生态环境工程学科研究生课程教学的几点思考

研究生课程教学是研究生教育的重要环节,直接影响研究生培养的质量。基于教学实践对生态环境工程学科研究生课程教学存在的问题进行了分析,针对目前普遍存在的教学方法单一、课程内容陈旧、教材缺乏等问题,从教学方法和教学内容的创新、教材建设、专业外语能力培养、引领研究生关注学术研究前沿等方面提出了改革建议,以促进研究生教学质量水平的提高和高素质生态环境工程学科人才培养的加强。     

森林生态系统粗木质残体研究进展

粗木质残体(coarse woody debris,CWD)是指粗头直径≥10 cm、长度≥1 m的倒木、枯立木和大枯枝,以及直径≥10cm、长度<1 m的根桩和直径≥1 cm的地下粗根。CWD的来源主要有生长竞争和自然死亡、自然干扰、人为干扰。统计了目前国内一些CWD贮量的研究成果,论述了CWD的分解及其影响因素,综述了CWD的各种生态服务功能,包括营养库功能、森林更新作用、维持生物多样性功能、水文生态功能。     

砒砂岩不同类型区坡谱特征与空间分异

砒砂岩区是黄河流域土壤侵蚀严重的区域。研究不同类型区坡谱特征与空间分异可为砒砂岩区水土流失治理提供参考。该研究利用砒砂岩30 m分辨率DEM(Digital Elevation Model),分析不同类型区坡谱特征。对曲线型坡谱和坡度—景观图谱量化分析,描述不同地表覆盖区地貌形态。结果表明:1)砒砂岩区自西向东坡谱曲线由正偏逐渐近正态变化。覆沙区中西部坡度尤为集中坡谱呈"L"型单调分布,裸露区坡谱曲线在3°～6°频率高,剧烈侵蚀裸露区西部坡谱曲线较缓与覆土区相似,覆土区坡谱曲线近正态。2)对坡谱量化分析进一步研究坡谱的空间分异特征,覆土区坡谱信息熵最大为1.57～1.99 nat,景观指数反映坡谱斑块离散,表示覆土区地表坡度变化大;向西到覆沙区、强度侵蚀裸露区坡谱信息熵变小,斑块密度减小到18～35块/100 hm2,斑块凝聚度、聚合度高,反映坡谱斑块分布逐渐集中,坡度变化减小。剧烈侵蚀裸露区西部坡谱信息熵高于四周,坡谱斑块破碎度高表明此处坡度变化较大。砒砂岩不同类型区坡谱量化结果反映了坡谱和地貌特征的空间耦合,为砒砂岩土壤侵蚀研究提供参考依据。     

黄土高原水保耕作措施的生态服务功能价值

水土保持耕作措施的生态服务功能的评价指标主要有拦蓄径流量、减少泥沙量、保持土壤肥力、净化大气、固碳供氧和减少噪音。在坡耕地上,因采用水土保持耕作措施而提高的粮食产量,在水土保持农业措施生态服务功能中,属于产生的直接经济价值,具体体现在粮食产量和人均粮食占有量和农业总产值上。为了科学合理地评估水土保持耕作措施的生态服务功能价值,借鉴Costanza[1]等人的分类方法与经济参数,采用直接市场法对黄土高原地区7个省水土保持耕作措施的生态服务功能各项指标的价值量进行计算,为我国水土保持决策部门提供了科学的数据支撑。     

油松根系抗拉应力与应变全曲线试验研究

 为探索林木根系固土力学机制,以黄土高原主要树种油松为研究对象,对其根系进行单根拉伸试验。应力与应变全曲线的理论分析和比较表明:在根系受拉后的初期阶段,荷载、应力、伸长、应变都是按比例增加,应力、应变呈直线关系。当加载超过弹性极限后,随着拉力的继续增加,根系发生塑性变形,应力与应变关系逐渐偏离直线,反映出高度非线性弹性特征。试验表明:油松根系抗拉强度与抗拉弹性模量存在极密切的相关性。根据试验结果提出根系受拉应力与应变全曲线统一数学表达式,其理论曲线与试验曲线吻合较好。     

