裂隙岩体渗流补给特性及边坡稳定对策研究

“岩土二元结构体”边坡失稳现象由于其物质组成、形成年代、地质结构等方面的特点,与其他岩土边坡失稳有不同的表现.为探讨降雨诱发“岩土二元结构体”边坡失稳的机理及保证边坡稳定的对策,采用自记雨量计、时域反射仪（TDR）、翻斗式自记流量测定仪对“岩土二元结构”小流域的降雨特性、坡地岩土水分的动态变化以及裂隙岩体渗流的动态过程进行了测定分析.结果表明,降雨特性、坡地岩土前期水分含量以及坡地的地质结构特性是影响降雨入渗补给渗流及降雨诱发边坡失稳的重要因素;在强降雨条件下,距坡地表层50cm深度的土壤层与岩体层结合部位存在暂时饱和区,该饱和区通过对滑动面的浸泡软化,可以促使滑坡体的滑动;降雨入渗补给裂隙岩体渗流在坡面尺度上存在“优先流”现象,这主要是由于太行山区坡面尺度介质的非均匀性与空间变异性所造成的,同时,暂时饱和区的形成也起了重要的促进作用,这有利于区域地下水资源的形成,但也为诱发边坡失稳提供了条件;可以通过渗流集蓄技术降低暂时饱和区内的水分含量及裂隙网络中的侧向水压力,从而保证边坡的稳定.      

翻斗式自计量水技术

通过对传统量水技术与翻斗式自计量水技术的比较,说明了翻斗式量水工艺的技术特点及量测原理,指出了翻斗式量水是一种结构简单、运行管理方便、测量结果准确的量水方法。在小流域潜流。在小流域潜流、泉水研究与开发中及径流小区的人工模拟降雨实验中都具有广泛的应用前景。     

肯尼亚雨水集流利用现状及思考

雨水集流作为一项古老技术,已有上千年的历史。由于干旱缺水和缺乏天然的储水介质,雨水集流在肯尼亚具有非常重要的特殊意义。本文从庭院集雨、农田集雨、流域集雨及集雨的区域差异等方面,对肯尼亚的雨水集流现状进行了分析;并从区域水循环与水量平衡的角度,探讨了降雨、入渗、径流及蒸发的关系。最后指出,通过不同形式的雨水集流,减少无效蒸发,特别是无效的水面蒸发,是增加水资源总量的关键;而科学利用天然的储水介质与合理开发人工的储水介质,是提高水资源可利用量的关键。雨水集流利用在肯尼亚生活用水方面已相当普遍,技术也相对较为成熟,但是在年降雨量不足500 mm的旱区农业生产方面,还有很大的发展空间,目前面临的主要问题是,如何解决旱区降雨集流效率偏低,以及有限降雨资源的合理储蓄与高效利用。鉴于农田土壤对降雨再分配调蓄能力较低的缘故,通过在农田内开挖沟槽,进行降雨资源的短期储蓄与调控,将生育期前段多余的降雨资源留到无降雨的后段使用,是实现作物生育期内水分供需平衡的关键。本研究为充分发挥雨水集流在肯尼亚旱区农业生产中的积极作用提供了参考。     

河北38°N生态样带土壤有机碳特征

为阐明河北38°N生态样带土壤有机碳的空间分布特征,2011年9—10月,根据河北38°N带低山丘陵地区、山前平原地区和滨海低平原地区不同土地利用方式选取代表性样点,分层(0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~100 cm)采集土壤样品,测定土壤有机碳含量。结果表明,河北38°N生态样带,低山丘陵地区土壤有机碳密度显著高于山前平原地区和滨海低平原地区,0~40 cm土层土壤有机碳密度分别为9.03 kg?m?2、4.26 kg?m?2和3.51 kg?m?2。低山丘陵地区与山前平原地区和滨海低平原地区土壤有机碳差异的部分原因是低山丘陵区灌丛土壤有机碳含量较高,明显提升了该地区的土壤有机碳水平。另外,低山丘陵地区林地和农田0~40 cm土层土壤有机碳含量也高于山前平原地区和滨海低平原地区;林地0~40 cm土层土壤有机碳含量在低山丘陵地区、山前平原地区和滨海低平原地区分别为19.45 g?kg?1、7.89 g?kg?1和7.55 g?kg?1,农田土壤有机碳含量在3个地区分别为7.70 g?kg?1、7.09 g?kg?1和6.00 g?kg?1。在整个生态样带上,土壤有机碳含量基本随土壤深度增加而不断减少,但各个地区不同土地利用方式减少的程度不同。低山丘陵地区0~40 cm土层内土壤有机碳含量变幅最大,其次为山前平原地区,滨海低平原地区变幅最小。低山丘陵地区灌丛土壤有机碳含量变化幅度最大,其次为林地,农田最小;山前平原地区土壤有机碳含量变化幅度农田略大于林地;滨海低平原地区土壤有机碳含量变化幅度林地最大,其次是荒地,农田最小。鉴于上述情况,从固碳和经济的双重角度考虑,提出以下建议:低山丘陵区大力发展林业产品和旅游业;山前平原区集中粮食生产,保证国家粮食安全;滨海地平原区加大土壤盐渍化改良,推广棉花种植。     

