1000部丰满熟女富婆视频,托着奶头喂男人吃奶,厨房挺进朋友人妻,成 人 免费 黄 色 网站无毒下载

首頁 > 文章中心 > 土壤侵蝕概念

土壤侵蝕概念

前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇土壤侵蝕概念范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。

土壤侵蝕概念

土壤侵蝕概念范文第1篇

關鍵詞:土壤侵蝕;GIS;USLE;劍湖流域

中圖分類號:S157 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2017)01-0103-05

Abstract To understand the situation of soil erosion in the Basin of Jian Lake in the Jianchuan County of Yunnan Province, the data of each factor of RUSLE were collected, analyzed and calculated by RS combined with GIS in order to estimate the soil erosion modulus. The results showed that the soil erosion modulus of the Basin of Jian Lake was 12.56 t/(hm2?a), so it was in the category of slight erosion. The moderate and under moderate erosion occupied 94.5% of the total watershed areas. The intensive erosion, extreme intensive erosion and severe erosion were 1.8%, 2.2% and 1.5%, respectively.

Keywords Soil erosion; GIS; USLE; The Basin of Jian Lake

小流域的水土流失和土壤侵蝕關系到流域生態環境、經濟發展甚至影響到大流域可持續發展的大問題。水土流失包括水蝕、風蝕、冰川侵蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕等多種類型,并且可能伴隨著滑坡、泥石流、崩崗等自然災害,因而小流域的水土保持是一項長期而艱巨的任務。由于水土流失的嚴重性,其日益成為社會高度重視的問題之一。并且我國在土壤侵蝕定量預報方面已進行了大量研究[1-3],但由于喀斯特區域地形復雜,植被、土壤、土地利用方式差異很大,因而尚未見對西南喀斯特山區土壤侵蝕預報進行系統性研究的報道。

傳統的土壤侵蝕調查手段耗時耗力,GIS技術為土壤侵蝕的調查、數據庫建設及模型構建提供了強有力的技術支持。本研究針對劍湖流域的水土流失問題,結合3S技術以及美國通用水土流失方程(USLE),對該區域的土壤侵蝕進行定量評價,分析研究區土壤侵蝕空間分布特征,以期為劍湖流域水土保持和流域生態環境治理提供科學依據。

1 研究區概況

劍湖流域位于云南省大理州劍川縣東北部,主要為山原地貌,山脈、河川呈北南走向,山勢西北高東南低,山巒起伏,河川交錯。劍湖流域屬于瀾滄江流域河谷水系,由北向南展布,水資源較為豐富。屬南溫帶冬干夏濕季風氣候類型,年平均氣溫12.3℃,年平均降水量856.7 mm,全年太陽輻射較強,年內溫度變化不明顯,四季不分明,部分區域具有典型的立體氣候特征。流域內主要分布有11個土壤類型,即亞高山草甸土、棕色針葉林土、暗棕壤、棕壤、黃棕壤、紅棕壤、紅壤、紫色土、沖積土、沼澤土和水稻土,其中,紅壤分布面積最大,其次為棕壤和黃棕壤。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

2006年的 Land-sat/TM影像(空間分辨率30 m),主要用于提取流域土地利用類型數據。ASTER GDEM(先進星載熱發射和反射輻射儀全球數字高程模型),其與SRTM一樣為數字高程模型,其全球空間分辨率為30 m,用于提取劍湖流域的坡度坡長因子。劍川縣1∶50 000土壤型圖,并利用GIS對該圖件進行地理坐標配準、柵格矢量化,建立劍湖流域數字化土壤類型圖,用于提取土壤的K值因子。

2.2 土壤侵蝕模型的選取

目前用于評估土壤侵蝕量的模型有很多,主要分為以下4個類別:經驗模型、過程模型、概念模型及隨機模型[4],其中,經驗模型結構簡單,計算方便,如USLE、RUSLE 和IDEROSI 等[5]。我國坡面經驗模型主要參考或直接利用 USLE的基本形式,結合當地地貌特征,根據我國的觀測資料,計算土壤侵蝕的各影響值。這些模型中比較有代表性的是文獻[6]和文獻[7]的經驗侵蝕模型。

本研究采用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)預測劍湖流域年平均土壤流失量,其核心內容是6個因子的計算:

A=R×K×L×S×C×P。 (1)

