小集水区生物多样性工程之设计

依据国际生物多样性公约,世界各国从1992年以来,在环境保育利用与经营管理上,无不以生物多样性之规划设计为考虑。因此,为了集水区的水土资源保育与生态永续经营之长远目的,台湾特殊地之泥岩地区刺竹林之林相更新或竹林地复层植被之建立,有其必要性与迫切性。然有关泥岩地区之相关试验研究虽多,但目前对于持续扩大之自然裸坡则尚无良好对策与方法。以小集水区整体环境重建构想,提出小集水区生物多样性之设计,并配合土木工程之生态复育工法。经调查研究结果之泥岩坡面裸化、冲淤过程以及植被坡面保育功能等适宜性整治有所更深入了解与助益,且可对持续扩张之泥岩裸露地加以控制,提供一套具体可行之生态复育方式。经多年之调查结果,已显现其生物多样性效果,而就地取材的连续性拦阻及生态环境之营造,以及改善当地微气候之生物多样性营造方式,并可在小集水区进行区域生态足迹追踪,进而达到可预期之生态需求。     

台湾西南部刺竹更新与泥砂控制工法

刺竹目前占台湾西南部泥岩地药之绿蔽率达８０％以上，虽为早期最主要之适生造林树种，但其具有排泄他性，造成林下地表植物不易入侵，此外，刺竹之耗水量大（蒸散量大），且根域保水力差，茎干丛生于坡顶之风摇作用与浅层性须根系型特性，使竹林地区易造成坡面基脚侵蚀或坡面崩滑之情形。若为水土资源保育之宅远考量，泥岩地区刺竹林之上更呈竹林地复层植被之建立，有甚必要性与迫切性，。有关泥碉地区之相关试验研究虽多，但目前对     

泥岩边坡植生技术研究

为建立泥岩人工边坡植生技术体系,本计划於旗山184线公路25km处试区进行第4年观察,结果表明①理想植生斜率;1:1.5及1:2区历经77,78、79、80年台风豪雨均保持稳定植生覆盖良好。②本年度调查分析182线试区结果,坡长5～7m构筑一条截水沟坡面冲蚀最小,坡长愈长,冲蚀愈烈。③泥岩理化性质的改良以施用泥炭土最为明显,泥炭土本身pH值4.7,含腐植酸35%以上,有机质90%以上,施在pH值8.6的泥岩中有显着改良土质,促进植物生长之功能。④在泥岩自然坡方面经植生带铺植进行初期观察,由於成活良好,值得继续深入探讨。本计划针对建立复层植被研究采用两种方法进行试验探讨:①一次植生法（播种法）:裸露坡面经整坡后,混合草本、野花木本种子。建立一年后,地被草花本本植物均发芽成长良好,渐具复层植被雏形。②二次植生法（植苗法）:先播种百喜草、百慕达等草类;当成活率达80%时再种植乔木、灌木及野花,栽植后木本植物的成活率达90%以上,成效良好。复层植被建立后,可使土壤表层获得完密的植物覆盖及保护,土壤中且有深浅不同的植物根系可固结土壤,对提升道路边坡稳定及泥岩植生绿化有更实际的成效。     

高速公路关庙休息站边坡保护工程之效果

台湾第二高速公路南部路段之地理位置为横跨台南、高雄、屏东三县,沿线通过地质复杂的泥岩、砂岩及砾石层等地质区,经常导致土壤冲蚀、边坡崩塌且有危及行车安全与公路景观。针对其中关庙休息站周边边坡所实施之水土保持处理措施进行调查与评估,探讨不同边坡保护工程之处理情况下,对当地之植被复育、土壤物性与边坡稳定性等影响。研究结果得知,南二高关庙休息站周边道路边坡均属于泥岩地区,初期所构筑的边坡过陡,植生不易,调查发现铺设植生网地区较容易导致土壤硬度偏高、植物生长情形不佳、冲蚀量增加,而水泥型框工法则有较佳的边坡保护效果     

