浅谈"3S"技术在水土保持工作中的应用

“3S”技术是近年来发展起来的高新技术，在各行各业的发展中将发挥越来越重要的作用。“3S”技术在水土保持行业具有广阔的应用前景，为水土流失动态监测、水土保持规划、工程设计、效益评估等提供准确、快速的手段；为领导决策提供全面、科学、准确的依据。使水土保持管理工作实现信息化、自动化、智能化和高效化，进一步提高水土流失的防治水平。     

"3S"技术在土壤侵蚀动态监测中应用初探

土壤侵蚀动态监测，在国内外都是一项新的研究课题。为了能尽快改变水土流失动态监测工作滞后局面，近几年我们在江苏省水土流失最严重的徐连地区，运用“3S”技术进行了水土流失动态监测，收到了良好的效果。为该地区进行合理的水土保持规划，探讨土壤侵蚀动态变化规律及其成因，为开发项目的水土保持方案编制，提供了科学决策依据。     

水土保持综合管理中的“3S”技术应用

水土保持综合管理主要是指涉及水土保持工作内容的数据管理。包含水土流失动态监测、综合治理、水土保持监督执法、规划设计、效益评估、行政及科研管理等。“3S”技术是集遥感、全球定位系统与地理信息系统于一体的高新技术手段。利用RS、GPS技术可以快速、准确地获得各种地面信息,利用G IS建立和更新水土保持数据库。“3S”技术的应用,为合理配置水土保持综合措施,科学执法,科学决策,提高水土保持工作水平提供一套科学的管理方法。     

地球信息技术在水土保持生态环境监测中的应用

以“3S”技术为核心的地球信息技术是水土保持监测发展的主要技术基础。利用RS、GPS技术可以为GIS系统提供动态的空间信息 ,建立和更新水土保持管理数据库 ,为水土保持监测工作奠定基础。GIS系统具备的空间查询和分析、演示、制图功能为水土流失状况分析、变化态势分析、水土保持项目效益评估等提供有力的支持。地球信息技术于水土保持监测中主要应用在水土流失普查、变更调查、水土流失动态分析和预测预报等工作 ,水土保持监测将朝着科学化、网络化、智能化的方向发展     

"3S"技术及其在福建省水土保持中的应用

“3S”技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)，GPS能提供实时、实地的导航和定位，RS能为不同的用户提供大量信息，GIS能高效便捷地处理和管理信息，三结合可以发挥巨大作用。就福建省水土保持工作而言，采用“3S”技术可以快速准确地进行土壤侵蚀调查；进而实现动态监测，还可以有效地管理工程侵蚀信息，等等。     

3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用

3S技术是目前空间信息获取、存储管理的主要手段。在水土保持与荒漠化防治中，遥感技术应用于水土流失及综合治理状况信息的获取；全球定位系统用于对遥感成果进行准确定位，并作为一种独立的数据源对小区域的变化及时更新；地理信息系统为遥感、全球定位系统提供的信息进行管理和分析；3S集成便于数据的实时处理，提高遥感分类精度，减少野外工作量。使工作更加方便高效。利用3S技术可建立不同空间尺度水土流失与荒漠化动态监测的技术规程与方法，开发水土保持与荒漠化防治的评价模型，促进水土保持与荒漠化防治的信息化、现代化。     

"3S"技术在水土流失动态监测上的应用

“3S”技术是集遥感、全球定位与地理信息系统于一体的高新技术手段,它可以快速、准确地获得地面各种信息。就“3S”技术在水土流失动态监测应用中的原则依据、程序方法等几方面进行了探讨,对今后水土流失动态监测工作的开展起到一定的指导作用。     

