妫水河流域植被覆盖变化对土壤侵蚀控制效率的影响

妫水河流域是北京市重要水源涵养区和生态屏障地,也是2022年冬奥会举办地之一,开展妫水河流域植被覆盖变化对土壤侵蚀影响的研究,对有效控制水土流失、改善生态环境与保障冬奥会顺利筹办具有重要现实意义.基于RUSLE模型估算妫水河流域2000-2018年土壤侵蚀强度和土壤侵蚀控制指数,揭示妫水河流域植被覆盖变化对土壤侵蚀控制...     

湟水河流域水源涵养林水源涵养效益评估

根据截留法估算湟水河流域水源涵养量,并利用影子工程法、支付意愿法对水源涵养林的涵养总量、经济效益进行了评估.结果表明:在不同的林分类型中,土壤单位面积蓄水量大小顺序为:云杉>青杨>桦树>落叶松>灌木;林下枯枝落物层单位面积蓄水量大小顺序为:青杨>云杉>落叶松>桦树>灌木,总体来看,云杉和青杨涵养水分能力较好.流域水源涵养林调节水量为0.22亿元,根据单位库容造价计算其经济价值0.60亿元.根据平均居民用水价格计算其净化水质价值0.47亿元.     

元阳梯田全福庄流域水源涵养林的植物多样性分析

元阳梯田已有1 200多年的历史,水源涵养林的存在对于梯田的延续具有重要的价值。为得到元阳梯田水源涵养林的植物多样性分布特征,对元阳梯田全福庄流域4种主要植被类型水源涵养林下的植物物种数量特征、物种丰富度、多样性、均匀度等多样性规律进行了标准样地调查。结果表明,研究区共有植物155种,隶属66科,其中,山茶科、禾本科、蓼科植物占有绝对优势,不同植被类型森林群落的优势种不同;物种丰富度大小为:次生常绿阔叶林>杂木林>次生落叶阔叶林>人工水冬瓜林;物种多样性特征表现为,乔木层:次生常绿阔叶林>次生落叶阔叶林>杂木林>人工水冬瓜林;灌木层:次生常绿阔叶林>杂木林>次生落叶阔叶林,人工水冬瓜林无灌木层分布;草本层:次生落叶阔叶林>人工水冬瓜林>次生常绿阔叶林>杂木林。植被分布的物种丰富度和均匀度对物种多样性存在交叉影响。     

水源涵养林林木耗水称重法试验研究

 为在水源涵养林林木培育中选择耗水量较低的树种,在北京密云水库水源涵养林集水区,采用小型蒸渗系统测定仪和TDR等仪器,用称重法研究了6个野外水源涵养林树种的耗水特性,对6个树种的日平均耗水进行了比较,对不同天气情况下各树种的耗水特性进行了比较。在正常水分条件下,各树种的日耗水量,从小到大依次为荆条(Vitexnegundovar.heterophylla)、油松(Pinustabulaeformis)、臭椿(Ailanthusaltissima)、侧柏(Platycladusorientalis)、杨树(Populussp)、刺槐(Robiniapseudoacacia);6年生荆条在7—9月份平均日耗水量为0.28kg,7年生油松在7—9月份平均日耗水量为0.57kg,3年生臭椿在7—9月份平均日耗水量为0.55kg,7年生侧柏在7—9月份平均日耗水量为0.7kg,3年生杨树在7—9月份平均日耗水量为0.77kg,5年生刺槐在7—9月份平均日耗水量为0.78kg。结果表明,荆条、臭椿和油松是耗水较少树种,适合在水源涵养林中应用。     

祁连山水源涵养林水分传输规律研究

调研祁连山水源涵养林主要森林植被类型不同界面层水分传输的作用形式及其贡献值大小结果表明 ,大气降水通过林冠层、地被物层和土壤层时受各界面层不同形式作用而发生质量和能量的变化 ,最终稳定到达林地蓄存。森林植被各界面层的调理可显著减少水分无效损耗 ,改变水分能态使之趋于更稳定和更有序化。复层异龄混交结构的林分水分传输能力较强。地表径流特征可综合反映系统水分传输能力 ,祁连山主要森林植被类型产流趋势依次为高山灌木林 <灌木云杉林 <苔藓云杉林 <中低山灌木林。     