关于河北休闲农业与乡村旅游建设的思考

休闲农业与乡村旅游活动通过农业生产和旅游活动的约束模式,将度假、观光、参与、娱乐和旅游活动成功地移植到农业生产和商业活动中,是开发利用农村农业资源,调整和优化农业结构的新举措。在分析我国休闲农业与乡村旅游发展历程的基础上,对河北省元氏县发展休闲农业与乡村旅游的资源、区位和客源优势进行了介绍,并阐述了元氏县休闲农业与乡村旅游的发展现状。同时,针对休闲农业与乡村旅游发展过程中存在的规划设计滞后、宣传力度不足、经营管理不规范等主要问题,提出了科学规划、加大宣传力度、加强规范化管理等对策建议,以期指导元氏县休闲农业与乡村旅游的健康可持续发展,还可为其他区域休闲农业与乡村旅游的发展提供参考。     

北方土石山区生态修复与水源涵养研究进展与展望

生态文明建设与生态环境保护是人与自然和谐相处与和谐共生的必然要求,是实现经济社会可持续发展和人民群众对美好生态环境的现实需要、建设美丽中国的实际需要。针对太行山区生态系统严重退化、环境容量与承载力低下、基础设施薄弱、自然条件与资源禀赋较差、贫困程度较深等问题,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心从20世纪80年代开始在太行山中段东坡的低山丘陵区进行生态修复与可持续发展的研究,通过30年的研究实践,提出并建立了较为完整的北方土石山区生态修复治理体系,为山区生态文明建设和生态环境保护,以及扶贫攻坚和社会经济可持续发展提供了经验与示范。本文通过30年研究历程回顾、研究与展望,总结了土石山区生态修复与水源涵养的进展与展望。太行山林业生态工程建设主要经历了3个阶段:一是研究初始阶段(1986—1996年),确定了退化山地生态系统恢复的途径与技术理论,建立了以水土富集为中心的林业生态工程。二是提升发展阶段(1997—2007年),这一阶段主要是研究了影响退化山地生态系统恢复与重建的关键因子与影响机制,并提出了有效的技术措施与解决方案。具体说来,在径流林业研究方面,研制出了太行山水土富集工程带间距计算公式;在降水资源转化与水分运移规律研究方面,明晰了岩土二元结构体的降水-土壤水-裂隙水的基本补给路径,揭示了岩土界面"优先流"与裂隙网络"优先流"的运行转化规律,阐明了浅层风化裂隙岩体渗流的动态变化特征及对植被耗水过程的响应关系;在降水资源调控利用研究方面,研制出了生物集雨新材料、营养调理剂和生物集雨面建造施工工艺。三是全面创新阶段(2008年—),重点探讨了山区生态产业开发与区域可持续发展问题,研发了经济林土壤扩蓄增容技术、石质山地困难立地造林技术、经济林生态隔离带调控技术、京津风沙源治理工程区沙产业开发技术,以及林下经济、循环经济、生态旅游等生态产业化技术体系。下一步将在目前研究的基础上,向人口密度较大、人类活动频繁的雄安新区上游山区扩展,重点开展以国土绿化、景观建设、水源涵养、水土流失治理、污染防治为主要内容的山水林田湖草一体化生态环境与气候变化监测,研究现代干扰条件下山地灌丛生态系统向森林生态系统的演替过程及主要驱动因素,山地水旱灾害形成机制、降水资源调控与水源涵养,以及以产业生态化和生态产业化为主体的山地生态经济体系,为构建结构稳定、功能完善的京津冀生态环境支撑体系与水源涵养功能体系提供科学依据和技术支撑,为山地生态系统经营管理,实现其生产、生态功能和系统稳定性提供科学参考。     

