隆德县渝河山水林田湖草系统治理成效及做法

宁夏隆德县全面贯彻中央"节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力"治水思路,树立"绿水青山就是金山银山"的发展理念,统筹流域、区域、城乡、山川系统治理,以"控源截污、清淤疏浚、生态修复、河库共治、高效节灌"为抓手,整合水利、环保、林业、农牧等项目资金,实施了一大批生态建设项目,促进了渝河流域水资源的综合配置和高效利用、水环境的保护与治理、生态系统的恢复与重构。     

重庆市山水林田湖草生态保护修复试点实践与启示

山水林田湖草生态保护修复是新时代生态文明建设和国土空间综合整治的重要内容.基于重庆市山水林田湖草生态保护修复工程试点,梳理了试点主要做法,从四山环境质量、水质达标率、森林生态稳定性和土地利用效率4个方面总结了试点工作取得的成效,并提出坚持“人与自然是生命共同体”理念引领、建立一套行之有效的工作机制、发挥技术支撑作用、突...     

山水林田湖草系统治理在铁路工程生态修复中的应用

山水林田湖草系统治理是新时期铁路建设工程生态修复的重要指导方向。在分析铁路建设工程生态环境破坏特征基础上,从铁路建设工程路域范围的土壤、植被和水体3个系统要素角度,结合生态环境问题及生态破坏评估指标,提出铁路建设工程山水林田湖草生态修复理念和生态修复系统,构建山水林田湖草生态修复模式。今后应加强铁路建设工程地表变形远程监测预警系统研发,完善山水林田湖草生态修复模式,建立生态修复效果评价体系。研究结果可为铁路建设及类似线性工程生态修复提供理论参考和技术依据。     

赣州市山水林田湖草生态保护修复问题识别和技术探析

开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,是贯彻绿色发展理念的有力举措,也是破解当前生态环境与经济发展之间难题的必然要求。结合赣州市山水林田湖草生态保护修复试点项目,在对区域特点分析及主要生态问题识别的基础上,探析了生态保护修复工程实施路径及技术策略,阐述了山水林田湖草生态保护修复试点工程成效,提出了现阶段需解决的生态保护修复技术重点,以期进一步提升生态系统服务功能,持续改善区域生态环境质量,助推江西国家生态文明试验区建设,为类似项目的实施提供借鉴。     

浙江省钱塘江源区域山水林田湖草生命共同体健康评价

[目的]分析浙江省钱塘江源区域山水林田湖草生命共同体健康状况,为国土空间规划和生态管理提供科学参考。[方法]基于生命共同体理论与活力—组织力—恢复力(vitality-organization-resilience, VOR)生态模型理论,构建生命共同体健康评价指标体系。利用3S技术和社会经济统计资料,以县域为评价单元,对钱江源区域山水林田湖草生命共同体的健康状况进行评价和分级。[结果](1)2020年,钱江源区域的淳安县处于生命共同体健康状态,建德市、开化县、常山县生命共同体均为亚健康状态。(2)2015—2020年4个县(市)生命共同体健康指数总体呈上升趋势,健康指数上升趋势大小依次为：建德市>常山县>淳安县>开化县。(3)2020年,4县(市)中山水林田湖草子系统健康状态最好的为常山县,最差的为淳安县;生态系统健康状态最好的为淳安县,最差的为常山县。(4)钱江源区域林、田子系统结构及其生态服务功能有待提升优化。(5)生态修复试点工程对于提升钱江源区域生命共同体健康状态在一定程度上起到了积极的推动作用。[结论]钱江源区域山水林田湖草生态修复工程取得了阶段性成果。4...     