五台山华北落叶松水源涵养林密度结构与生长动态

 为探索华北落叶松水源涵养林的立地适应性和密度合理性,在山西省五台山水源涵养林区,利用标准木树干解析法,对10年生华北落叶松2种密度(2600和3500株.hm-2)的人工林生长过程和直径分布进行研究。结果表明:1)2种林分树高生长量基本相同,几乎不受密度变化的影响;林木直径和立木材积生长过程差别较大;低密度林分的生长状况和密度结构优于高密度林分。2)2种林分直径分布的偏度系数(Sk)差别较大;低密度林分Sk=0.01,接近正态分布,密度结构基本合理;高密度林分Sk=0.45,偏离正态分布,林木密度偏大。2种林分直径分布的峰度系数(K)相差不大(分别为-0.64和-0.74),密度因素对林木分化的作用较小。3)低密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量逐年增加,没有受到密度的影响;高密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量从6年生开始明显下降。4)华北落叶松人工林的林龄为10年生时,合理密度约2600株.hm-2;若不考虑10年生之前的间伐利用,可以作为人工造林合理的初植密度。     

三种造林模式对北京北部人工水源涵养林地土壤肥力的影响研究

为了认识不同造林模式对人工水源涵养林土壤肥力的影响作用,2010年8月在北京市密云县太师屯镇人工水源涵养林试验示范区内,选择了2008年植造的油松＋五角枫＋紫穗槐（Ⅰ）、油松＋橡栎＋五角枫（Ⅱ）和山桃＋板栗（Ⅲ）3种模式营造的人工林地,设置相对应的3块标准样地1,2,3。对标准地内土壤养分含量进行了描述性统计分析,对土壤肥力进行了综合评价。结果表明：有机质含量为油松＋橡栎＋五角枫〉油松＋五角枫＋紫穗槐〉山桃＋板栗,标准地3的有机质含量为11.3g/kg,比标准地1,2分别低54.3%和54%;全效氮与全效钾含量为：油松＋五角枫＋紫穗槐〉油松＋橡栎＋五角枫〉山桃＋板栗,全氮、全钾含量分别为1.63,1.34,0.80g/kg和2.65,2.32,1.71g/kg。速效钾分别为48.45,96.65,37.75mg/kg。针阔混交林植物种类丰富,郁闭度大,枯落物积累数量多,对水源涵养林土壤肥力改善较为明显。     

密云水库上游水源涵养林主要乔木结构特征研究——以潮关西沟林场为例

通过对北京密云水库上游潮关西沟林场植物群落的实地调查,计测主要乔木的径级和高度,分析植物种群的结构特征规律,结果表明:现有刺槐林生长严重不良,急需更新改造;油松的生长状况良好;侧柏林需进行抚育间伐;油松蒙古栎混交林可能会出现互利共存的局面;蒙古栎可能逐渐取代椴树,建立起其在群落中的优势地位;油松必然取代落叶松,占领主林层。     

喀斯特流域水源涵养功能时空分异及其对景观格局的响应

针对喀斯特地区景观格局驱动水源涵养功能演变机制的相关研究较少,而水源涵养功能是岩溶石漠化治理等生态修复工程生态效益的关键指标之一,具有重要的研究意义。以地处西南喀斯特中心的野纪河流域为研究对象,基于InVEST模型、偏最小二乘模型(PLSR)、景观生态学理论等,探究野纪河流域2005—2020年水源涵养功能的时空分异特征及其与景观格局的耦合关系。结果表明：(1)野纪河流域景观类型以旱地、草地和灌木林等为主,各类型之间相互转化较为频繁,总体特征表现为旱地、灌木林和草地之间的转化以及建设用地对其余地类的挤占。(2)研究期间,旱地景观趋于破碎化,建设用地呈集聚性的扩张趋势,其他景观类型相对稳定。总体上,景观格局呈破碎化发展趋势,景观连通性呈小幅上升趋势。(3)研究区水源涵养量年际变化呈现持续增长趋势,在空间分布上呈现中部低、南北两侧高的态势。水源涵养深度由高到低排序为灌木林>有林地>疏林地>草地>旱地>建设用地>水田>湖泊>水库坑塘。(4)景观破碎化的增加及斑块质量的提高,可提升喀斯特流域水源涵养功能,但过高的景观破碎化程度可能导致水源涵养功能...     