试论“3S”技术及其在水土保持中的应用

"3S"技术是近年来发展起来的高新技术,集空间科技、计算机技术、电子技术、无线电传输技术与地理科学、信息科技及相关的一切学科于一体,目前已广泛应用于工业、农业、国防、交通、环保等领域,并且其应用范围不断得到拓展。"3S"技术在水土保持领域打下了广泛的应用基础,为水土保持工作建立了坚实的应用平台,使水土保持的实时监测成为可能。"3S"技术在水土保持行业中的应用实现了水土流失的动态监测,为水土保持的各种层次、各种范围的规划、水土保持工程设计、土壤侵蚀预报与模拟、水土流失监测、水土保持效益评估等工作提供强有力的支持。     

"3S"技术在黄土高原水土保持动态监测中的研究与实践

黄土高原水土流失乃世界之最,在黄土高原严重水土流失区,利用“3S”技术进行水土保持动态监测的应用研究与实践,具有非常重要的意义。通过研究认为,对于较大区域的水土保持监测,应采用宏观、中观和微观相结合,卫星遥感、航空遥感和GPS相结合的方法。在宏观监测方面,采用中分辨率卫星遥感影像,监测水土流失的强度、面积、分布和发展趋势;在中尺度监测方面,利用航空遥感影像或高分辨率卫星影像,进行水土流失和水土保持措施的动态监测;在微观监测方面,利用GPS技术监测微地貌的变化如沟头前进、沟底下切、沟岸扩张的速度等指标来监测土壤侵蚀情况。     

国内外应用“3S”技术开展水土流失监测的发展状况

"3S"技术正处在日新月异的发展阶段。"3S"技术于20世纪70年代引入我国后,在土壤侵蚀研究应用方面取得了长足进展,目前在水土流失动态监测、水土保持管理信息化建设等方面应用已经十分普遍。通过对我国与世界其他国家在"3S"技术应用发展状况、土壤侵蚀及水土流失因子研究、"3S"技术应用于水土流失监测等方面的研究,分析了我国将"3S"技术应用于土壤侵蚀与水土保持的情况,并对今后进一步的应用与发展进行了展望。     

Aspects of phosphorus transfer from soils in Europe

Imbalanced nutrient management has caused soil phosphorus (P) to become an environmental rather an agronomic problem in more economically developed countries. This subject has been the topic of numerous journal special issues, conferences, and reviews but we consider yet another review of this subject is necessary with the main target of providing a point of view on nonpoint transfer from soils and control strategies for an improved environmental management of P. This review considers the causes of the excessive P transfer from soil to surface water in Europe and the scientific knowledge necessary to develop control strategies.     

黄土高原水土保持生态建设的新形势、新思路与新举措

水土流失是黄河复杂难治的根源。历史的原因和自然、人为因素的综合作用 ,造成水土流失不断加剧、生态环境恶化、治理难度大、任务艰巨。几十年的实践与成效表明 ,水土保持生态建设是黄河治理的根本措施。在工作思路上要正确认识和处理人与自然的关系 ,在开展综合治理的同时注重和充分利用生态系统的自我修复功能 ,在战略部署上以多沙粗沙区为重点 ,在技术上以“3S”技术应用带动建设与管理的现代化 ,实行规范化管理并搞好机制创新 ,调动全社会的积极性 ,加快水土流失治理步伐     

不同降水年型水氮运筹对冬小麦耗水和产量的影响

灌水和施氮是影响农田生态系统粮食生产的2个主要因素,但其增产效应和资源利用效率会受降水年型的影响。该研究基于2011—2014在陕西关中平原进行的3 a冬小麦水氮耦合试验,分析了不同降水年型下水氮管理对土壤含水率、籽粒产量、耗水量(water consumption,ETa)及产量与耗水量关系的影响。结果表明:7—9月总降水量每增加1 mm,小麦播前0~180 cm土壤底墒增加0.47 mm。随着灌水量增加,产量和ETa均增加,但仅在降水较少的2012—2013年增产显著,对水分利用效率(water use efficiency,WUE)的影响不显著;随着施氮量增加,ETa变化不显著,但其增产效果显著,使WUE显著提高,表明施氮增加了作物蒸腾占农田耗水量的比例。根据3 a各处理冬小麦产量和ETa数据,进一步探讨了在一定水分消耗下能达到的最大(边界)产量和WUE,建立了关中平原冬小麦的产量-耗水量边界方程;当ETa超过388 mm时,产量稳定在8 184 kg/hm2,WUE的最大值为2.52 kg/m3。研究可为制订合理的冬小麦水肥管理措施提供科学依据。     

