云南省个旧锡矿区重金属污染评价及植被恢复初探

通过对云南个旧锡矿区废弃地重金属的野外调查和室内测定,运用地质累积指数对重金属污染进行了评价.结果表明,研究区废弃地重金属含量从高到低依次为Cd>Mn>Pb>As>Zn>Cu=Fe,其中Cd和Mn的地质累积指数最高,平均达到了4.55以上,污染等级达到5级,属于强度污染到极强度污染;Pb的地质累积指数平均达到了3.08以上,污染等级为4级,属于强度污染;As和Zn的平均地质累积指数分别为2.37和1.97,污染等级分别为3级和2级,达到了中度污染以上;Cu和Fe的平均地质累积指数均小于0,没有产生污染;采用造林措施对矿区废弃地进行复垦较采用农业措施对于治理矿区重金属污染具有更好的效果,因此可以采用覆土造林方式作为矿区废弃地复垦的主要方式.最后,结合不同地块重金属污染状况评价结果,提出了针对废弃地进行植被恢复的主要植物种.     

坡面草本植物对土壤分离及侵蚀动力的影响研究

植被是影响坡面水力侵蚀过程的重要因素,深入理解草本植物坡面不同降雨和径流特性对土壤分离的作用是研究土壤侵蚀动力学的基础。为此基于坡面土壤分离试验,通过定量测定2种草本植物草冠、根系对降雨和径流的影响,研究了不同侵蚀力作用下的土壤分离特征。结果表明,草本植物对坡面径流和泥沙具有重要的调控作用,相同覆盖度下狗尾草坡面的径流含沙量低于青蒿坡面(P0.05)。对比草本植物结构对坡面土壤分离的影响,植物根系对坡面的减沙贡献率均高于其冠层(P0.05),其中,青蒿草冠对于坡面降雨的阻滞作用高于狗尾草草冠(P0.05),而狗尾草根系的减沙效益高于青蒿根系(P0.05),这主要与草本植物叶面积指数(LAI)及根系形态分布有关,不同植物的根长密度与土壤分离率呈指数函数关系。坡面土壤分离过程受到侵蚀阻力的影响,在草本植物覆盖坡面,随着植物覆盖度的增加,颗粒阻力和波阻力均呈增大趋势。降雨侵蚀力和径流剪切力是坡面土壤分离的主要侵蚀动力,不同试验条件下草本植物对降雨和径流侵蚀力的降低值为189.21~698.92 J·mm/(m2·min)和6.27~20.38 kg/(m·s2),减弱系数分别为22.75%~84.04%和19.68%~63.97%。     

基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型构建

[目的]构建基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型,为临界雨量的计算提供理论基础。[方法]结合北京市的气候条件,选用垂向混合产流模型进行产流模拟,用单位线法和线性水库法进行坡面汇流模拟,用马斯京根法进行河道汇流模拟。安全流量则用淹没出流量代表。北京山区山洪预警模型中的参数可通过外业实验测定和历史数据率定获得。[结果]通过对降雨和流量历史资料的验证,确定性系数、洪峰流量、峰现时间、时效等级均符合洪水预报的要求和规定,是否发生山洪的预测结果也与实际情况一致,证明了该模型的准确性。[结论]该模型可以应用于北京山区的山洪预警,降低由山洪导致的人员伤亡与财产损失的可能性。同时,该模型还可为北京山区山洪灾害临界雨量的推求奠定基础。     

华北土石山区坡面溅蚀和片蚀泥沙颗粒特征研究

基于野外人工模拟降雨试验,研究3种降雨强度(35,65,100mm/h)、2种坡度(5°,15°)和3种植被盖度(0%,30%,80%)条件下,溅蚀和片蚀泥沙颗粒的粒径动态分布特征,及其与降雨强度、坡度和植被覆盖度的关系,揭示表层土壤团聚体在侵蚀过程中的破碎机制。结果表明,2种侵蚀方式下的泥沙颗粒主要集中在0.1~0.002mm粒级范围内,显著高于其它粒级颗粒含量。在溅蚀泥沙颗粒中0.1~0.05mm粒级颗粒含量较高,而片蚀泥沙颗粒中0.02mm粒级颗粒含量较高,溅蚀泥沙颗粒的平均重量直径均大于片蚀泥沙颗粒。对比泥沙颗粒粒径的变化特征,溅蚀泥沙颗粒中粗砂粒(2~0.25mm)和细砂粒(0.25~0.05mm)含量逐渐减少,粉粒(0.05~0.02mm)和粘粒(0.002mm)含量逐渐增加,而片蚀泥沙颗粒中砂粒(2~0.05mm)含量呈增加趋势,粘粒(0.002mm)含量呈减小趋势。2种侵蚀方式下不同粒径泥沙颗粒与坡面径流深和径流量的相关性分析表明,泥沙颗粒粒径分布与地表产流过程密切相关。同时,雨滴击溅侵蚀泥沙颗粒的分形特征与侵蚀土壤的相对机械破碎指数有关,能够有效预测侵蚀过程中降雨和径流对坡面土壤团聚体的分选特征。     

我国小流域综合治理面临的问题与对策

我国以防治水土流失为主的小流域治理历史悠久,以小流域为单元的水土流失综合治理经历了30多年的探索和实践,逐步探索出适应我国实际情况的治理理念、治理措施及管理体系,取得了丰富的治理经验和显著的生态、社会和经济效益.自20世纪80年代初以来,我国先后对上万条小流域进行了综合治理,治理总面积达38万km2;但是随着社会经济发展和人们对环境质量的要求不断提高,小流域综合治理也显现出一些问题,包括治理理念和治理目标不能满足群众需求、小流域管理机制不健全和资金投入体制亟待完善等.在新时期,小流域综合治理不能够仅仅局限于原有的思路框架中,要在继承治理经验的基础上,根据国家经济社会发展,赋予小流域综合治理新的内涵,使其产生新的活力,使之能够更好地满足我国广大民众对居住和生产环境条件不断提高的需求.在当前的小流域综合治理中应注重当地群众需求、因地制宜布设防治体系,逐步调整综合治理内容、治理措施和综合治理目标,完善资金投入机制、建立健全小流域综合治理的管护措施、完善相关法律法规建设,以不断适应时代发展对小流域综合治理的需求.     

