水土保持功能服务价值评价指标体系构建

水土保持功能直接关系到人类福祉,对其进行合理有效的分析和评估,有助于人类对自然生态系统的可持续开发与利用,从而实现生态系统的可持续管理。根据《中华人民共和国水土保持法》内容,基于水土保持功能的定义,从保护水土资源功能、防灾减灾功能、改善生态功能及促进社会进步功能等四个方面提出了二、三级功能评价指标,以期建立适合中国范围的水土保持功能服务价值评价指标体系,为测算年度全国水土保持功能服务价值和政府生态补偿工作提供参考。     

泥石流多发区小流域土地利用方式对土壤性质的影响

以泥石流多发区云南东川阿旺小河流域为研究区域,采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨了流域内4种主要土地利用方式(林地、灌丛、草地、耕地)对土壤物理性质、抗冲能力、养分特征的影响。结果表明:不同土地利用类型土壤颗粒级配组成差异不明显,土壤含水量、容重、总孔隙度差异明显;含水量表现为林地草地灌丛耕地,容重表现为灌丛草地耕地林地,孔隙度表现为林地耕地草地灌丛;4种土地利用类型的抗冲性能不同,但变化趋势相似,并且抗冲系数的大小为林地草地灌丛耕地;在土壤养分的7种指标中,除水解氮含量在不同利用类型差异不显著外,其余指标有显著差异;从土壤物理性质与养分特征的相关分析中可知,含水量与其他因子的关系最为密切。通过以上分析可知,林地的蓄水保土效益最佳,而耕地的蓄水保土效益最差。     

冰滑坡涌浪下冰碛坝溃决机理试验研究

[目的] 对冰滑坡涌浪导致的冰碛坝溃决过程与溃决机理进行试验研究,为冰川区重大工程建设和冰湖冰碛坝溃决灾害防治提供科技支撑。[方法] 开展不同滑块体积、滑动角度、滑动距离、坝体物质组成和坝体几何形态的水槽模型试验。基于试验现象、试验数据与理论推导,对涌浪过程、坝体物质起动和坝体溃决临界条件进行分析。[结果] ①冰滑坡涌浪随时间和距离不断衰减,其随时间衰减显著。②将涌浪作用下的溃决过程分为坡面侵蚀、陡坎侵蚀、侧向侵蚀和衰退4个阶段,其中侧向侵蚀阶段的溃决流量最大,流速最快,侵蚀能力最强。③从颗粒起动机理的角度给出了颗粒起动流速,与沙莫夫公式进行对比分析,对比结果较为吻合。④基于能量守恒原理得到了冰湖溃决事件发生的临界条件,通过西藏自治区林芝市波密县米堆沟光谢错冰湖溃决事件进行验证,验证结果良好。[结论] 冰湖库容越大、坝前水深越深、涌浪高度越高,坝体越易发生溃决;冰碛坝堆积物中细颗粒含量越高,坝体颗粒间黏附力越强,坝体越稳定;冰碛坝坝宽及下游坡脚越大,坝体越稳定,溃决所需时间越长。     

干热河谷区冲沟地貌演化动力机制及其生态治理模式

冲沟侵蚀是干热河谷区一种重要的土壤侵蚀类型。干热河谷区内冲沟分布范围广、沟壑密度大,冲沟侵蚀对当地居民生活生产和工程建设造成威胁。从干热河谷区冲沟形成的环境背景条件入手,论述了干热河谷区冲沟的地貌演化过程和演化过程中的重要因素,从水力侵蚀过程和重力侵蚀过程进行了梳理,探讨了冲沟发育过程中的动力机制,并对干热河谷冲沟发育区生态治理模式的研究成果进行了分析。     

冲沟不同部位土壤机械组成及抗冲性差异

选取3类典型冲沟(活跃、较活跃和稳定)的集水区、沟头和沟床土壤,探明冲沟不同空间部位土壤机械组成特性及其抗冲性差异,结果表明:1活跃、较活跃冲沟土壤质地均为砂质壤土,稳定冲沟各部位土壤质地各不相同;黏粒含量、粉粒含量总体为活跃冲沟较活跃冲沟稳定冲沟;细砂粒含量为较活跃冲沟活跃冲沟稳定冲沟;粗砂粒含量则是活跃冲沟较活跃冲沟稳定冲沟。23类冲沟各部位土壤抗冲性均是沟床最高,而3类冲沟同一部位抗冲性大小比较中,沟头和沟床土壤抗冲性为稳定冲沟较活跃冲沟活跃冲沟,集水区以活跃冲沟土壤抗冲性最小,较活跃与稳定冲沟的土壤抗冲性相当。3线性回归分析表明:砂粒含量是影响3类冲沟各部位土壤抗冲性的主要指标,黏粒含量影响稳定冲沟各部位土壤抗冲性,粉粒含量与较活跃冲沟沟头、稳定冲沟集水区和沟床的土壤抗冲性有关。研究结果从土壤机械组成和土壤抗侵蚀性的关系角度为冲沟研究提供一定的理论参考。     