依法防治水土流失 促进长江流域可持续发展

水土保持法颁布实施 10年来 ,以“长治”工程为骨干的长江流域水土流失重点治理快速推进。截至 2 0 0 0年底 ,累计完成水土流失初步治理面积 2 1万km2 ,其中“长江”工程 12年初步治理水土流失面积 6 8万km2 ;水土保持监督执法不断加强 ,建立了一支有 70 0 0名专职监督人员的执法队伍 ,初步建立健全了贯彻实施水土保持法的配套法规体系 ,累计对 6 80 0多起开发建设项目造成的人为水土流失违法案件进行了立案查处 ,审批水土保持方案超过 4 1万个 ,开发建设单位交纳水土流失防治费 35 0 0多万元 ,补偿费 370 0多万元 ,自行投入水土流失防治费累计超过 6 7亿元 ,取得了许多值得推广的好经验。     

基于水功能区的湖北省农业非点源污染控制区划

农业非点源污染已成为区域水质恶化的主要原因,有针对性地按照国家和地区对不同水功能区的水环境质量标准的要求划分农业非点源污染控制区,可以使非点源污染的控制更有效率.以湖北省103个县域为对象,以水功能区要求为基础,采用ArcGIS分析法确定县域水环境质量标准,在此基础上,采用水质污染指数法及内梅罗指数法解析各县域单元的污染类型及敏感性,最终划定研究区农业非点源污染控制分区.结果表明：1）湖北省可划分为Ⅱ类水质保护区的县域单元29个,划分为Ⅲ类水质保护区的县域单元74个;2）Ⅱ类水质保护区污染类型可划分为3类,主要为单一污染源污染,敏感区可划分为3类,分别为不敏感、轻度敏感及中度敏感;3）Ⅲ类水质保护区污染类型可划分为7类,主要污染类型为单一污染源污染和混合污染,敏感区可划分为3类,分别为轻度、中度及重度敏感;4）农业非点源污染控制区可划分为3个级别,包括2个一级控制分区,6个二级控制分区,23个三级控制分区.区划结果可为湖北省农业非点源污染管理和防治提供参考.     

Influence of FGD Gypsum on the Properties of a Highly Erodible Soil under Conservation Tillage

Surface application of agricultural lime and fertilizers in no-till (NT) systems can be inadequate because of the excess time required for slowly soluble lime to improve soil aggregation such that water and nutrients move more rapidly into and down the soil profile. This study used fluidized gas desulfurization (FGD) gypsum as an alternative to lime because of its greater solubility and calcium (Ca) and sulfur (S) contents. Gypsum was applied to NT cotton (Gossypium hirsutum L.) plots at rates of 0, 2.24, 4.48, and 6.72 Mg ha^?1 for 3 years. After 1 year, Ca, S, and soil aggregation increased significantly (P ≤ 0.05) while exchangeable aluminum (Al) activities were reduced. These results indicate that FGD gypsum can increase NT cotton yields by increasing infiltration and soil water contents, reducing runoff, ameliorating exchangeable Al problems, and by providing a readily available source of S, a limiting nutrient in many cotton soils.     

