中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2005年 3卷 3期
刊出日期 2005-09-30
1
中国水土流失与生态安全综合科学考察办公室
中国水土流失与生态安全综合科学考察总体实施方案概要
为了全面推动我国的水土流失治理与生态建设工作,落实科学发展观,促进我国生态与经济的可持续发展,实现全面建设小康社会的发展目标,水利部、中国科学院和中国工程院决定联合开展“中国水土流失与生态安全综合科学考察”。介绍“中国水土流失与生态安全综合科学考察”的总体方案概要,主要包括考察范围、目的、任务、原则、预期成果、工作内容和进度安排、考察组划分、专题研究以及考察工作的协调与管理。
2005 Vol. 3 (3): 1-3 [
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4
焦居仁
西北地区退耕还林工程的实施和政策落实
西北地区6省(区)退耕还林工程从1999年实施以来,各级领导高度重视,广大干部和农民群众认真贯彻落实,工程进度快,任务完成得较好,取得了重大进展。2003年初的中期评估认为:一次种植成活率低(特别是荒山造林)是干旱半干旱地区退耕还林工程实施中应引起重视的问题;经过多次补栽后,大部分省(区)验收时成活率较高,验收合格率也较高;各省(区)在退耕还林工作中的工程验收、钱粮兑现、林权证发放等政策执行方面总体上较好,从而为项目的扎实、稳妥、健康开展提供了政策保障。
2005 Vol. 3 (3): 4-9 [
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10
吴钦孝；李秧秧
黄龙山区不同类型小流域的产流过程及其特征
在黄龙山区选择自然条件基本相似的森林小流域、森林采伐小流域和荒坡草灌小流域,利用量水堰,于1999—2003年对流域的产流及其过程进行了系统的研究。结果表明:不同类型小流域径流的年际和年内变化不同。森林小流域全年产流,产流量主要与降水量有关;荒坡草灌小流域则仅在暴雨季节产流,产流量主要与雨强有关。除发生特大暴雨年份外,森林小流域的产流量均超过荒坡草灌小流域,5年内平均前者比后者多3倍。不同类型小流域对降水的调节作用不同,5年平均森林小流域比荒坡草灌小流域减少洪水径流94.9%,达5.2mm,增加枯水期径流0.5mm,占年径流量的8.7%,从而使流域径流保持相对均匀和稳定。采伐森林可以改变小流域的径流分布,常年径流被暴雨径流所代替,但其量比荒坡草灌小流域少。不同类型小流域产流过程不同,森林小流域产流过程平缓,洪水起伏程度小;而荒坡草灌小流域产流曲线陡峭,洪峰形成迅速,回落也较快。
2005 Vol. 3 (3): 10-15 [
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16
鲁绍伟；靳芳；余新晓；谢媛媛；李彦慧；王树森
中国森林生态系统保护土壤的价值评价
针对我国森林保护土壤的生态价值,用机会成本法、影子价格法和替代工程法,对我国森林生态系统在减少土地废弃、土壤养分流失及泥沙淤积等方面的价值进行了估算。结果表明:我国森林每年减少土地废弃的总经济价值为6亿2414万元;每年减少的土壤N、P、K损失的经济价值为4538亿7240万元;每年减少淤积泥沙的经济价值为13亿7545万元。以森林为主的森林生态系统每年减少土壤侵蚀的总经济价值为4558亿7200万元。我国主要森林生态系统保护土壤服务功能价值大小顺序为:亚热带>热带>温带草原>寒温带>温带>温带荒漠>暖温带>青藏高原。我国亚热带土壤保持量最大,为32亿8704万t/a;温带荒漠最小,为2亿6214万5000t/a。
2005 Vol. 3 (3): 16-21 [
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22
孙永强；王德忠；尹林克；徐海量
塔里木河下游环境退化的因子分析
为了研究土地荒漠化及其影响因子,对塔里木河下游沿河道布设的39个样地,进行环境退化因子分析。通过数学变换,8个观测指标被转换为3个综合指标(水分指标、沙化指标、盐化指标)。根据本地区的实际,对3个综合指标进行环境解释。依据这3个主分量的贡献率,计算塔里木河下游39个样地的因子得分,并据此进行环境退化程度(荒漠化)的分类。从因子得分结果看,塔里木河下游地区呈明显的随距大西海子水库距离的增加荒漠化程度加重的特点,引起这一结果的主要原因,是水、盐条件逐渐恶化带来的植被衰败。从分类的结果看,与该地区的实际基本相符合。这说明因子分析的方法综合了多指标的综合影响,划分的结果更加客观。
2005 Vol. 3 (3): 22-26 [
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27
李阳兵；谭秋；王世杰
