西南岩溶石漠化区水土流失现状与综合防治对策

以2005年在滇、黔、桂岩溶石漠化区科学考察活动取得的成果和近年来水土流失与石漠化的遥感解译资料为依据,分析西南岩溶石漠化地区的水土流失现状,揭示了西南岩溶石漠化地区水土流失问题的严重性与过程的特殊性。根据西南岩溶石漠化地区的生态环境特点与当前水土流失防治中存在的问题,提出了水土流失综合防治对策。     

石漠化地区水土地下漏失治理

岩溶区的水土流失具有特殊性,地上与地下流失并存,而且水土的地下漏失常被忽视。本文从自然因素和人为影响两个方面简述了石漠化产生的原因。在此基础上,重点分析了石漠化地区水土地下漏失的危害、水土地下漏失的作用机制,并通过综述土壤地下漏失研究方法,提出了石漠化地区水土地下漏失防治措施建议。研究旨为岩溶石漠化水、土地下侵蚀控制提供依据和参考。     

中国南方石漠化地区禽畜粪便分布与能源化模式

摸清中国南方石漠化地区的畜禽粪便资源能源化底数,构建禽畜粪便资源的能源化利用模式,对于提高喀斯特森林生态系统服务功能、能源生产与消费革命等具有极强的现实意义。该研究以中国南方喀斯特石漠化问题严重的贵州省为研究区,以贵州省9个市/州的统计年鉴为数据来源,运用数理统计方法对贵州省4类畜禽粪便资源量、人均禽畜占有量等进行潜力估算,明确了贵州省畜禽资源地域性特征,揭示了贵州省畜禽粪便资源量在喀斯特县和非喀斯特县差异性,以及与石漠化等级之间的关联性,提出禽畜粪便资源能源化利用的生物天然气模式,测算了该模式的环境、社会和经济可行性。结果表明,2017年贵州省4类畜禽粪便理论资源量5 287.40万t,可收集资源量为3 635.86万t,牛粪和猪粪占绝对优势;空间上呈现东南向西北增长趋势,县域差异显著;肥料化资源量为1 815万t,可能源化资源量为1 820.86万t;以禽畜粪便为原料的沼气工程模式在高原山地潜在-轻度石漠化地区具有良好的经济性和可行性,巩固了石漠化治理成效且增加了农户健康和福祉。     

我国石漠化现状及其防治综述

 从概念、分布范围、成因、研究现状、防治技术和措施等方面对我国石漠化进行分析,提出了石漠化的研究思路、防治技术和措施。     

中国西南地区石漠化对玉米旱灾风险的影响

为做好喀斯特地区农业旱灾风险防范,揭示石漠化程度对作物旱灾风险的影响机制。该文基于灾害系统理论,引入基于物理过程的农作物模型EPIC(erosion productivity impact calculator),考虑西南喀斯特地貌背景,以水分胁迫累加值作为致灾因子,与玉米产量损失进行脆弱性曲线模拟,基于此开展不同石漠化程度区玉米旱灾产量的致灾和成灾损失风险评估。结果显示,中国西南喀斯特地区玉米受旱减产的风险呈现从西北到东南增加的趋势。在4种风险水平(2、5、10、20年一遇)下,面积占比最大的产量损失率主要集中分布在0.4~0.5区间内,这主要由地形地势、降水差异和承灾体的脆弱性所共同决定的;受石漠化影响,土层厚度为40 cm时,4种风险水平对应的减产率分别为5.8%、6.1%、7.8%、8.2%;该研究可以为中国第三大玉米主产区-西南山地玉米区的农业灾害预警和保障国家粮食安全提供重要的科学依据和技术支持。     

我国西南岩溶区土壤侵蚀强度分级标准研究

中国西南岩溶区碳酸盐岩成土物质先天不足,沿用水利部颁布的SL190--1996《土壤侵蚀分类分级标准》,显然与岩溶区的实际情况不适应。在分析影响西南岩溶区碳酸盐岩风化成土因素的基础上,收集相关的资料、数据和图层,估算西南岩溶区碳酸盐岩的风化成土速率,并将成土速率作为土壤允许流失量,厘定西南岩溶区土壤侵蚀强度的分级标准,结果表明,微度、轻度、中度、强度、极强度和剧烈侵蚀标准分别为〈30、30—100、100～200、200～500、500～l000、〉1000t／（km2·a）。根据西南岩溶区土壤侵蚀过程的基本特点,对该地区以后的水土保持工作提出以下建议：1）抓住土壤侵蚀过程关键环节重点防治,2）不同岩溶石漠化区采取不同水土保持对策,3）积极推进生物篱技术,4）加强岩溶区土壤改良技术研究,提高基本农田的生产效率。     