华北土石山区不同龄组侧柏人工林土壤呼吸及其与环境因子的关系

以华北土石山区不同龄组的典型侧柏人工林为研究对象,利用碱液吸收法测定土壤呼吸,用通径分析的方法研究了土壤呼吸与环境因子间的关系。结果表明:1)成熟林的土壤呼吸速率(607.821mg·m-2·d-1)要高于幼林(593.046mg·m-2·d-1),树龄是影响土壤呼吸速率的重要因素之一;2)单因子分析显示,成熟林对各环境因子变化的响应要高于幼林;3)通径分析表明,温度能解释土壤呼吸速率的94%,是影响不同龄组侧柏林土壤呼吸变化的决定因素。     

平坦V型测流堰在山区森林水文研究中的应用与设计

科学有效的测流工具是森林水文学研究的重要手段之一.目前国际森林水文学研究中较多使用薄壁堰、三角剖面堰等堰型,平坦V型测流堰的使用相对较少,后者是国际标准推荐的一种新型量水建筑物,具有测流范围广、精度高等优点.以重庆四面山森林流域水量平衡观测研究为例,介绍了该区平坦V型堰堰址选择的原则,分别采用水科院推理公式和小流域暴雨径流组公式计算该区设计洪峰流量,并以此为依据进行平坦V型堰各部分尺寸的设计,探讨平坦V型堰在山区森林水文定位观测中应用的可行性,为平坦V型堰的推广使用提供借鉴.     

内蒙古砒砂岩不同类型区土壤有机质与速效钾特征

选择内蒙古鄂尔多斯准格尔旗不同类型砒砂岩区,通过野外采样和室内分析试验,研究了土壤有机质和速效钾特征,并探讨不同土层、坡位和坡向以及植被丰富度等因子对其影响。结果表明:(1)整体上看,覆土区、覆沙区和裸露区有机质含量介于6.65～7.41 g/kg,处于低水平,速效钾含量介于74.61～137.38 mg/kg,处于中高水平。(2)覆土区地形因子对土壤有机质和速效钾的影响最明显,根据3个不同类型区坡向、坡位及坡向与坡位的交互作用对土壤有机质、速效钾呈现的显著或者极显著关系出现频数,初步判断其影响程度大小为坡位(6次)坡向(4次)坡向×坡位(2次)。(3)3个类型区植被丰富度指数与土壤有机质、速效钾含量相关性较高,是进行土壤养分研究应考虑的重要因素。     

砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性K值空间变异特征

[目的]研究砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性的空间变异特征,为砒砂岩覆土区土壤侵蚀机理深入探究和土壤侵蚀有效防治提供科学依据。[方法]以内蒙古准格尔旗砒砂岩覆土区二老虎沟小流域为研究对象,采集0—10 cm和10—20 cm土层共144份土壤样品,基于EPIC模型估算土壤可蚀性K值,并利用GIS和地统计学方法分析土壤可蚀性K值空间变异特征。[结果](1)二老虎沟小流域土壤砂粒、粉粒、黏粒和有机碳均呈中等变异程度,除黏粒和有机碳为中等空间自相关性外,其他土壤属性均呈弱空间自相关性。(2)小流域土壤可蚀性K值介于0.018 7～0.047 6 t·hm²·h/(hm ²·MJ·mm),0—10 cm和10—20 cm土层K值变异系数分别为15.5%和20.3%,属中等变异强度;0—10 cm土层K值主要受随机性因素影响,呈弱空间自相关性,而10—20 cm土层受随机性因素和结构性因素共同影响,为中等空间自相关性。(3) 3种克里格插值方法结果表明：小流域土壤可蚀性K值空间变异受海拔和坡度影响明显,其总体分布趋势为西部和东南部较高、中部及偏东部较低...     

基于能值理论的水土保持生态效应评价——以山西省长治市为例

运用能值理论分析方法,选取2004-2014年的统计数据,对长治市水土流失治理生态经济系统的投入产出能值及主要能值指标进行分析.研究表明:系统能值投入波动较大,整体呈增加趋势,最低值为2008年的3.91×1021sej,最高值为2011年的4.33 ×1021 sej;系统总能值产出呈现整体增加、局部时间段下降趋势,最低值为2010年的5.95 ×1021sej,最高值为2014年的7.62 ×1021sej,其中2大主导产业中畜牧业整体呈增加趋势、农业中蔬菜产量不断增加都说明水土保持措施取得了一定成效;主要能值指标中,净能值产出率均＞1、可持续发展指数1＜ESI＜ 10,说明长治市水土保持措施的合理性与可持续性.能值理论分析表明,长治市水土流失治理生态经济系统的综合水平总体上呈现上升趋势,系统可持续发展状态良好,生态和经济向着平衡方向发展.