基于山水林田湖草系统的汤河流域生态修复研究

基于山水林田湖草系统理论对南太行地区汤河流域鹤壁市山城区段生态修复进行了研究。通过现状分析与现场勘查,明确了研究区在生态环境方面存在的主要问题,核心是水的问题;建立了研究区生态系统退化驱动力模型;提出了具体的分区修复方案,实施生态廊道构建、矿山生态修复、土地优化利用、林地草地修复、城市基础建设改造等5大类22项工程,以期能为南太行地区山水林田湖草生态修复提供借鉴与参考。     

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。     

地下咸水滴灌对内蒙古河套地区蜜瓜用水效率和产量品质影响的试验研究

在内蒙古河套灌区长胜试验站进行了蜜瓜的微咸水滴灌适宜性试验研究。灌溉水源为地下微咸水，水质的电导率从生育初期的3.3 dS/m到收获期的6.3 dS/m。该试验采用4种灌溉处理：按蒸发量的30%、60%、90%灌水(一行作物分别铺1、2、3条滴灌带)及不灌水的对照处理。各处理的灌溉水质和灌溉时间、灌水次数相同。试验结果表明：用微咸水滴灌灌溉的蜜瓜与不灌溉的蜜瓜相比，产量和品质都有较大的提高。60%处理的西瓜产量最高。4种处理(对照，30%，60%和90%)的水分生产效率分别为：25，20.5，18和11.37 kg/m³。在微咸水滴灌情况下，各处理土壤剖面盐分分布基本相似，表层土壤(0～10 cm)盐分积累高于下层土壤。各处理距离滴头50 cm处各剖面的盐渍度要高于距离滴头10 cm处各剖面的盐渍度。3种处理在灌溉结束后，土壤剖面的平均盐渍度和灌溉初期相比，基本没有形成土壤盐分的累积。     

基于“山水林田湖草泉”系统的济南市生态安全格局构建

[目的]构建具有城市特色的生态安全格局,以期为山东省济南市实现生态环境的保护与修复,以及区域协调发展提供思路,并为构建“山水林田湖草泉”一体的城市特色生态安全格局提供参考。[方法]以济南市为研究对象,基于InVEST对生境质量进行评价,进而从“蓝—绿—泉”3个角度识别生态源地,并基于自然地理、人为干扰活动两个方面构建阻力面,最后使用最小累积阻力模型(MCR)识别生态廊道构建生态安全格局。[结果]济南市生态源地面积为1 249.32 km~2,占总面积的12.20%;生态阻力面呈现“中间高,南北低,多团块”的特点;研究区共有生态廊道119条,总长1 395.37 km,形成南连泰山北通黄河的“山河通廊”;济南市高、中、低生态安全缓冲区占总面积的40.41%,构建了“一带、三区、两翼、九点、多廊”的生态安全格局。[结论]济南市生态源地主要分散于南部山区,纵横交错的河流起到了沟通物质能量信息的天然廊道作用。     

河套地区覆膜与裸地玉米随地积温变化的生长动态模型

利用实测资料和Logistic方程,分覆膜和裸地两种情况建立玉米根系和地上部分干物质随地积温变化增长的动态模型,模型均通过了0.001水平的显著性检验。由模拟结果可见,覆膜玉米土壤耕层地温的增高,有效地促进了根系的生长,覆膜玉米根长、根干重、根数、根体积均比裸地玉米长（多）7.5cm、16.3g、17.5条、3.6cm^3;覆膜玉米株高、茎干重、叶干重、LAI、穗干重、地上部分干重也均比裸地玉米高（多）4.1cm、19.7g、3.2g、0.6、253.5g、455.4g。说明只要改善环境条件尤其是地温,就可以促进玉米生长和提高产量。     