台湾特殊地质区水土保持工法之运用

防冲蚀截水草沟藉由在沟槽中加销一或多层具柔韧、耐腐蚀等材质之细网围保护网,并於沟中以50cm间距铺钉一束防冲截留束,可有效强化沟槽抗水流冲刷能力。防渗蚀喷浆式排水沟系藉由沟底增设渗流水截导装置,并以高压推力将泥浆强力的嵌入泥岩沟槽每一缝隙,使沟体等坡面紧密契合,再於两沟侧施设可遇热游移或触水膨胀等功能之防渗措施,有效排除传统排水沟於泥岩坡面施设后沟体易产生裂隙、断裂之问题,使其能稳定发挥其功能。防冲蚀植生挡土栅施工法具材质轻巧、设置简易、可随坡表微地形紧贴坡面,并能蓄积多量植生材料及发挥分段排除坡面水等多种功能,这些特征适可有效因应泥岩恶地各项立地条件。解决昔日坡面植生工程各项问题。     

台湾泥岩集水区整体生态经营策略之研究

台湾泥岩为全省山坡地灾害中最难整治的地区，素有台湾坡地之癌的恶地称谓，其特征为干旱时坚硬，热胀冷缩易呈片状剥落，潮湿时则泥演滑落，以致水土灾害频繁，而在裸露坡面，年平均冲刷深度更高达7．5cm，犹以东南坡向最严重，在生态方面，由于裸露面积迅速扩大，植被纯林化与栖地破坏，造成区域生态之失衡，生物歧异度遽减及微气候异常等，因此，汇整十几年来各方专家学者之经验与成果，拟就泥岩地区主要之冲蚀控制，水土保持工程与生态复育，监测方法加以配合，提出泥岩集水区整体生态经营与治理之相关问题对策。     

植被覆盖对水土流失影响的研究

通过对裸地坡面和植被坡面进行水土流失观测,结果表明,每年绿化坡面的泥沙量是裸地坡面泥沙量的2%。相对同等雨强的绿化坡面泥沙流失的平均粒径约为裸地坡面的1/2;渗透能力、曼宁糙率系数和土壤表层的干燥密度一直随植被的增加而增加。另外,把损失雨量、曼宁糙率系数及流失发生区面积作为参数,使用流失模型和流沙量公式进行表面侵蚀造成泥沙流失量的模拟计算,其实测值得到了证实。     

台湾溪流生态工法的研究综述

 成功的生态工法,需要与生态原理相调合的设计方法论;近年来,台湾溪流整治工法逐渐尝试不同方式,亦考虑当地生态环境及水中栖息生物。在诸多案例中,有些堆石护岸工法虽已达生态保育目的,但一经台风或豪雨,常造成严重之冲蚀或破坏;所以在溪流整治时,必须充分了解溪流特性,并经审慎评估后,以最佳施工方法及生态观念相结合,建立适合台湾溪流之生态工法。     

贵州喀斯特地区降雨强度对土壤侵蚀特征的影响

降雨对坡面产流、侵蚀过程及养分流失有重要的影响,选取我国西南喀斯特地区作为研究区域,采用人工降雨方法,研究了不同降雨强度对贵州喀斯特地区(裸地和植被覆盖小区)与土壤侵蚀特征的影响。结果表明:(1)在不同降雨强度下,裸地和植被覆盖小区初始产流时间均随降雨强度的增大产流时间提前,并且裸地和植被覆盖小区初始产流时间在不同降雨强度下差异均显著(p0.05)。(2)裸地和植被覆盖小区径流速率在5~6min之后保持稳定,径流速率均随雨强的增大而增大;不同降雨强度下,径流速率均表现为裸地植被覆盖小区。(3)裸地和植被覆盖小区输沙率变化表现为快速增大、迅速减小、缓慢减小和趋于稳定4个阶段,不同降雨强度下,输沙率均表现为裸地植被覆盖小区。(4)裸地和植被覆盖小区总径流量和总侵蚀量随雨强的增大而增大,裸地坡面各降雨强度下坡面总径流量差异均显著(p0.05),25,50mm/h降雨强度下植被覆盖小区坡面总径流量差异不显著(p0.05),相同降雨强度时总径流量表现为裸地植被;25,50mm/h降雨强度下裸地和植被覆盖小区坡面总侵蚀量差异不显著(p0.05),相同降雨强度时总径流量和总侵蚀量均表现为裸地植被覆盖小区。(5)裸地坡面侵蚀养分中DP,K~+,SEP和SEK含量均高于植被覆盖小区,其中裸地坡面侵蚀养分DP,K~+和SEK含量均显著高于植被覆盖小区(p0.05),而SEP含量二者差异不显著(p0.05)。(6)相关性分析表明降雨强度为75,100mm/h时,裸地和植被覆盖小区侵烛泥沙养分含量与泥沙流失量间的相关性明显优于降雨强度为25,50mm/h时,相同降雨条件下裸地侵蚀量与养分含量的相关系数基本高于植被覆盖小区。以上研究结果表明植被覆盖具有减沙减流、减少土壤侵蚀及养分流失等作用。     