式中,A為年土壤流失量[t/(hm2?a)];R為降雨和徑流因子[MJ?mm/(hm2?h?a) ];K為土壤可蝕性因子[t?hm2?h/(hm2?MJ?mm)];LS 為坡長坡度因子(無量綱);C 為植被與經營管理因子(無量綱);P為水土保持因子(無量綱)。

2.3 模型因子的確定

2.3.1 降雨侵蝕力因子 R 降雨是水蝕的基本動力,降雨侵蝕力并非物理學中“力”的概念,而是衡量降雨侵蝕作用強弱的指標,與降雨量、雨強和下落速度等有關。降雨侵蝕力難以直接測定,一般使用水文氣象站整編記錄的資料如雨強、雨量來估算降雨侵蝕力。基于研究區降雨資料的可得性,決定采用劍湖流域汛期(5-10月)年平均降雨量計算降雨侵蝕力,即

R=0.44488P0.96982。(2)

式中,R為降雨侵蝕力系數[MJ?mm/(hm2?h?a)];P為汛期年均降雨量(mm)。

本研究選擇能覆蓋流域范圍的5個氣象站多年年均汛期降雨量,然后根據公式(2),計算得出每個測站的年降雨侵蝕因子R值。然后利用ArcGIS 10.1中的樣條函數插值法,生成流域的年降雨侵蝕力R值空間分布圖,見圖1。

2.3.2 土壤可蝕性因子 K K值反映了土壤被降雨侵蝕力分離和搬運的難易程度,主要由土壤類型決定。本研究采用劍川縣1∶50 000土壤類型圖,經坐標校準后進行矢量化,按照30 m×30 m的網格大小進行矢量數據轉柵格,然后采用楊子生[5-7]在云南北部山區進行坡耕地土壤可蝕性試驗的相關實測值,得到劍湖流域土壤類型分布及K值,見圖2、表1。

2.3.4 植被與經營管理因子 C 因子C是侵蝕動力的抑制因子,主要與植被覆蓋和土地利用類型有關。其取值范圍在0~1之間,值越小表示越不易受到侵蝕,值越大表示越易受到侵蝕,而值的大小取決于具體的作物覆蓋、輪作順序及管理措施的綜合作用等。根據Wischmeier等[11]的方法并結合劍湖流域土地利用狀況,獲得劍湖流域不同土地利用方式下的C因子表(表2)。

2.3.5 水土保持措施因子 P P因子是采取水土保持措施后的土壤流失量與順坡種植時的土壤流失量之比[12]。通常的水土保持措施包括等高耕作、修筑梯田等。一般情況下沒有采取任何水土保持措施的土地利用類型P值為1,其它情況下P值介于0~1之間。由于缺乏實驗資料,主要參照美國農業部手冊703號和在亞熱帶區域的相關研究,對P值進行率定,結果見表2。

3 結果與分析

利用ArcGIS10.3的空間分析模塊,將劍湖流域各土壤侵蝕因子進行連乘,得到各像元年土壤流失量A值,然后根據水利部頒布的《土壤侵蝕分類分級標準》(SL190-2007)將土壤侵蝕劃分為6個等級(見表3),進而得到劍湖流域土壤侵蝕分布圖(圖3),并對不同等級的侵蝕進行統計,結果見表4。結果顯示,劍湖流域年均土壤侵蝕模數為12.56 t/(hm2? a),為輕度侵蝕,但是仍然大于國家水利部頒發的西南土石山區土壤允許流失量;占流域面積89.3%的區域屬于微度或者輕度侵蝕,但其對流域土壤侵蝕量的貢獻率僅為34.2%,而整個流域65.8%的土壤侵蝕量來自于僅占流域面積10.7%的中度及以上等級的侵蝕區域。