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。
2005 Vol. 3 (3): 27-34 [
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35
王百田；王颖；郭江红；郑培龙；马丰斌；张华
黄土高原半干旱地区刺槐人工林密度与地上生物量效应
以黄土高原半干旱地区的山西省方山县人工刺槐林为对象,采用树干解析与称重法,设立标准地对10个不同密度人工刺槐林进行了生长与生物量调查,分析密度对单木和林分生物量的效应。结果表明:18年刺槐林分的地上现存生物量与测树指标
D
2
H
和D有很好的相关性,其中树干和叶的生物量与
D
2
H
关系密切,而枝条生物量与
D
关系密切。刺槐单木总生物量及各部分生物量都是密度的幂函数,但是对林分而言,低密度林分和高密度林分的总生物量都比较高,而处于中间密度林分的生物量较低;林分现存总生物量也呈同一趋势。从总生物量来说,林分的水分利用效率与密度不存在线性关系,但是其干材的水分生产效率是随着密度降低而增加的,反映出不同密度水分利用效率的经济价值不同。
2005 Vol. 3 (3): 35-39 [
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40
牛文全；吴普特；冯浩；高建恩
区域雨水资源化潜力计算方法与利用规划评价
雨水资源化潜力是雨水利用规划的基础,也是半干旱地区水资源开发和生态建设的基础,研究其计算方法十分必要。讨论并定义了雨水和雨水资源化潜力的概念,提出了影响雨水资源化潜力的地形特征因子、降水特征因子和利用方式因子的计算模型,建立了雨水资源化潜力、雨水利用程度的计算模型和计算步骤,并进行了雨水利用规划分析评价。
2005 Vol. 3 (3): 40-44 [
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45
夏江宝；曲志远；朱玮；张光灿；王贵霞；杨吉华
鲁中山区不同人工林土壤水分特征
为了解不同林分土壤水资源的变化规律,为北方石质山区植被恢复重建提供科学依据,在济南市南部山区圣泉寺林场内,以5种人工林分为研究对象,对其土壤物理结构和土壤水分特征进行了研究。结果表明:1)各种林分类型的土壤容重、孔隙度和渗透速率等表征土壤水文物理性质的指标,明显好于无林地,其中混交林好于纯林,刺楸纯林好于黄连木、栾树纯林。2)在旱季和雨季,随着土壤深度的增加,大部分林分土壤含水量呈现递减趋势,其变动幅度小于无林地。3)随着土壤深度的增加,各森林类型土壤饱和持水量逐渐减小;混交林表层土壤蓄水功能最好,其他林分各层次差异较小;在涵养水源和水分有效性方面,混交林优于纯林,纯林中以刺楸较好,栾树较差。在今后的森林经营中,首先考虑营造混交林分,树种组成以刺楸+黄连木较好,若营造纯林,应选择营造刺楸林分。
2005 Vol. 3 (3): 45-50 [
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陈维杰
豫西雨水资源开发利用刍议
豫西山丘区地处半干旱地带,仅靠开发地表径流与地下水资源不能满足当地生活、生产和生态的需要。通过选择能够代表该地区3种不同自然条件的4条典型小流域,对豫西山丘区的雨水资源进行系统分析。从降雨的源头开始,探索先进、有效的开发途径与技术,最大限度地利用雨水资源,是解决当地水资源短缺的必由之路。
2005 Vol. 3 (3): 51-55 [
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56
樊恒辉；高建恩；吴普特；孙胜利
MBER土壤固化剂集流场的施工工艺
人工集流场常用的防渗材料有混凝土、聚乙烯薄膜和沥青玻璃丝油毡等,这些材料的集流效率高,但是存在造价高或耐久性差的缺点。应用土壤固化剂修建集流场,能够有效解决集流材料造价高和耐久性差等问题。在阐述MBER土壤固化剂的组成和固化机制、原材料的技术要求、配合比设计和集流场结构设计等基础上,重点研究土壤固化剂集流场的施工工艺,提出了在干硬性施工工艺中混合料的均匀性、含水率和施工时间是应用固化剂修建集流场的关键技术,建议加强对塑性施工工艺的研究。
2005 Vol. 3 (3): 56-59 [
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60
崔鹏；王道杰；韦方强
干热河谷生态修复模式及其效应——以中国科学院东川泥石流观测研究站为例
金沙江干热河谷水土流失严重,滑坡、泥石流等山地灾害强烈,生态环境十分脆弱。以中国科学院东川泥石流观测研究站为研究区,根据立地条件和植物生物学特性,提出了荒坡地乔灌草恢复性生态修复模式和坡耕地农、林、牧开发性生态修复模式,并对生态修复效应进行了监测和调查。结果表明:通过生态修复,林草地地表径流量降为裸地的14.9%,泥沙流失量降为裸地的6.4%;修复灌草地稳渗率为0.58mm/min,裸地稳渗率为修复灌草地的62%,退化灌草丛地为修复灌草地的84%;植物品种由10余种发展到30多种,土壤种子库密度由300余粒/m