水力侵蚀下砒砂岩区植被格局对微地形和侵蚀的影响

[目的]研究植被格局下微地形与侵蚀的关系,可为砒砂岩地区坡面侵蚀规律研究和水土流失防治提供理论参考。[方法]以砒砂岩区鲍家沟流域内的3种植被格局(均匀分布、聚集分布、随机分布)坡面为研究对象,通过自然降雨条件下采用野外径流小区实测结合三维激光扫描技术,分析了植被格局对微地形和侵蚀的影响。[结果]降雨后不同植被格局坡面的产流量、产沙量依次为裸坡坡面>聚集分布坡面>随机分布坡面>均匀分布坡面,与裸坡相比,均匀分布坡面的产流量、产沙量分别减少了64%,75%,其径流泥沙的拟合函数为Y=0.3619x^0.7309,R²=0.9866;不同植被格局坡面侵蚀—沉积的空间分布存在一定差异,与其他坡面相比,均匀分布格局坡面的土壤侵蚀强度最弱,侵蚀区面积最小,为12.38 m²,沉积区面积最大,为3.44 m²。不同植被格局坡面地形因子均随降雨呈现增大的趋势,且与裸坡坡面相比,聚集分布坡面地表粗糙度、地表起伏度、地表切割度、微坡度增幅最小,分别为5%,2%,0.5%,9%。聚集分布坡面地表粗糙度与产...     

不同土地利用与覆盖之景观生态水文变迁探讨

以景观生态理论为基础,配合水文现象的变化,应用统计分析技术计算各种景观生态指标,生态意涵在不同时期上之变异与能量循环上之改变及其生态代表意义,结果显示嵌块体的聚合大多由泥岩及竹林二种景观所造成,对于不同时期之景观生态变迁,因素分析之三个主成分的解释变异达93.2%.景观嵌块体形状因子与水质之有机营养盐供给因子,具有整体性的高相关性.在景观生态水文方面,景观多样性均一度因子,也能显著地影响到与水库淤积量、冲蚀深度有关之集水区土壤冲蚀因子.综合结果可知泥岩景观嵌块体较为破碎,边缘指数较高,因此能量、物质和营养     

南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征

植被是南方红壤区水土流失治理的主要措施,为了研究不同的植被措施对坡面产流产沙的影响,以及对坡面侵蚀的抑制效果,在福建省长汀县选择乔灌草、灌草、草本、农作物、乔灌、封山育林、经济林等各植被措施下的标准径流小区,通过观测各种植被措施坡面的产流产沙情况,分析比较各小区的水土流失特征。结果表明植被能较好地调控坡面地表径流和土壤侵蚀。不同植被措施下坡面产流产沙分异规律明显,相对裸地,盖度高的乔灌草、灌草、草本等措施的水土流失量最小,水土保持效果最为明显。在不同的降雨量条件下,不同植被措施的坡面水土流失情况也表现出显著的差异。因此,在未来南方红壤植被恢复与生态环境建设过程中,通过各种植被治理措施的逐步实施,对改善当地的生态环境和水土流失的防治具有重要的意义。     