区域尺度喀斯特区石漠化强度对土壤流失的影响

石漠化和水土流失是西南喀斯特区突出的生态问题,制约着社会经济的发展。目前,石漠化与土壤流失的耦合关系尚未系统探明,石漠化强度评价因子植被盖度、土层厚度和基岩裸露率的交互作用如何影响土壤流失知之甚少。基于石漠化现状的调查,采用RUSLE模型、Getis?OrdGi*、地理探测器等方法,测算了贵州喀斯特区土壤侵蚀状况并识别了冷热区分布,量化了石漠化强度评价因子与土壤侵蚀之间的关系,解析了因子组合对土壤流失的交互影响。结果表明：1）贵州喀斯特区土壤侵蚀以中度和微度侵蚀为主,平均土壤流失率17.69 t/(hm2·a),侵蚀热区（重点防治区）主要集中在贵州西部经济相对欠发达区,侵蚀冷区（轻微区）则主要集中在黔北遵义市和黔中贵阳市等经济相对发达区。2）土壤流失随石漠化强度评价指标植被盖度、土层厚度的增加呈降低趋势,随基岩裸露率的增加则呈增加趋势;石漠化与土壤流失之间并非简单的线性关系,而呈复杂的非线性关系,3个评价因子分别以三次曲线函数、指数函数和反正弦函数拟合优度最高。3）石漠化强度评价因子对土壤流失空间分异的解释力依次为植被盖度、基岩裸露率和土层厚度,且因子组合对土壤流失的交互影响均呈非线性增强,其中基岩裸露率与植被盖度的交互作用起主导作用,其次是土层厚度与植被盖度,基岩裸露率与土层厚度的解释力最小。研究结果可为喀斯特区水土流失、石漠化的协同防治提供理论参考。     

利用Landsat热红外遥感调查广西平果县石漠化现状和变化特征

喀斯特石漠化是我国西南地区严重的生态问题,通过对喀斯特地区岩石热特性的探究,提出基于热红外遥感的石漠化监测方法.以平果县为研究区,利用2006年Landsat 5和2014年Landsat 8热红外遥感影像计算亮温,参考高分影像建立典型样本区并分析样本区亮温,确定不同石漠化等级的亮温阈值,最后对全县石漠化进行等级划分,并分析平果县石漠化变化.平果县2014年石漠化分级结果显示:非石漠化占18.47％;潜在石漠化32.9％;轻度石漠化占24.8％;中度石漠化占18.94％;重度石漠化占4.89％.平果县2014年石漠化整体情况较2006年有所好转,局部区域石漠化有恶化的趋势.本研究通过确定适当的夏冬季亮温差阈值可以有效地对石漠化程度进行分级划分,该方法与已有方法相比,具有物理意义明确、方法简单有效、结果客观等优点,具有推广应用价值.     

喀斯特峡谷地区不同等级石漠化治理的生态效应——以贵州省花江石漠化生态综合治理示范区为例

 选取贵州省花江石漠化生态综合治理示范区为研究区,对比分析石漠化生态治理前后不同等级石漠化的土壤理化性质、小气候特征、植被数量特征和地表水土流失状况等指标。结果表明:石漠化是可以治理的,强度石漠化治理效应优于中度石漠化,轻度石漠化次之,潜在石漠化生态效应速度最慢;治理措施有效地改善了土壤理化性质、增强了土壤肥力,提高了地表生物量和植被覆盖度,生物多样性得到了有效恢复和保护,改善了区域局部小气候。     

中国南方石漠化地区农村低碳社区模式与效益提升途径

有序推进中国南方石漠化地区农村低碳社区建设对石漠化综合治理、乡村振兴、精准扶贫等具有重要现实意义.以石漠化严重的贵州省4个不同等级石漠化县为研究区,系统梳理8种典型农村低碳社区模式,对比分析各种模式的适用范围及特点,基本符合现阶段社会经济状况与低碳社区的目标需求.运用投入-产出法评价典型低碳社区生态效益、经济效益,验证...     

喀斯特土地石漠化的图谱分析与生态重建

首先运用“图谱”表达方式和GIS分析工具，分析喀斯特土地石漠化征兆图谱和诊断图谱，以都安瑶族自治县为例监测喀斯特土地利用/覆盖变化及其引起的石漠化时空演变规律及驱动机制;在此基础上,归纳广西喀斯特土地石漠化的4种生态重建模式, 剖析各种模式的生物和工程等具体措施,为喀斯特石漠化区域环境治理与可持续发展提供科学基础和个案分析。     