2
增加到1217～1450粒/m
2
,动物种类增加10多种;坡耕地产量从750～1500kg/hm
2
增加到4500～6000kg/hm
2
,人均年经济收入从200元增加到800～1000元。
2005 Vol. 3 (3): 60-64 [
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65
熊伟；王彦辉；程积民；于澎涛
不同植被覆盖条件下土壤水分蒸发的比较
为探讨不同植被对当地土壤水分动态变化及其蒸发过程的影响,于2001年7—10月,对宁夏固原县4种不同植被覆盖下土壤水分蒸发做了对比研究。在观测期内,不同条件下土壤水分蒸发的强弱依次表现为,弃耕地>华北落叶松林地>铁杆蒿+长芒草地>中国沙棘林地;各种条件下,土壤水分蒸发在生长季的旺盛时期(7—8月)要显著高于生长季后期(9—10月)。土壤水分蒸发的昼夜分段测定表明,在观测期内,土壤水分的蒸发在夜间出现了“负平衡”,尤其进入9—10月以后,这一现象更为突出,说明夜间凝结水数量大于相应的蒸发量。
2005 Vol. 3 (3): 65-68 [
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69
陈引珍；何凡；张洪江；温熙胜
缙云山区影响林冠截留量因素的初步分析
为探索影响林冠截留量各因素的主次关系,利用灰色系统理论,对重庆市缙云山不同类型天然林地内影响林冠截留量的因素进行了灰关联分析。不同植被类型的林冠截留能力大小依次为:针阔混交林>阔叶林>毛竹林。对于毛竹林,各因素对林冠截留量影响的大小顺序依次为:降雨强度>降雨量>气温>风速>空气湿度;对于针阔混交林,各因素影响大小依次是:降雨量>气温>风速>空气湿度>降雨强度;对于阔叶林,各因素影响大小依次是:降雨强度>降雨量>气温=风速>空气湿度。影响毛竹林、针阔混交林和阔叶林林冠截留量的主要是降雨过程,蒸散过程对针阔混交林林冠截留量起着重要作用。
2005 Vol. 3 (3): 69-72 [
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73
郝亦荣；马履一；刘平
生态垫对油松生长及光合特性的影响
为了研究生态垫覆盖对林木光合特性的影响,首次将生态垫应用于华北干旱油松造林地。在油松（78年）造林初期,用生态垫覆盖林地,经过2个生长季后对土壤水分及各项光合指标进行测定。结果表明:覆盖生态垫增加了表层0～20cm的土壤含水率0.04%～2.78%（相对增长率0.4%～92.2%）;提高造林成活率5.1%;增加地径年生长量58.5%,促进了林木生长。覆盖可以提高叶片光饱和点下的光合速率10.6%～44.3%;增加光合速率日变化极大值30%;提高生长季
T
r
极大值45.8%、提高生长季Cond极大值36.0%,但对油松光补偿点及水分利用效率影响并不显著。
2005 Vol. 3 (3): 73-77 [
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郑翠玲；曹子龙；王贤；赵廷宁；丁国栋
围栏封育在呼伦贝尔沙化草地植被恢复中的作用
为给沙化草地植被恢复提供理论依据,在内蒙古呼伦贝尔沙化草地,通过测定围封不同年限(1、4、7年)沙化草地群落的特征值,并与未围封地段作对照,就围栏封育对沙化草地植被特征的影响进行了深入分析,结果表明:对沙化草地实施围栏封育,群落组成发生了规律性变化,随着围封年限的增加,退化指示植物所占比例逐渐降低,建群种及一些适口性较好的优良牧草所占比例逐渐增加,另外,围栏封育还可使草地植被盖度、平均高度、草群密度、地上生物量和土壤草根含量大幅度增加。
2005 Vol. 3 (3): 78-81 [
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82
傅世锋；查轩
土壤侵蚀危险性综合评判的物元模型
基于对土壤侵蚀危险性的新理解,通过对影响因子进行全面的相关分析,采用降雨侵蚀力、地形起伏度、森林覆盖率、轻度以上侵蚀面积占总土地面积百分比、土壤可蚀性因子K、区域综合社会经济开发强度等6个指标,应用可拓工程方法和主成分分析方法,建立了福建省土壤侵蚀危险性综合评判的物元模型。评判结果为水土保持区划、水土保持规划,以及进一步确定重点治理区域、采取具体措施等提供了重要依据。
2005 Vol. 3 (3): 82-86 [
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87
赵廷宁；祁有祥；尚润阳；郑文龙
基于R2V和AutoCAD的树木年代学方法及其在冀北山地的初步应用