典型草原大型露天煤矿排土场边坡水蚀控制效果

以典型草原区大型露天煤矿排土场边坡不同治理措施为研究对象,利用标准径流场定位观测设施对不同治理措施植被生长-枯萎期间的次降雨产流产沙过程进行了连续观测,研究结果表明:在边坡植被恢复初期,由于实施治理措施对边坡的强烈扰动,不合理的治理措施导致边坡的土壤侵蚀量大于裸地;当植被盖度大于35%时,不同治理措施的拦沙、蓄水、入渗能力明显强于裸地;降雨强度与降雨量是边坡产流产沙的主控因子,随着降雨强度和降雨量的增加而增加;裸露边坡的土壤侵蚀模数最大,为14 183 t/(km2·a),生态袋一字型布设措施的土壤侵蚀模数最小,为5 179 t/(km2·a);生态袋一字型布设措施的土壤侵蚀模数是裸露边坡的36.5%,是沙地柏+绣线菊灌丛(植被恢复4 a)的81.5%。可见,排土场边坡是一种极强烈侵蚀的人工再塑地貌,对其采用合理的生物措施+工程措施的治理措施要优于单纯的生物措施,是控制矿区排土场边坡土壤侵蚀的最有效途径之一。     

不同植被盖度对三峡库区边坡减蚀的室内模拟降雨研究

为探究气候和植被覆盖度变化对三峡库区消落带库岸边坡的影响,通过开展人工模拟降雨试验,分析不同雨强和植被覆盖度(0,30%,50%,70%,90%)下坡面侵蚀规律及变化特征。结果表明：(1)在不同雨强下,植被边坡侵蚀累计产沙量均随植被覆盖度的增加呈现下降趋势,整体下降演变的趋势可分为迅猛—平缓—稳定3个阶段,三峡库区消落带库岸边坡的临界盖度为50%～70%,维持植被覆盖度在此区间可以有效抑制坡面的泥沙损失。(2)同一植被覆盖度条件下地表径流相对系数与雨强呈正相关。同一雨强条件下地表径流相对系数与植被覆盖度呈负相关,说明坡面植被可以有效地阻滞地表径流,对水土流失具有一定的抑制作用。(3)选用Horton降雨入渗模型分析不同植被覆盖度对降雨入渗速率影响,发现不同植被覆盖下边坡降雨入渗大体分为降雨初期迅速减小,中期减小幅度变缓,后期逐渐趋于稳定3个阶段。植被覆盖度越大,稳定入渗率越高。研究成果可为三峡库区库岸边坡水土流失治理与推动长江生态环境保护修复提供理论参考。     

三峡库区腹地流域类型与土壤侵蚀的关系

[目的]探讨三峡库区腹地流域类型与土壤侵蚀之间的关系,为保障该区防洪和生态安全提供依据。[方法]以三峡库区腹地中的开县、云阳县、奉节县、巫山县和巫溪县5个县作为研究区,基于遥感和地理信息系统技术,探讨小流域类型划分及其与土壤侵蚀之间的关系。[结果]研究区小流域类型可分为3种:(1)第一分水岭外已建坝小流域主要分布在800~1 200m,15°~35°的石灰岩分布区;(2)第一分水岭内小流域高程主要集中在300~800m高程带,15°~35°坡度段的泥页岩、泥岩及砂岩上,土壤侵蚀强度正在逐渐增加;(3)第一分水岭外未建坝小流域主要分布在800~1 200m,15°~35°坡度带的泥灰岩、泥岩上。[结论]第一分水岭外已建坝小流域其土壤侵蚀综合指数呈下降趋势,第一分水岭内小流域是需要重点关注和治理的地带,第一分水岭外未建坝小流域是进行水土流失治理的关键地带。     