北方石质山地裂隙潜流动态及调控利用技术研究

针对太行山区干旱山地农业水资源严重短缺的形势和相对落后的农业节水措施,采用工程措施,将太行片麻岩区普遍存在的浅层地下裂隙潜流进行拦截,并通过集水池、蓄水池将其储存起来,以供灌溉之用。同时,为了提高有限水资源的利用率及利用效率,在农业发展方向上,必须走节水农业的道路。     

岩土二元介质坡地非饱和渗流特征试验研究

为了研究岩土特性对坡地降水转化及再分布的影响,利用自行设计的大型渗透仪,对扰动组合岩土体天然降雨条件下的非饱和渗流特征进行了试验研究。结果表明：在进行岩土非饱和渗流计算时,岩体层应依据双重介质模型,并充分考虑岩块与裂隙填充物的不同,按照两者的体积含水率和体积大小分别计算其水分含量并求和得到岩体层的水分含量;下部相对弱透水层与相对高含水层的存在是壤中流发生的主要条件,在岩土水分含量较高的情况下,当降雨入渗到土壤与岩石交界面后,沿岩土界面产生侧向优先流,该优先流在水平和垂直方向交互作用引起水分在岩体裂隙中快速入渗;裂隙岩体的风化程度对非饱和渗流具有重要影响,在强风化的裂隙岩体中,水分不仅在裂隙网络中运动,同时由于岩块的风化分异,岩块的表层也参与了部分水分运动。     

太行山区生态旅游产业发展现状、问题及对策与建议——以井陉县为例

生态旅游具有旅游活动和生态工程的双重属性,能在获得经济效益的同时,促进生态环境保护,是推动我国生态文明建设进程、实现绿水青山向金山银山转化的有效途径。太行山区旅游资源丰富,却因对生态旅游内涵理解不深,区域特色认识不清,重开发轻保护,不合理的旅游开发模式导致山地生态系统面临严重退化的威胁,生态产品生产能力持续低下,限制了太行山区生态旅游产业的发展。太行山区作为京津冀协同发展的生态环境支撑区与水源涵养功能区,亟需通过生态修复与保护,提升生态产品的生产能力,更好的满足人民群众对优美生态环境的需要。为此,该文以位于太行山区东坡中段的井陉县为例,分析了太行山区生态旅游发展的现状,及其实践方面存在的若干问题,并提出了应对策略,为促进太行山区旅游业转型和高质量发展提供理论依据。     

河北省北部森林植被碳储量和固碳速率研究

为了了解河北省北部森林植被固碳能力,本文以该区域阔叶林、针叶林、混交林、经济林和灌丛为研究对象,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐采用的加拿大林业碳收支模型(CBM-CFS3),利用第7次全国森林资源连续清查数据和野外森林植被调查样地数据,拟合出研究区的蓄积-生物量转换参数和林木器官生物量比例参数,建立研究区内不同森林植被类型的蓄积生长方程、蓄积-干材生物量转换方程、生物量组分比例方程,采用这些方程评估了2010年河北省北部森林生态系统植被碳储量、碳密度和固碳速率。结果表明:拟合的不同森林植被蓄积生长方程的决定系数均大于0.7,蓄积-干材生物量转换方程的决定系数均大于0.8,生物量组分比例方程拟合效果较好,可用于评估该区域森林植被碳汇功能和潜力。2010年河北省北部森林植被碳储量为59.66 Tg(C),平均森林植被碳密度为25.05 Mg(C)×hm~(-2),森林植被固碳速率为0.07~1.87Mg(C)×hm~(-2)×a~(-1);其中阔叶林、针叶林、混交林、经济林碳储量和碳密度分别为30.97 Tg(C)、12.36 Tg(C)、15.73Tg(C)、0.60 Tg(C)和26.09 Mg(C)×hm~(-2)、26.14 Mg(C)×hm~(-2)、24.50 Mg(C)×hm~(-2)、7.53 Mg(C)×hm~(-2)。河北省北部森林植被碳密度与固碳速率均从西北到东南呈升高趋势。造林后森林面积增加6 400 km2,森林植被碳储量增加19.54 Tg(C)(不包括灌丛);林龄结构以中幼龄林为主,未来森林固碳潜力巨大。说明造林在增加森林植被碳储量和提高森林的固碳速率中起到了重要作用。