北方土石山区水土流失现状与综合治理对策

北方土石山区现有轻度以上水土流失面积13．49万km^2,其中水蚀面积约占95％,水蚀区虽以轻度侵蚀为主,但水土流失仍然是该区主要的生态环境问题,不仅制约山区经济的发展,而且严重影响下游经济发达地区的水资源安全和生态安全,加强区域水土保持已成为区域发展的迫切要求。北方土石山区的水土保持,在新的时代背景下,应更加关注坡耕地改造、“坡林地”水土保持、“节水型”措施和生态“清洁型”小流域建设。依据自然地带性规律、区域经济发展和社会需求,北方土石山区可分为8个水土流失综合治理区,各区应当结合实际情况采取有针对性的综合治理对策。     

喀斯特石漠化研究现状、问题分析与基本构架

 评述20世纪90年代以来西南岩溶山地石漠化研究的进展、存在的薄弱环节,在此基础上,探讨喀斯特石漠化的内涵,指出石漠化具有成因与分布的地域差异性与人为驱动性、石漠化过程的景观分异与尺度性、石漠化土地生态恢复基准的差异性的特点;进一步认为,石漠化研究应以地球系统科学和生态经济学理论为指导,以人地关系为主线,注重生态系统各圈层耦合和研究尺度转换,从石漠化成因机制研究转向恢复机制研究,重视石漠化土地生态格局与生态过程相互作用,开展生态区(流域)生态经济综合研究。     

贵州土地石漠化变化及社会经济活动的影响分析

分析石漠化与社会经济活动的关系及其动态变化,有利于石漠化状况的改善和治理。以往的驱动因子分析对社会经济因素的研究较少,本文以贵州省为研究区,以县域为研究单元,基于2000年和2011年两期石漠化影像,通过空间分析研究了贵州省2000—2011年的石漠化动态变化,并从人口因素、社会发展状况和经济水平、农业生产活动、地形坡度和生态工程建设等5个方面选取23个影响因子,对石漠化的驱动力进行分析。结果表明:1)2000—2011年贵州省石漠化的治理工作取得了一定的成效,石漠化面积总体减少,但中度和重度石漠化面积呈增加趋势,轻度以上石漠化的治理任务还很艰巨;2)23个影响因子与石漠化呈现不同程度的正负相关关系; 3)农业人口比重、农业总产值、人均粮食、人均耕地、耕地比重、15°～25°耕地(岩溶)比重和25°以上耕地(岩溶)比重均与石漠化呈显著正相关,其他因子均与石漠化呈显著负相关,其中农业活动对石漠化的影响最为显著,农业人口比重、农业总产值、人均耕地、15°～25°耕地比重、25°以上耕地比重、15°～25°岩溶比重和25°以上岩溶比重与石漠化的相关系数分别为0.473、0.425、0.291、0.288、0.430、0.338和0.334。研究社会经济活动对石漠化的影响可为石漠化治理提供借鉴和参考。     

The challenge of soil loss control and vegetation restoration in the karst area of southwestern China

Soil loss, both from surface soil loss and subsurface soil leakage, in the karst regions of southwestern China is a serious environmental problem that threatens sustainability in that region. The surface soil loss has been extensively studied, and many studies have been conducted to investigate the causes, impacts and mechanisms involved, but the study of subsurface soil leakage has received little attention due to the difficulties in studying the natural conditions. There is no consensus on the overall proportions between surface soil loss and subsurface soil leakage. To control soil loss, improve ecological restoration, and help locals out of poverty, the Chinese government carried out a series of ecological restoration projects in the karst regions of southwestern China starting in the 1980s. As a result, the intensity and areal extent of soil loss continues to decrease and the ecological situation is steadily improving. However, because of the fragile ecosystem in the karst regions, the soil loss control is a long-term task, and the soil loss in some karst regions continues to be a problem. Subsequently, we put forward some suggestions for the policy makers relative to conservation of soil loss and vegetation restoration. These suggestions include: (1) government, private organizations and individuals are encouraged to raise funds for soil loss control and vegetation restoration; (2) nature reserves should be established to increase biodiversity; (3) engineering projects such as small reservoirs, ponds, and flow diversion channels should be constructed in marginal karst regions.     

珠江上游喀斯特地区土地石漠化现状遥感分析

 以2002年前后的Landsat7ETM+遥感影像为主要数据源,采用人机交互解译的方法,对珠江上游喀斯特地区土地石漠化强度现状进行遥感解译,解译精度高达87%。对遥感解译分析和研究的结果表明:整个珠江上游的土地石漠化已十分严重,石漠化、半石漠化土地面积3万9900 km2,占总面积的16.4%;石漠化、半石漠化比率大于15%的石漠化县有52个,其中贵州省土地石漠化最严重,石漠化、半石漠化比率高达21.9%,有23个石漠化县(区),广西和云南相对较轻,石漠化、半石漠化比率分别为14.7%和14.4%,分别有21和8个石漠化县。珠江上游19个市(州)中就有12个市(州)的石漠化、半石漠化面积超过1000km2,集中分布于贵州黔南州—广西河池市、贵州黔西南州—云南曲靖市和云南文山州—广西百色市3个石漠化条带上。     

