数分别为2．29、2．58、2．04和2．03,对应的Pielou均匀度指数分别为0．80、0．81、0．67和0．65。灌丛的土壤理化效应最佳,其0～30cm土层土壤总孔隙度分别比坡耕地、荒草丛、天然次生林、人工混交林高8．7％、24．7％、45．9％和14．3％,有机质含量分别高19．3％、15．9％、276．8％和50．9％。天然次生林由于本底立地条件差,理化性能赶不上其他类型。人工幼林和天然次生林有较好的减轻土壤流失的作用,分别比坡耕地减少土壤侵蚀量38．0％和52．3％,比荒草坡减少土壤侵蚀量25．0％和42．3％。     

岷江上游土壤侵蚀时空演变特征及其成因分析

为研究岷江上游流域土壤侵蚀动态变化情况,使用通用土壤流失方程(USLE)和统计学、空间分析等方法探讨了该区域2001—2017年土壤侵蚀时空演变特征及其成因。结果表明：(1)岷江上游流域土壤侵蚀主要发生在西部、西南部、东北部和东南部。(2)土壤侵蚀模数显著减小区域主要分布在流域西部和西南部,从地形、降水和土地利用看,主要分布于海拔2 500～5 000 m、坡度大于15°、年均降水量800～1 200 mm的区域和林地侵蚀区。土壤侵蚀显著增加区域主要分布在北部和东南部,其中以中山、亚高山区域和年均降水量400～800 mm的干旱河谷区域为主。(3)土壤侵蚀状况与海拔、坡度、年降水量和植被类型在空间上呈显著正相关关系(p<0.05),随着海拔、坡度、年降水量增加,土壤侵蚀现象越明显。(4)未利用地、草地和林地土壤侵蚀较明显,侵蚀占比(轻度及以上侵蚀面积占该类型的比例)分别为87.11%,39.75%和9.49%。(5)不同类型林地侵蚀占比由大到小为疏林地(15.04%)>针叶林(13.50%)>混交林(4.41%)>阔叶林(0.97%)。林地土壤侵蚀主要受降水和植...     

陡坡林地加速侵蚀的水动力学及能耗机制研究

利用野外原位模拟降雨试验,对陡坡林地加速侵蚀下的薄层水流水力学参数和能耗特征进行了研究。结果表明,林地原状延缓径流作用显著,流速维持在0.05～0.09m/s,加速侵蚀后流速均增加,且自上坡面至下坡面有增大的趋势。原状林地处理的雷诺数(Re)为160.8,属于层流;加速侵蚀后坡面Re显著增加,处于层流与紊流之间的过渡流状态。与原状相比,去除枯枝落叶层和除地上部分处理的Re分别增加了114.9%～245.1%和322.2%～1 012.9%,阻力系数(f)分别减少了5.2%～90.6%和42.6%～270.3%;除枯枝落叶层处理的中下段和下段弗汝德数(Fr)均大于1,为急流,坡上和中上段Fr均小于1,为缓流。翻耕处理的径流流速减缓,Re减小;Fr在坡中上、中下段、下段增加了181.6%～72.3%,f减少了41.3%～66.8%,坡上Fr减少了67.3%,但f表现为增加。在降雨初期动能较低,随降雨历时增加呈缓慢上升,最后趋于稳定,且径流势能远大于径流动能。坡面除枯枝落叶层、除地上部分和翻耕加速侵蚀后,坡面能耗增大,侵蚀量与能耗相关性较好。     

子午岭地区林地破坏加速侵蚀对土壤养分流失和微生物的影响研究

以浅沟集水区为研究对象,分析了子午岭地区林地被开垦破坏15年后裸露地在不同侵蚀强度和侵蚀方式下的土壤养分流失和土壤微生物数量的变化。结果表明,林地开垦破坏后,土壤侵蚀加剧发展,侵蚀强度达159.7t/(hm2a),是林地土壤侵蚀量的上千倍。开垦破坏15年后,裸露地浅沟集水区不同地形部位表层土壤全氮、有机碳、速效磷和土壤微生物总数显著减少,同林地相比,依次分别减少37.9%～82.6%、42.7%～86.4%、24.2%～80.3%和31.8%～92.0%。在裸露地浅沟集水区梁坡随坡长的增加,表层土壤有机碳、全氮和速效磷含量及微生物总数呈显著的下降趋势,且沟槽的土壤各养分含量及微生物总数明显低于沟间。裸露地浅沟集水区土壤养分流失强度及微生物数量减少幅度在浅沟集水区的空间分布与土壤侵蚀方式和侵蚀强度相对应。林地开垦破坏15年后,土壤养分以有机碳流失最严重,其次分别为速效磷、全氮;微生物中的真菌减少幅度最大,细菌次之,放线菌减少幅度最小。     