云南澜沧江流域景观格局时空动态研究

应用GIS技术和景观结构分析软件Fragstats3.3对云南澜沧江流域1985年、2000年的景观类型转化及其景观格局对比分析.结果表明,旱地、有林地、灌木林地、疏林地、高覆盖草地、中覆盖草地间的相互转化较频繁;在景观尺度上,区域景观破碎化程度下降,斑块形状变得较规则、简单,斑块的聚集度、连接性变好,景观多样性和均匀性增加;人类活动对景观格局的有利与不利影响,使各景观要素的结构与格局变化存在较大的差异性,其中,有林地、灌木林地、高覆盖草地的景观格局与区域景观变化相一致,而疏林地、中覆盖草地、水田、建设用地的景观格局与区域景观变化相反,旱田的景观格局变化较复杂;景观要素类型分布具有明显的垂直性,有80%的景观类型分布在海拔1 000～2 500 m之间,海拔2 500 m是澜沧江流域人类活动与该区景观类型的重要分界线,人类活动对澜沧江流域的干扰主要集中在中、低海拔地区.     

北川河流域典型林型水源涵养能力评价

森林是水源涵养功能的基础和载体,青海省北川河流域森林覆盖较好,但当前流域内林地的水源涵养情况尚不清楚.本研究选取青海云杉、白桦、华北落叶松、沙棘和青杨这5种在流域内典型树种,对林冠层、枯落物层和土壤层的10个与水源涵养功能密切相关的指标进行流域森林水源涵养分析评价,同时采用层次分析法获得各林种和各指标的权重.结果显示:在林冠层的比较中,青海云杉和白桦的水源涵养能力最佳,华北落叶松次之,沙棘和青杨居末;但在枯落物层的比较中,华北落叶松、白桦和青海云杉的水源涵养能力较好,青杨居中,沙棘表现最差;而在土壤层的比较中,青海云杉和白桦同样水源涵养能力较好,沙棘居中,青杨和华北落叶松较弱.同时,在利用层次分析法检验得到:青海云杉权重最高,达到25％,另外土壤层的水源涵养能力占林冠、枯落物和土壤这3层比重最大,为70.51％.综合林冠、枯落物、土壤和层次分析比较结果,当前水源涵养能力排序为:青海云杉林地＞白桦林地＞华北落叶松林地＞沙棘林地＞青杨林地.这一结果为进一步讨论流域内植被景观格局和空间优化配置提供了参考和理论依据.     

美国大流域长时间序列水土保持减沙效果分析

 为借鉴美国开发治理比较早的一些河流的经验教训,选择密苏里河上游的Willow、佐治亚州LloydShoals水库、韦科、田纳西河一级支流渡科河、科罗拉多河上游等5条较大的流域进行水土保持减沙效果分析。通过前后长达1032年的大流域、长时间序列的水土流失治理,在排除降雨和水利工程影响的因素,其下游河道减沙效果都很显著,减沙分别在38%～55%之间。     

桐庐生态公益林主要森林类型水源涵养功能综合评价

 对浙江省桐庐县生态公益林中主要森林类型的水源涵养功能进行评价。选取林冠截留率、枯落物层蓄积量、枯落物层最大持水率、土壤稳渗速率、土层厚度、土壤总孔隙度和非毛管孔隙度为评价指标,构建森林水源涵养功能综合评价方法。结合实测数据,对研究区各森林类型水源涵养功能进行评价。结果表明:水源涵养功能为青冈林>杉木林>毛竹林>香樟林>马尾松林>板栗林;青冈林的水源涵养功能属较好等级,杉木林、毛竹林、香樟林为中等,马尾松林、板栗林较差。     

水土保持在综合调控流域水资源配置中的作用

 水是人类社会发展和经济活动的重要战略资源。从总体来看,我国水旱灾害呈现出发生频率逐渐增大、灾情愈渐加重的趋势。水土流失是导致水旱灾害日益严重的重要原因之一。水土保持是水资源调控和优化配置的重要措施,是解决水问题,实现水利事业可持续发展的重要途径。从调控和优化配置水资源的角度出发,如何科学合理地配置水土保持措施,还有必要系统地开展理论和技术研究。     

黄河流域水土保持减水定额研究

 流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而水土保持减水定额又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。综合分析了水土保持减水作用现有主要研究成果,在对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,采用小流域综合治理法,计算出黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区的水土保持减水定额依次为245.5、118.5、471.9m3/hm2,并提出了推求黄河流域水土保持减水量的有效途径。     