水盐交互作用对河套灌区土壤光谱特征的影响

为探究土壤水盐交互作用对Sentinel-2卫星光谱特征的影响,该研究以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域为研究区域,分别在2018年和2019年的4—5月共采集280个裸土期表层土壤样本,测定其土壤含水率和含盐量,并获取同步的Sentinel-2卫星遥感数据,构建基于土壤水盐-反射率原理的土壤光谱特征理论模型,在此基础上结合土壤水盐交互作用构建水盐交互模型,并比较2种模型对土壤光谱的模拟效果,分析土壤水盐交互作用对土壤光谱估算的影响。结果表明:1)土壤水盐交互作用对光谱的影响因波段类型和水盐含量的不同而有所不同。在可见光范围上影响相对较弱,其作用范围为-0.11～0.29;在近红外和短波红外范围上影响相对较强,其作用范围为-0.35～0.61;当水分或盐分中某个含量较高时对光谱影响较弱,在水盐含量程度相似时影响较强。2)与土壤光谱特征理论模型相比,水盐交互模型能明显地改善土壤光谱的模拟效果,能将模拟相关系数由0.14～0.44提升到0.29～0.59,均方根误差由0.032～0.082降低到0.029～0.068。该研究结果揭示了盐分和水分对光谱特征的干扰过程,为土壤盐分的估算提供策略与方法,...     

内蒙古河套灌区有效灌溉及盐碱控制的战略思考

位于中国干旱地区的河套平原,有着得天独厚的自然条件,在我国农业生产上占有重要的地位。但是这里没有灌溉就没有农业。长期过量灌溉引起了该地区土地的盐碱化。水资源短缺问题受到越来越广泛的关注,该地区引黄河水量将进一步削减,但另一方面随着社会和经济的发展,耕地面积将进一步扩大;农业节水和传统的用水洗盐方式是一对需要解决的矛盾。现代灌溉技术如喷灌、滴灌、微灌等无论是在技术上还是在经济上都很难在这里得到应用,地面灌溉方式在近期内仍将是主要的灌溉方式。合理的灌溉方式和地下水位的有效控制将是解决问题的     

河套灌区土壤盐分对化肥氮素转化过程的影响研究

土壤盐渍化严重影响土壤养分利用与生产力提升,为阐明土壤盐渍化对河套灌区农田土壤肥料氮素转化关键过程的影响。以内蒙古河套灌区不同含盐量土壤为试验材料,通过室内恒温培养试验,分析了不同盐分梯度下土壤中氮素转化的水解和硝化过程。试验共设置了低盐(EC_5:1=1.46 dS/m)、中盐(EC_5:1=2.19 dS/m)、高盐(EC_5:1=3.43 dS/m)3种盐分梯度,分别施用尿素和磷酸二铵两种化学氮肥。研究结果表明:①土壤盐分升高抑制了尿素的水解作用,高盐处理尿素的净水解量较中盐和低盐处理分别降低19.4%和27.1%,而土壤盐分在中盐时对磷酸二铵的水解表现出促进效应,中盐处理磷酸二铵净水解量较低盐、高盐处理分别提高33.6%和4.3%。②土壤高盐分会抑制硝化反应的开始,高盐处理相较低盐、中盐处理推迟3 d左右;土壤盐分升高对两种氮肥净硝化量的影响均表现为先促进后抑制的作用,中盐处理尿素的净硝化量,较低盐、高盐处理分别提高了8.6%和9.1%,中盐处理磷酸二铵的净硝化量,较低盐、高盐处理分别提高了19.1%和5.1%。③在等...     