The assessment of soil loss by water erosion in China

Soil erosion is a major environmental problem in China. Planning for soil erosion control requires accurate soil erosion rate and spatial distribution information. The aim of this article is to present the methods and results of the national soil erosion survey of China completed in 2011. A multi-stage, unequal probability, systematic area sampling method was employed. A total of 32,948 sample units, which were either 0.2–3 km² small catchments or 1 km² grids, were investigated on site. Soil erosion rates were calculated with the Chinese Soil Loss Equation in 10 m by 10 m grids for each sample unit, along with the area of soil loss exceeding the soil loss tolerance and the proportion of area in excess of soil loss tolerance relative to the total land area of the sample units. Maps were created by using a spatial interpolation method at national, river basin, and provincial scales. Results showed that the calculated average soil erosion rate was 5 t ha⁻¹ yr⁻¹ in China, and was 18.2 t ha⁻¹ yr⁻¹ for sloped, cultivated cropland. Intensive soil erosion occurred on cropland, overgrazing grassland, and sparsely forested land. The proportions of soil loss tolerance exceedance areas of sample units were interpolated through the country in 250 m grids. The national average ratio was 13.5%, which represents the area of land in China that requires the implementation of soil conservation practices. These survey results and the maps provide the basic information for national conservation planning and policymaking.     

降雨类型对北方土石山区坡面土壤侵蚀的影响

该文基于北京市房山区蒲洼径流小区2013-2015年观测的105场自然降雨,采用实测水文数据与WEPP模型模拟降雨侵蚀过程相结合的方法,对比了北方土石山区不同雨型下的坡面土壤侵蚀差异。结果表明:1)自然降雨中,单场降雨的侵蚀能力表现为B型雨(低频率、短历时、中雨量、大雨强)A型雨(中频率、长历时、大雨量、中雨强)C型雨(高频率、中历时、小雨量、小雨强),其中,侵蚀性降雨中A型雨降雨频率最高、对研究区土壤侵蚀的累计贡献率最大;而C型雨几乎不会引发土壤侵蚀。2)诱发北方土石山区棕壤坡面土壤侵蚀的临界雨量为8 mm、临界雨强为9.5 mm/h。3)利用WEPP模型通过设置最大30 min雨强I30出现的不同时间将3类雨型进一步划分为4个子雨型,结果表明同一雨强出现的降雨时序差异会影响土壤侵蚀的发生程度,且子雨型下土壤侵蚀量整体表现为递增型峰值型递减型均值型,其中A型雨4个子雨型下侵蚀量差异最显著。研究结果可为北方土石山区棕壤坡面土壤侵蚀预报模型的建立及土壤侵蚀防治提供参考依据。     

华北土石山区土壤溅蚀影响因素分析

土壤侵蚀会破坏土地吞食农田,降低土壤肥力,直接影响水土资源的利用和保护.雨滴击溅作用下,地表土壤颗粒会发生位移,引起表层土壤颗粒的分离.以华北土石山区作为研究对象,通过野外人工模拟降雨试验,采用改良后的摩根溅蚀盘和雨滴发生器,利用色斑法结合叶面积系数法测定不同条件下的土壤溅蚀量.结果表明:1)溅蚀量随土壤前期含水量增大而增大、与雨滴动能呈正相关(R2＞0.96,P＜0.05);2)溅蚀量和植被覆盖度呈非线性负相关(R2 ＞0.99,P＜0.05)——植被覆盖度越大,土壤溅蚀量随降雨强度增大的幅度越小;3)植被主要通过叶面积改变雨滴直径,通过株高改变降雨高度,对降雨进行再分配,进而改变雨滴动能.叶面积系数越小、株高越低,植被对溅蚀的阻挡作用越强.     

Karst rocky desertification in southwestern China: geomorphology,landuse, impact and rehabilitation

Karst rocky desertification is a process of land degradation involving serious soil erosion, extensive exposure of basement rocks, drastic decrease in soil productivity, and the appearance of a desert‐like landscape. It is caused by irrational, intensive land use on a fragile karst geo‐ecological environment. The process is expanding rapidly, and it is daily reducing the living space of residents and is the root of disasters and poverty in the karst areas of southwestern China. The tectonic, geomorphic and environmental background to karst rocky desertification is analysed. Population pressure and the intensive land use that have led to this serious land degradation are described. Although the problem concerns the Chinese Government and some profitable experience in the partial restoration or reconstruction of the ecological environment has been gained, effective remedial action has not been achieved on a large scale. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.