雨强和植被覆盖度对红壤坡面产流产沙的影响

为探究雨强和植被覆盖度对花岗岩红壤坡面产流产沙的影响,通过室内人工模拟降雨试验,分析了不同雨强(0.5,1.0,1.5 mm/min)和植被覆盖度(0,20%,40%,60%)下坡面侵蚀的产流、产沙规律及相关关系。结果表明:(1)同一雨强下,初始产流时间随植被覆盖度增加而延迟,并随雨强增大而提前,雨强越大,产流时间提前越明显;(2)各坡面径流率、侵蚀率随植被覆盖度增加而减小,且植被覆盖度越高,径流率和侵蚀率波动范围越小,侵蚀过程越稳定;(3)有植被覆盖的坡面,产沙主要以0.25 mm的水稳性团聚体为主,侵蚀泥沙中0.25 mm水稳性团聚体比重随雨强增大而增加,且增加的幅度随覆盖度的提高而减小;(4)雨强、植被覆盖度均与产流时间、径流率、侵蚀率呈现极显著相关关系(P0.01),且坡面产流过程与雨强变化的相关性大于其与植被覆盖度变化的相关性,坡面产沙过程与植被覆盖度变化的相关性大于其与雨强变化的相关性,不同雨强下植被覆盖坡面累积径流量和累积产沙量关系符合幂函数模型(R~20.98)。研究结果可为南方红壤丘陵区水土流失治理与生态恢复提供科学参考。     

内蒙古十大孔兑西柳沟流域土壤侵蚀及水土保持措施调查

[目的]内蒙古十大孔兑地区属黄河中上游多沙粗沙区和生态脆弱区,对该区典型流域西柳沟的土壤侵蚀进行实地调查,分析流域土壤侵蚀特征及成因,为该区水土流失防治提供科学依据。[方法]于2022年9月19—26日和2023年6月21—26日沿X640解柴线(解家营—柴沟堡)和G109京拉线(北京—拉萨)2条公路分别布设15个调查点和14个集水区,对调查点及集水区植被、土壤、土壤侵蚀特征和水土保持措施等进行调查。[结果]流域内草地片蚀较为严重,耕地侵蚀不严重,沟谷内裸地风蚀较为严重。上游黄土高原丘陵区沟蚀严重,且溯源侵蚀、下切侵蚀及沟岸扩张未停止,伴随较为严重的重力侵蚀。中游风沙区以风水复合侵蚀为主,大幅增加了流域的产沙总量。流域内道路建设及边坡开挖等人为扰动进一步加剧了侵蚀风险。径流泥沙含量测定结果验证了流域泥沙的主要来源为上游地区。流域内水土保持措施以植被措施及工程措施为主,虽已起到一定水土保持作用,但由于形式单一而未能发挥理想效果。[结论]西柳沟短历时高强度的降雨特点叠加下层砒砂岩土壤条件共同加剧了该区土壤侵蚀,经济发展压力下的人类活动扰动加剧了生态风险,当地政府亟需持续增加水土保持投入,提...     

Monitoring of soil erosion and assessment for contribution of sediments to rivers in a typical watershed of the Upper Yangtze River Basin

An assessment of the effectiveness of soil conservation practices is very important for watershed management, but the measurement over a small area does not necessarily represent the truth over a large area. Monitoring of soil erosion and analysis of sediment delivery were carried out in the Lizixi watershed (which is typical of the Upper Yangtze Basin, China), using remote sensing and a geographic information system (GIS). Land‐use and land‐cover maps were prepared by an interpretation of 1986 and 1999 images from SPOT and Landsat TM. Slope‐gradient maps were created from digital elevation model (DEM), while merged images of SPOT and Landsat TM were used to obtain land‐use information. The area of soil erosion was classified by an integration of slope gradients, land‐use types and vegetation cover rates, and soil erosion rates and their changes were calculated in a grid‐based analysis using an Erdas GIS. The change in sediment delivery ratio was estimated based on the changes in soil erosion rates from both monitoring and the truth survey. There was a reduction in soil erosion rate of 4·22 per cent during a 13‐year period after soil conservation practices were adopted in the Lizixi watershed. The amount of sediments transported into rivers has decreased by 51·08 per cent during the same period due to an integrated application of biological and engineering measures. The comparison of soil erosion severity between pre‐conservation and post‐conservation revealed that soil loss has been obviously diminished and the measures were quite effective. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.