节水改造前后内蒙古河套灌区地下水水化学特征

为了研究大型灌区节水改造后区域农田水环境的变化,该文通过对内蒙古河套灌区上中下游地下水进行系统取样分析,综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和图解法(包括H.И.托尔斯基汉方格图解法、Piper三角图示法和多矩形图解法(multi-rectangular diagrams,MRD)),全面系统地研究节水改造前(2007年)后(2008,2009年)内蒙古河套灌区地下水水化学的时空变异特征与3 a演变规律。结果表明:蒸发浓缩和阳离子交换是控制灌区地下水水质演变的主要水文化学过程;与2007年(节水改造前)相比,2008和2009年HCO3-在河套灌区地下水中绝对含量由在阴离子中最小变为最大成为地下水的主要阴离子;Ca2+、Mg2+、HCO3-的变异系数相对较小,它们在地下水中含量相对稳定。Na+、Cl-、SO42-的变异系数较大,它们在地下水中的含量变化较大,是随环境因素而变化的敏感因子,是决定地下水盐化作用的主要变量。整个灌区地下水的主要化学类型为HCO3—Na型、SO4—Na型和Cl—Na型,Cl—Na型水和SO4—Na型水主要分布在灌区的上游和下游,HCO3—Na型水在灌区上中下游都有分布。与2007年(节水改造前)相比,2008年和2009年HCO3-浓度有所增加,Cl-和Na+的浓度有所减少,灌区地下水向着淡化,对作物危害减小的方向转变。全灌区地下水水化学类型时空变异十分复杂,沿着地下水总体水流的方向(灌区上游→灌区中游→灌区下游)Na+占主导地位的趋势越来越明显,在地下水化学类型上,2008年和2009年HCO3-在阴离子占主导地位的化学类型多于2007年(节水改造前)的。与皮伯三线图解法和H.И.托尔斯基汉方格图解法相比,多矩形图解法提供了更明晰、易懂的水化学类型的信息,对于处理复杂地下水化学系统,多矩形图解法的优点更为显著。研究结果为灌区节水改造规划实施对农田水环境的影响进行合理评价提供科学参考。     

内蒙古河套灌区土地利用与景观格局变化研究

利用1985年和2000年的土地利用数据，对内蒙古河套灌区的土地利用变化及景观格局变化进行了研究。借助GIS软件ArcInfo和ArcView及景观格局分析软件包FRAGSTATS等软件，分别对灌区的土地利用变化总体特征、速度、变化过程以及景观级别的动态特征进行了分析，同时，比较了灌区土地利用变化以及景观变化的区域差异。结果表明：灌区中的耕地与草地占绝对优势，表明灌区以农牧为主的社会经济结构；土地退化现象十分明显，26.9％的高覆盖度草地转化为中覆盖度草地，部分低覆盖度草地转化为荒漠地，耕地退化主要表现为     

内蒙古河套灌区农田土壤中微塑料的赋存特征

为阐明内蒙古河套灌区农田土壤中微塑料的赋存特征及其与覆膜年限、灌溉类型等的响应关系,该文采用田间取样与室内试验相结合的方法进行了系统研究,分析了研究区地膜覆膜现状,并考虑覆膜年限(覆膜5、10、20 a)及灌水方式(滴灌和畦灌)2个因子,探索了河套灌区农田土壤中微塑料的丰度、类型、颜色、粒径等赋存特征,并通过扫描电镜、能谱仪等对微塑料表面特征及表面附着物进行观察与分析。结果表明:内蒙古河套灌区不同覆膜年限下(5、10、20 a)土壤中微塑料平均丰度分别为2526.00、4352.80、6070.00个/kg,单层土的微塑料含量最大值(2133.50 ind/kg)出现在覆膜20 a的0~10 cm土层,最小值(678.00个/kg)出现在覆膜5 a的>20~30 cm土层;不同覆膜年限和灌溉类型影响土壤微塑料丰度,滴灌农田微塑料丰度值略大于畦灌农田,在不同土层深度上微塑料丰度值随土层深度增加逐渐减小;微塑料类型主要有纤维类(23.34%)、碎片类(26.31%)、薄膜类(38.57%)和颗粒类(11.78%)等4种,且薄膜类在不同土层占比都较高,微塑料颜色包括黑色、透明、绿色、红色、蓝色等,比例分别为24.56%、23.83%、19.34%、16.52%和15.75%,其中0~10 cm土层中微塑料以黑色为主,占比30.25%,在>10~20、>20~30 cm土层中微塑料以透明为主,占比30.15%和29.23%,粒径则随覆膜年限增加而呈逐渐减少趋势,粒径小于1 mm的微塑料居多,随着覆膜年限的增加,微塑料粒径在0~10、>10~20、>20~30 cm土层间的差异逐渐减小,且粒径大小与灌溉类型无显著关系(P>0.05);微塑料样品表面特征粗糙,呈现不规则孔隙,纤维类、薄膜类和碎片类微塑料均具有较多规则微小孔隙,而颗粒类微塑料表面孔隙则不规则且呈凹凸状,土壤中微塑料的多孔特性造成微塑料比表面积增大,进而增加对土壤中其他污染物和微生物的吸附;微塑料的表面孔隙附着有机体和污染物,表面存在稳定的铁氧化物、稀土元素等,并容易形成有机-无机复合污染效应。研究对于明晰微塑料在河套灌区土壤中的分布现状及危害具有重要意义。     