环境变化对香溪河流域径流影响的研究

应用SWAT模型对香溪河流域的径流过程进行了模拟,用相关系数R2和Nash-Suttclife模拟系数(Ens)对其模拟效果进行了评价,旨在揭示气候变化和土地利用变化对香溪河流域径流的影响。结果表明,香溪河流域因土地利用变化引起的径流深变化率为26%,而由气候变化引起的径流深变化率为62%,表明近20年来香溪河流域径流的变化主要由气候变化所造成。     

基于层次-灰色关联分析的河流自然性评价——以潮河为例

基于“近自然”理念的河流自然性评价是对河流生态系统修复与保护的重要理论基础。以潮河古北口大桥至辛庄桥河段为例,依据潮河的自然属性和社会服务属性,在划分河段的基础上,构建了包含水文、形态、水质、河岸带功能和景观娱乐功能5方面、24个指标组成的河流自然性评价体系。参照“河溪近自然评价”方法获取评价指标,并根据各指标的评判标准依照自然状态、近自然状态、退化状态和人工状态进行归一化处理。运用层次分析法计算各指标在评价体系中所占权重。通过点到区间距离的灰色关联度计算方式进行自然等级判定。结果表明,调查河段由于受到自然演变和人为影响,处于人工状态的河段为2段,处于退化状态的河段为9段,处于近自然状态的河段为4段,处于自然状态的河段为1段,其中,退化和近自然状态的河段分别占调查河段全长的60%和31%,长度约为12.58和6.6 km。总体上,调查河段大部分处于退化状态,但仍具备进行近自然修复的潜在条件。采用层次-灰色关联分析的河流自然性评价方法计算简单,评价体系系统性强,各项指标对评价结果的影响明显。     

关君蔚先生水土保持科学思想回顾

关君蔚先生生前带领团队创办了我国第一个水土保持专业,成为全国水土保持教育、科学研究、水土保持管理与实践人才的摇篮,培养和造就出的大批水土保持专业科学技术人才。关先生在长期的防护林研究与建设实践中,对于山区、丘陵区、黄土高原区、干旱风沙区等不同区域的防护林林种组成及其配置、结构及其功能等方面提出了独到的见解,提出"立地条件"和"适地适树"的原理,奠定了我国防护林体系建设的理论基础,开创了一条适合我国国情的防护林体系建设的道路。他一生还系统地研究了泥石流发生与运动规律,并建立了泥石流预测预报方法。关先生将大系统控制论与可持续发展理论应用与水土保持与荒漠化防治,提出了生态控制系统工程的理论,从东方思维的视角,分析生态系统演化、功能、效应和人类的适应,对人与自然关系及其有机协调的论述,为我国水土保持与荒漠化防治事业提出了新的理论与方法。     

基于O-ring统计的公路边坡土壤优先流路径分布分析

引入优先流理论分析氯盐污染物在边坡土壤中的迁移机制,对揭示公路工业盐污染物迁移规律和保护路域环境具有重要意义。以鹤大高速低路基公路边坡土壤为例,采用染色示踪试验对土壤优先流路径的位置进行确定,并应用景观生态学中的空间点格局分析方法O-ring统计,对不同影响半径土壤优先流路径水平分布特征及其空间关联性进行分析。结果表明:边坡土壤优先流路径发育深度可达40 cm;相同影响半径优先流路径的数量随着土层深度的增加而减少,同一土层优先流路径的数量随影响半径的增大逐渐减少;随着影响半径的增加,聚集分布趋于显著;不同影响半径的优先流路径之间的关联性相对独立。O-ring统计,能从统计学角度量化分析土壤优先流路径的分布特征,丰富了优先流的研究方法。     

水土保持林及其配置模式对土壤养分的影响

为了认识不同水土保持林及其配置模式对土壤养分的保护效应,以重庆四面山低山丘陵区水土保持林为研究对象,研究了不同水土保持林不同时期的土壤养分含量.该文对土壤养分含量先后进行了描述性统计分析、相关性分析和主成分分析,最后利用主成分分析提起的两个养分综合指标进行方差分析.结果表明:空旷地、人工林及天然林土壤养分含量差异显著,其中天然林土壤养分含量最高,其次是人工林.天然林和人工林土壤有机质、全N,有效P和速效K含量分别为:82.61 g/kg、2.81 g/kg、8.86 mg/kg、120.91 mg/kg和59.80 g/kg、2.14 g/kg、8.43 mg/kg、98.81 mg/kg.与空旷地土壤养分含量相比,分别同比增加了231.08%,212.06%,11.77%,84.39%和139.67%,138.12%,6.32%,50.69%.10 a生与5 a生人工林土壤第一主成分养分含量差异显著,其中前者第一主成分养分含量比后者增加了127.59%.它们的土壤有机质、全N、有效P及速效K平均含量与空旷地相比,分别同比增加了202.47%,265.01%,10.06%,76.22%和125.12%,75.39%,3.46%,42.14%.10 a生人工林对土壤养分的保护结果达到了天然次生林的水平.在本研究中,不同配置模式的水土保持林,对土壤养分影响差异不显著.