综合应用AbleSoftwareR2V的矢量化功能和AutoCAD的测量功能,提出一种新的树木年轮测量方法,并用此方法测定了冀北山地广为分布的白榆地径年轮宽度,进而用来尝试过去气候序列的重建。结果表明:5—9月平均气温和总降雨量与年轮指数成正相关,相关系数分别为0.597(
α
<0.05)、0.695(
α
<0.05)。以此为基础,建立了5—9月平均气温、总降雨量的转换方程,重建了冀北山地1940—1955年共16年5—9月平均气温和总降雨量。
2005 Vol. 3 (3): 87-91 [
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92
杨爱民；王浩；高季章；曹文洪
黄土高原节水生态型淤地坝建设的方法与措施
淤地坝是黄土高原地区水土流失治理的关键措施。大规模建设淤地坝,不仅对于改善黄土高原地区的生态环境,促进经济社会的可持续发展,全面建设小康社会具有重要意义,而且对于减少入黄泥沙,确保黄河安澜也具有不可替代的重要作用。基于黄土高原地区淤地坝建设所取得的巨大成就,分析淤地坝数量、淤地面积和拦泥量按区域、流域的分布特征;针对淤地坝建设中存在的设计不合理、设计标准偏低、坝地非点源污染加剧、无效蒸发大等问题,提出了淤地坝单坝系统和节水生态型淤地坝的概念,以及建设节水生态型淤地坝的基本方法和保障措施。还分析了节水生态型淤地坝建设的案例,以期为淤地坝工程建设提供有关科学依据。
2005 Vol. 3 (3): 92-97 [
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98
李锦育
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。
2005 Vol. 3 (3): 98-102 [
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103
范瑞瑜
黄土高原坝系工程的相对稳定性
坝系要达到相对稳定,最基本的条件有3个:一是相对稳定系数必须大于或等于一定的允许值,这是坝系要达到相对稳定的关键;二是有足够的防洪能力;三是坝系工程安全无病险。同时也应该满足以下条件:20年一遇的暴雨洪水标准下坝地作物可以保收;当淤地面积达到设计的可淤面积时,坝地平均淤积厚度<20cm。其控制方法主要是:合理布设坝系规模与建坝顺序;实现对暴雨洪水的均衡分配;坚持坡面治理,提高流域治理度;布设排洪渠,以防坝地积水及超标洪水;加强日常养护。
2005 Vol. 3 (3): 103-109 [
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110
牛健植；余新晓
优先流问题研究及其科学意义
优先流是近年来针对土壤水运动所提出的术语,它是一种较为常见的土壤水分运动形式,与土壤入渗、地表及地下水质密切相关。开展优先流研究,是土壤水运动机制研究由均质走向非均质领域的标志。分析优先流的基本涵义及特征,阐述大孔隙流、环绕流、管流、漏斗流、指流、沟槽流、短路流、部分置换流、地下强径流、非饱和重力流、异质流、摆动流及低洼再蓄满等优先流类型及其表征现象,论述优先流研究的科学意义,并指出了优先流研究存在的问题及未来发展方向。
2005 Vol. 3 (3): 110-116 [
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1643
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117
许丽；周心澄；王冬梅
煤矸石废弃地复垦研究进展
从煤矸石风化物性质、水体污染、废弃地基质改良、植被对废弃地的反馈作用、废弃地植被演替及复垦物种选择等方面,介绍国内外的主要研究成果。同时,结合国内煤矸石废弃地的研究现状和实践需要,提出我国近期在该领域的研究方向。
2005 Vol. 3 (3): 117-122 [
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高嶙
黄丘5副区复兴流域不同治理措施的产流产沙规律
以黄土丘陵沟壑区5副区的甘肃省定西市安定区复兴流域为平台,通过土壤入渗试验和径流观测,研究该区径流、泥沙的产生条件,据此确定合理布局水土保持措施,以减少流域侵蚀量。通过径流小区实验观测,各种下垫面的平均径流系数依次为:荒坡>坡耕地>乔木林地>灌木林地>人工草地;平均含沙率为:荒坡>坡耕地>人工草地>乔木林地>灌木林地;下垫面入渗能力依次为:梯田>林地>草地>荒坡地>村镇道路。改变微地形,布设拦蓄地表径流的工程措施,以及增加人工植被等,是提高土壤入渗能力、调控径流泥沙最为有效的途径。
2005 Vol. 3 (3): 123-126 [
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