利用云模型评价开发区的土地集约利用状况

针对当前开发区土地集约评价中权重确定方法受主观性影响较大的问题,该文提出基于云模型的权重确定方法。将云模型引入开发区土地集约利用评价,并以桂林国家级高新技术产业开发区为例,进行实证研究。研究结果表明桂林高新区土地利用集约度综合分值为0.889,用地供需基本平衡;从土地利用状况而言,其土地利用强度较高、工业用地水平较强;就用地效益而言,工业用地产出强度较好,高新技术产业用地产出强度较高;从管理绩效来看,截止评价时点,区内无闲置土地,监管成效显著。基于云模型确定权重值的方法具备结果更加客观,算法容易实现的优点,有助于促进土地集约利用的科学评价,为桂林高新区土地集约利用政策依据。     

Managing & protecting our water resources

A number of factors have an impact on the quantity and quality of freshwater, particularly global population growth and economic development. In the U.S., the electric utility industry is a large consumer of water resources. Understanding the factors which affect water resource management is important for sustainable development as well as ecosystem management. The effects of past and anticipated legislation in the U.S. addressing clean water issues important to the electric utility industry are discussed.     

用分布式水循环模型与机器学习预测内蒙古河套灌区节水潜力

为探究内蒙古河套灌区真实节水潜力,该研究构建河套灌区分布式水循环模型与基于机器学习的盐分模型,设置节水方案集,定量分析各方案下的灌区引、耗水量、地下水埋深、积盐量变化等。结果表明：1）水面蒸发的纳什系数均不低于0.654,相对误差绝对值不高于分别为4.82%,相关关系为0.88,排水过程纳什系数均不低于0.600,相对误差绝对值不高于分别为5.11%,相关关系为0.82,地下水埋深的纳什系数均不低于0.628,相对误差绝对值不高于分别为5.12%,相关关系为0.86,满足灌区水循环满足精度要求。本文选择采用土壤盐分模型,得到土壤积盐量与实测值的纳什系数均不低于0.76,满足精度要求。2）渠道砌衬方案S1、田间节水调控方案S2、种植结构调整方案S3的耗水节水量分别为2.93亿、3.02亿和2.54亿m³。S1+S2+S3组合方案灌区耗水节水量最多,为9.11亿m³,S2+S3方案组合次之。3）渠系水利用系数提高,将引起地下水水位下降,不利于排盐,S1方案下地下水埋深大于3 m的面积比例较基准方案增加了7.59%,不利于灌区排盐。田间工程措施使得相应的农田入渗量减少,地下水位下降,有利于灌区脱盐,S2方案下地下水入渗补给量较基准方案减少2.57亿m³,灌区地下水位下降较为明显,S2方案有利于灌区脱盐。S3方案下地下水入渗补给量略微减少,地下水位变化不大,有利于灌区脱盐。不同方案组合,S1+S2、S1+S2+S3方案下对地下水埋深影响较大,尤其是S1+S2+S3方案在灌区西北部、山前、乌拉特前旗、乌梁素海东部的形成连片埋深高值区,影响区域生育期农田作物与林草地植被生长。S1S2方案下不利于灌区脱盐,自然植被生育期平均埋深超过2.5 m的比例较基准方案增加了5.46%。在综合考虑生态环境的约束下,推荐耗水节水量最大的方案S2+S3,即灌区适宜的耗水节水潜力为5.69亿m³。该方案下虽然也会引起地下水位略有下降、进乌梁素海排入水量略微减少,但最有有利于灌区排盐。研究可为引黄灌区节水方案制定与灌溉管理提供技术支撑。     

兼顾农业生产与环境保护的农田控制排水研究进展

农田控制排水(又称地下水位管理)是一种通过调控农田排水量以达到减少污染物输出并保证农业生产的环境友好型水管理措施。该措施的发展经历了不同的阶段,从最早的保墒增产到后来的污染物削减以及节约灌溉用水等功能,对其研究和应用的不断深入,对于变化环境下农田排水的设计和管理都具有重要意义。该文回顾了农田控制排水发展的历史,阐述了该措施的各项功能及其研究方法和应用特点。结果认为,农田控制排水是新形势下农田排水的必要手段,通过对排水出口水位的调控可以达到调节农田水分,减少营养物流失,节约灌溉用水,增加雨水资源利用等多重目的,是存在排水问题地区农业生产可持续发展的最佳水管理措施。目前各地对于控制排水研究的热点问题是寻求一种适合当地农业生产形式的排水水位调控方案,使其具有可操作性、易于推广。