半干旱地区矿区生态系统土壤保持功能评价——以神府—东胜矿区为例

[目的] 评价2000—2020年神府—东胜矿区生态系统土壤保持功能变化情况,探讨矿区生态系统功能现状和存在问题,总结半干旱地区生产建设项目集中区生态功能提升途径,为半干旱地区生产建设项目区生态和经济协调发展提供借鉴。[方法] 采用中国土壤流失方程(CSLE)和风力侵蚀模型,基于栅格像元计算不同时期(2000,2010和2020年)神府—东胜矿区土壤保持量,评价不同土地利用类型、不同植被覆盖度、不同矿井土壤保持量的时空变化。[结果] ①神府—东胜矿区潜在土壤侵蚀量为3.76×10⁶ t/a,矿区生态系统土壤保持量由2000年的2.30×10⁶ t增长到2010年的3.17×10⁶ t,矿区生态系统减少风蚀量作用显著增加。②2000—2020年,矿区耕地、沙地和裸土地面积持续减少,园林草地面积持续增加。园林草地土壤保持量由1.18×10⁶ t/a增加到2.78×10⁶ t/a。③矿区植被由低覆盖度向中高覆盖度转变。2020年,中覆盖度和中高覆盖度林地土壤保持量占矿区生态系统土壤保持总量的67.12%。④治理程度不同的矿井土壤保持量均明显提高。[结论] 2000—2020年,神府—东胜矿区土壤保持功能显著提升。半干旱地区生产建设项目可以通过实施有效的生态措施,改善生产、生活环境,探索生态经济实现路径,实现经济发展和生态改善双赢。     

综合干旱指数的构建及其在 泾惠渠灌区的应用

基于标准化降水蒸散发指数(SPEI)、归一化植被指数(NDVI)、标准化土壤含水量指数(SSI)和标准化地下水指数(SGI)4个反映地区农业干旱的指数，利用CRITIC客观赋权法构建了综合干旱指数(CDI)，以泾惠渠灌区为研究区，计算综合干旱指数，并与改进的帕默尔干旱指数（sc-PDSI）进行相关性分析评价其适用性，采用Mann-Kendall检验法分析了泾惠渠灌区2002-2013年农业干旱的发展趋势。结果表明：构建的综合干旱指数(CDI)与自适应帕默尔干旱指数(sc-PDSI)具有强相关性，皮尔逊相关系数为0.73，CDI与sc-PDSI在对旱情监测结果上相关性显著，两者在时间演进上趋势整体相同，说明综合干旱指数(CDI)可以较为准确地反映研究区的干旱情况，在研究区适用性较强。利用综合干旱指数(CDI)对泾惠渠灌区的干旱特性进行了分析，月际间分析发现泾惠渠灌区在4、6月和11月较容易发生干旱，而2月和8月灌区较为湿润，季节间分析发现灌区在2003年发生了严重的春旱，2002年发生了严重的夏旱和秋旱，2009年发生了严重的冬旱。年际间分析发现泾惠渠灌区的CDI值在2002—2013年间大约以0.032·a^-1的速度波动上升，说明研究区干旱有缓解趋势。利用Mann-Kendall突变检验法分析出泾惠渠灌区的旱情在2011年7月发生了显著突变，CDI趋势由降低转为增加，表明研究区在此时间点后呈湿润化趋势。     

窟野河流域淤地坝和湖库洪水调蓄功能价值评价

窟野河流域是黄土高原水土流失最严重的区域之一。淤地坝作为黄土高原水土流失治理的一项重要工程措施，其滞洪作用常被忽略。以窟野河流域为例，基于生态系统服务功能价值核算的理论和方法提出了淤地坝、水库、湖泊洪水调蓄能力的量化方法，并运用影子工程法计算淤地坝、水库、湖泊洪水调蓄功能价值，探讨将淤地坝纳入生态系统洪水调蓄功能价值核算体系的必要性。结果表明：窟野河流域淤地坝、水库、湖泊可调蓄水总量为23 671.98万m³,洪水调蓄功能总价值为120 212.50万元，其中，淤地坝可调蓄水量为11 575.02万m³,占可调蓄总水量的48.90%,洪水调蓄价值为46 300.08万元，占洪水调蓄功能总价值的38.52%,淤地坝洪水调蓄能力和价值不可忽视；建立的淤地坝洪水调蓄功能价值评价方法简单且易于应用，将淤地坝纳入生态系统洪水调蓄功能价值核算体系中，使该体系在黄土高原地区应用更加完善、准确，可为淤地坝坝系规划、建设、投资及除险加固工作提供参考。