基于SHAW模型的内蒙古河套灌区秋浇节水灌溉制度

根据内蒙古河套灌区秋浇节水与土壤盐渍化防治的需要,利用SHAW模型模拟确定了不同盐渍化土壤合理的秋浇节水灌溉制度。结果表明：对于轻度盐渍化土壤,秋浇定额一般为142～183 mm,秋浇时间为9月28日－10月23日;对于中度盐渍化土壤,定额应该为180～200 mm,时间在10月14日－18日;对于重度盐渍化土壤,一般不种小麦,而种葵花等耐盐作物,定额为200～225 mm。因此,对于该灌区应该根据不同的土壤盐渍化程度,合理地安排秋浇。     

基于气候背景的作物种植条件综合评价概念模型及其应用——以内蒙古巴彦淖尔河套灌区为例

为更好地适应气候变化大背景下作物种植条件变化,对各地区的作物种植条件进行综合评估已迫在眉睫。本研究应用层次分析法,基于天气学、气候学和农业气象学等原理,结合地方生态和经济发展需求,选取气候资源、灾害防御、种植配套条件3大类准则层,并选定包括光照资源、热量资源、水资源、空气质量、气象灾害、病虫害以及土壤条件、地理环境、基础设施、管理制度等相关14类小项指标,设计作物种植条件综合评价体系框架;然后通过统计分析设定14类小项指标评分细则,最终构建作物种植条件综合评价概念模型。并利用所构建的概念模型对内蒙古巴彦淖尔河套灌区主要作物种植条件进行综合评价应用试验。评估结果显示:巴彦淖尔河套灌区光照资源充足、热量资源较稳定、气候适宜度高、灌溉条件优异,春小麦、玉米和向日葵等主要作物关键生长期综合日照保证率、综合积温保证率、综合气温适宜保证率均高达85%以上,水分保证率100%,气温日较差较大,空气质量优良,灌区土壤肥沃;高温、大风、冰雹、暴雨等主要气象灾害及病虫害发生频率低,预报与防御能力较强;自然、地理、人文、政策等各类资源配置优势突出,综合分析评价得出该地区作物种植条件为Ⅰ级优良。综合分析可见,本概念模型选取的指标之间既相互联系又相互独立、具有层次性和结构性,是能定量反映区域气候系统和相关配套条件所构成的有机整体;指标获取便捷、可操作性好,评估结果可靠性良好,可推广于不同地区或不同作物的种植条件综合评价,为实现农业的生态化、可持续性发展保驾护航。     

黄土高原小流域水循环GIS设计与实现

探讨了小流域水循环地理信息系统(GIS)的研究和构建：其中包括GIS在水文水资源系统中的应用模式,小流域水循环地理信息系统的系统设计的原则,系统架构设计和系统功能设计。应用组件式技术,采用新一代组件式GIS开发平台ArcObjects与可视化开发语言VB,以黄土高原六道沟小流域为例,设计建立小流域水循环空间数据库和属性数据库,并在此基础上,建立了小流域水循环地理信息系统。系统能够采集、表达和输出小流域水循环过程各类数据,系统还提供实现水文模型与系统的集成接口,为黄土高原小流域水循环过程研究提供数据采集、表达和分析支持。