黄河流域典型区域目标ET计算及水资源调配方案评估

为了解决在黄河流域基于径流-蒸散发(runoff-evapotranspiration,R-ET)的水资源管理模式中,区域目标蒸散发(evapotranspiration,ET)的合理确定问题,该文先梳理了目标ET的计算步骤,确定了各分项ET的计算方法,建立了目标ET的评估指标体系,通过研究实例进行验证。目标ET具体的计算步骤和方法为:第一步,根据当地的水资源情况制定方案集;第二步,针对不同的分项目标ET,分别采用分布式水文模型、遥感估算模型及用水定额法等方法进行计算;第三步,通过计算各方案的评估指标体系,进行可持续性、公平性和高效性的评估,确定最优方案。以黄河流域鄂尔多斯地区为研究实例,制定了5个计算方案,经过计算方案1为现状用水方案,目标ET值为468.79 mm;方案2为扩大引黄水方案,目标ET为450.89 mm;方案3为压采地下水方案,目标ET为432.95 mm;方案4为减少引黄水方案,目标ET为406.11 mm;方案5为节水方案,其目标ET为383.27 mm。通过综合评估可知方案5为最优方案。通过实例验证认为,该方法对于区域目标ET的确定是一种适用的、较准确的方法,也会为下一步黄河流域实施基于R-ET的水资源管理模式提供数据基础和技术支撑。     

采用最优控制方法计算我国森林涵养水源的价格

 为了更好地对我国森林涵养水源的价值进行研究和管理,促进森林生态补偿的发展,在相关研究的基础上,根据经济控制理论的知识,采用最优控制方法,通过收集我国7大流域森林面积、降雨量、蒸发量、径流量和GDP等数据,建立7大流域森林涵养水源的价格核算模型。结果表明：我国最优森林涵养水源的价格为1.043元/m3;所建森林涵养水源的核算模型具有统计学意义,也具有经济学含义。研究结果对森林生态效益补偿和水资源管理具有指导意义。     

水土保持林生长过程及碳密度的动态变化

刺槐是黄土高原主要的水土保持树种之一,对刺槐生长过程与碳密度动态变化的研究,是正确评价黄土高原水土保持林生态服务功能中亟待解决的关键问题.以山西吉县红旗林场马莲滩刺槐水土保持林为研究对象,采用样方(面积400 m2)调查和树干解析法,研究刺槐的生长过程,提出刺槐的树高生长模型、胸径生长模型、生物量与胸径的关系,并在此基础上模拟计算刺槐水土保持林生物量及碳密度的动态变化.结果表明:1)树龄12 a以前为刺槐树高和胸径的快速生长期,树高的平均生长速率可达0.63 m/a,胸径平均生长率为0.53 cm/a,树龄12a时树高可达6.9m、胸径5.19 cm、生物量10.18 t/hm2;2)利用建立的生物量预测模型得出,当树龄达到20 a时,刺槐水土保持林生物量的连年生长量最大,达2.99 t/hm2,树龄35 a时生物量的连年生长量曲线与平均生长量曲线相交,成为成熟林,总生物量达72.79 t/hm2,碳密度为35.52 t/hm2,对树龄35 a以上的刺槐水土保持林应该及时更新与改造.     

基于生态安全格局的干旱内陆河流域土地利用优化配置分区

为提高干旱内陆地区土地利用效率,促进土地资源可持续利用,该文以典型干旱内陆河流域石羊河为例,将GIS技术和土地利用优化空间配置模型应用到该流域土地利用优化配置研究中,提出了一种基于生态安全格局的土地利用优化配置新方法,并借助1986年、2000年和2014年3期土地利用数据对石羊河流域生态安全格局情景、耕地保护情景和自然发展情景3种模式下2030年的土地利用结构和布局进行了优化配置研究。研究结果表明：在生态安全情景下2030年耕地面积减少314.41 km2（5.32%）,但林地和草地面积分别增加1424.17 km2（33.85%）和1485.13 km2（12.05%）,同时未利用地也有较大幅度减少;而耕地保护情景则以土地开发和整治及宅基地还耕为主要目标,使得耕地到2030年增加5.85%（386.53 km2）,林地和草地分别增加7.61%（229.38 km2）和0.77%（84.58 km2）,而未利用地则减少3.91%（789.92 km2）;自然发展情景下其耕地、林地和草地到2030年均有减少,建设用地则有较大幅度增长。通过对3种综合考虑石羊河流域社会经济、生态及耕地保护等多方面的因素,研究结果认为耕地保护情景更为合理,既能保持耕地面积不减少,又能兼顾考虑生态恢复和城镇发展等方面的需求,而其它2种可为耕地保护情景进行补充和局部修正。     

北京滨河森林公园建设中的水土保持

 滨河森林公园是改善居住生态环境的重要措施,也是一项水土保持工程;然而,在其建设过程中不可避免地会产生水土流失。在分析滨河森林公园建设过程中水土流失形式及其成因的基础上,以房山新城滨河森林公园为例,提出北京滨河森林公园建设中的水土保持措施布置原则以及工程设计步骤,旨在为类似工程提供参考借鉴。