水土保持对区域植被演替的影响——以黄土高原地区为例

 在综述已有研究的基础上,结合实地调查,初步分析了水土保持对植被演替影响的主要方式,不同水土保持措施(工程措施、人工恢复植被、水土保持生态自我修复)对植被演替所产生的影响。结果表明,水土保持生态自我修复下的植被演替趋向自然演替过程,而人工恢复植被的影响取决于物种选择与营造方式,不当的物种及纯林营造,往往使植物群落结构单一化,植被正常演替中断或逆向发展。反之,则可促进植被正常演替,缩短植被恢复过程。工程措施对植被演替的影响,可能更多地表现其对植物群落空间分布格局方面。但要全面科学地认识和评价水土保持对区域植被演替的影响,仍需系统的调查研究。     

水土保持生态修复的若干科学问题

生态修复是水土保持生态建设的深化和发展。在综合分析国内外生态修复研究进展、发展趋势、存在问题的基础上,根据我国水土流失造成生态系统退化的特殊性,以及水土保持生态修复的特点,提出了一系列我国水土保持生态修复过程中需要深入研究的科学问题。主要包括生态修复的潜力及驱动因子,不同尺度生态修复的布局,生态修复技术措施及标准,以流域为单元的生态系统健康评价,水土保持生态修复对生态水文过程、植被演替、生物多样性、农村经济的影响等的综合评价与预测等。     

Modelling Post‐Tree‐Harvesting Soil Erosion and Sediment Deposition Potential in the Turano River Basin (Italian Central Apennine)

The overall aim of the paper is the assessment of human‐induced accelerated soil erosion processes due to forest harvesting in the Upper Turano River Basin. The spatio‐temporal pattern of soil erosion processes was investigated by means of a spatially distributed modelling approach. We used the Unit Stream Power Erosion and Deposition model. During the soil erosion‐modelling phase, the forest cover changes were mapped via remote sensing. According to this operation, the forest sectors exploited for timber production amounted to about 2781 ha or 9·9% of the wooded surface from March 2001 to August 2011. In this period, the average annual net soil erosion rate estimated by means of modelling operations totalled 0·83 Mg ha⁻¹ y⁻¹ for all the forest lands. The net soil erosion rate predicted for the disturbed forest lands is significantly higher than the average value for the entire forest (5·34 Mg ha⁻¹ y⁻¹). Estimates indicate a soil loss equal to 8521 Mg y⁻¹ (net soil erosion 0·34 Mg ha⁻¹ y⁻¹) in the undisturbed forest area (254 km²), whereas the 27·8 km² of disturbed forest area could potentially lose 14 846 Mg y⁻¹. The paper shows that a disturbed forest sector could produce about 74·2% more net erosion than a nine times larger, undisturbed forest sector. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

低效防护林改造的保土效益

通过对华蓥山低效防护林改造伯效益观测分析得出；低效防护林改造的保土效益明显。实施改造５年后，由４个径流场测得试验检平均土壤侵蚀模数仅３４．０５６ｔ／ｋｍ＾２。这一数据为合川市平均土壤侵蚀模数的１．３９％，减少了２４１７．９ｔ／ｋｍ＾２。在试验林丰茂的植被条件下，雨强对土壤侵蚀的影响已从首位上退下来，仅为雨量影响的１／６。     

关于水土保持生态修复工程中几个问题的思考

 生态修复是近年来水土保持生态建设的新思路,但目前对其概念的界定尚不统一。为了探讨水土保持生态修复工程的理论,加速生态修复实践的进一步深入,讨论了生态修复的定义、水土保持与生态修复的关系,提出了实施生态修复的思路。     

不同生态退化类型的水土保持生态修复对策

根据我国水土流失的特点以及水土保持生态修复工程的实施现状，结合对生态修复的理解，从理念、方法、原理、重点、关键、目标、适宜区域和实质等方面阐述生态修复的内涵。在综合分析生态退化和水土流失成因与驱动因子的基础上，归纳出造成水土流失的5种生态退化类型，揭示不同生态退化类型水土流失的原因，并提出不同生态退化类型的水土保持生态修复对策。