紫色土坡耕地农田生态系统蒸散发与水分利用效率及其影响因素

蒸散发与水分利用效率是农田生态系统碳水循环的重要衡量指标。本研究利用涡度相关技术对紫色土坡耕地生态系统进行连续观测,获取2014—2018年碳水通量数据,分析紫色土冬小麦-夏玉米轮作下的雨养坡耕地农田生态系统蒸散发和水分利用效率变化特征及其对主要环境因子的响应规律。结果表明:紫色土坡耕地农田生态系统蒸散发日变化规律呈单峰型趋势,最大值均在14:00前后出现;一年中8月日蒸散发最高,1月最低;夏季日变化幅度最大,春季次之,冬季和秋季变化较为平缓。叶面积指数、温度为影响紫色土坡耕地蒸散发的最主要因子,其次为饱和水汽压差。水分利用效率在9:00—17:00期间基本呈先下降后回升的变化规律,冬季水分利用效率为全年最高;叶面积指数、CO2通量为影响水分利用效率的主要因子,其次为温度,相对湿度、饱和水汽压差等水分条件也显著影响了水分利用效率。年际差异分析结果表明,紫色土坡耕地夏季玉米生长盛期的水分利用效率对降雨响应更为敏感,同时冬季土壤水分为冬季蒸散发和水分利用效率的关键影响因子。未来仍需对紫色土坡耕地农田生态系统生长盛期蒸散发与水分利用效率动态进行深入研究,从而为探明当地主要作物应对春夏季季节性干旱威胁的系统性策略提供科学依据。     

施肥模式对中国稻田氮素径流损失和产量影响的Meta分析

优化施肥模式是减少稻田氮素径流损失,降低农业面源污染风险,确保作物产量的重要措施。采用Meta分析方法研究不同施肥模式(施肥类型、施肥量和分施次数)对稻田氮素径流损失和作物产量的影响,筛选了29个同行评议研究论文,共109组有效的配对试验数据进行分析。结果表明,与不施肥相比,化肥、有机肥替代和缓释肥替代分别增加氮素径流损失量N 6.73、1.21和3.40 kg/hm²。与单施化肥相比,有机肥和缓释肥替代分别显著降低82.0%和49.5%的氮素径流损失,而对作物产量没有显著影响。同时,单施化肥处理的氮素径流损失率(4.34%)显著高于有机肥替代(2.33%)和缓释肥替代(2.04%)。施肥量的影响表现为,当施肥量低于N 240     

白龙江流域泥石流危险性评价

泥石流是暴发在山区小流域内的特殊地质灾害,泥石流危险度评价是泥石流灾害风险预测、评价和防治的前提。本文以流域单元为评价单元,选取沟床比降、泥石流规模和堵江程度3个因子,构建危险性评价模型,提出流域尺度的危险性评价方法。以甘肃省陇南地区白龙江流域为研究区,应用GIS技术,利用数字高程模型(DEM)数据,建立以水文响应单元为基本评价单元,应用危险度模型计算研究区泥石流危险度,划分危险度等级,编制泥石流危险性评价结果图。结果表明:处于中度危险以上的泥石流沟数量占78%,其中,极高度危险的泥石流沟占25.3%。评价结果与实际灾情吻合,可为白龙江流域防灾减灾提供参考依据。     

基于~(137)Cs、~(210)Pb和CSLE的三峡库区小流域土壤侵蚀评估

综合应用137Cs和210Pb技术和中国土壤流失方程CSLE(Chinese soil loss equation)进行三峡库区腹地工农沟小流域土壤侵蚀的定量评价研究,尝试基于核素示踪技术计算的土壤侵蚀模数评估CSLE在库区林地小流域的估算效果。结果表明:(1)借助210PbexCRS计年模式获得了工农沟塘库沉积柱芯不同质量深度的沉积年代,与137Cs 1963年断代结果相比基本一致,定年结果可靠;(2)基于核素示踪技术(137Cs和210Pb)计算的小流域2002—2014年土壤侵蚀模数为269.09t/(km2·a),侵蚀强度属于微度侵蚀,年土壤侵蚀量为22.87t/a;(3)依据CSLE和考虑沟蚀因子的CSLE估算的小流域2002—2014年土壤侵蚀模数分别为256.07t/(km2·a)和317.53t/(km2·a),年土壤侵蚀量分别为21.77t/a和26.99t/a;(4)与核素计算的结果相比,CSLE和考虑沟蚀因子的CSLE的估算精度均≥80%,说明采用CSLE估算库区林地小流域土壤侵蚀量结果合理。