劍湖流域絕大部分地區屬于微度或者輕度侵蝕。對于劍湖流域湖濱區、壩子地區以及入湖河流上游河谷區,是劍湖流域的主要農業產區,通過大規模退耕還林來防治水土流失的做法不符合實際。因而該區域應該采取一些農業措施,比如地埂種植、作物間作套種、生物籬技術等。土壤侵蝕會威脅基本農田設施,降低土地生產力,造成河道湖泊淤積,加劇洪澇災害。因此,需根據流域土壤侵蝕空間分布,分析區域土壤侵蝕特點,針對不同的問題分別采取不同的防治措施:對于屬微度或者輕度侵蝕的劍湖流域絕大部分地區,如湖濱區、壩子地區以及入湖河流上游河谷區,作為劍湖流域的主要農業產區,通過大規模退耕還林來防治水土流失的做法不符合實際,應采取地埂種植、作物間作套種、生物籬技術等農業措施;而僅占流域面積10.7%但土壤侵蝕量占整個流域65.8%的中度及以上侵蝕區域,主要位于流域的上游和流域內邊界山地,其土壤侵蝕危害主要表現在降低土壤肥力、淤積河道和水庫,該區域可以采取退耕還林、坡改梯以及修復和治理河道等措施來控制土壤侵蝕,從而減少水土流失量。

4 討論與結論

(1)本文采用的遙感數據精度有限,在解譯流域土地利用類型的過程中不可避免地存在誤差,這會導致在率定與土地利用類型相關的植被與經營管理因子C和水土保持措施因子P時存在難度,因而,要想獲得比較好的結果,應該盡量使用高分辨率影像。鑒于高分辨率影像的可獲得性難度系數,應該充分發揮遙感影像融合技術,以更好地利用RS與GIS提取流域土壤侵蝕的相關信息。

(2)目前的土壤侵蝕模型應用,大多是借鑒國內外前人的研究方法和成果。在以后的土壤侵蝕模型應用中,應繼續加強對研究區水土保持的監測,得到流域水土流失實測值,并使用該實測值對土壤侵蝕模型進行校準,改善土壤侵蝕各個因子的率定方法,從而提高土壤侵蝕模型預測的可靠性與準確性。

(3)本研究利用GIS強大的數據空間管理功能,進行USLE模型各個因子的輸入與計算,并結合地理空間柵格數據空間內插方法,對中小尺度流域進行土壤侵蝕預測。這與傳統的集中式的土壤侵蝕預測相比,極大地提高了土壤侵蝕的預測效率。并且依托于地理信息技術強大的制圖功能,提高了侵蝕結果的顯示效果,這對于管理者制定有關防治流域水土流失的決策提供了有益借鑒。

參 考 文 獻:

[1]

Wei W, Chen L D, Fu B L. The effect of land use and rainfull regimes on runoff and soil erosion in the semi-arid loses hilly area, China [J]. Journal of Hidrology, 2007, 335(3): 247-258.

[2] 趙曉麗,張增祥,周全斌,等.中國土壤侵蝕現狀及綜合防治對策研究[J].水土保持學報,2002,16(1):40-43.

[3] 王曉慧,陳永富,陳爾學等.基于遙感和 GIS 的黃土高原中陽縣土壤侵蝕評價[J].山地學報,2011,29(4):442-448.

[4] 章文波,付金生.不同類型雨量資料估算降雨侵蝕力[J].資源科學,2003,25(1):35-41.

[5] 楊子生.云南省金沙江流域土壤流失方程研究[J].山地學報,2002,20(增刊):1-9.

[6] 楊子生. 滇|北山區坡耕地土壤侵蝕的地形因子[J].山地學報,1999,17(增刊): 16-18.

[7] 楊子生.滇東北山區坡耕地土壤可蝕性因子[J].山地學報,1999,17(增刊):10-15.

[8] Renard K G, Foster G R, Weesies G A, et al. Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planting with the Revised Universal Soil Loss Equation(RUSLE)[M].Handbook NO.703.U.S,Washington D C: U. S. Department of Agriculture,1997:105,107.

[9] Liu B Y, Nearing M A, Risse L M. Slope gradient effects on soil loss for steep slopes[J]. Transactions of the ASAE, 1994,37: 1835-1840.

[10]Liu B Y, Nearing M A, Shi P L, et al. Slope length effects on soil loss for steep slopes[J]. Soil Society of American Journal, 2000,64:1759-1763.

土壤侵蝕概念范文第2篇

水蝕是土壤侵蝕中的一種重要形式,根據水利部公布的全國第二次水土流失遙感調查結果,全國水土流失面積356萬km2,占國土面積的1/3強,其中水蝕面積165萬km2,水蝕治理是我國今后很長一段時間的重要任務。自20世紀50年代,國內外許多學者開展了大量的水蝕預報模型研究,取得了豐碩的成果,并被用于水土保持措施配置和水土資源持續利用等方面。水蝕預報模型可分為經驗模型和物理過程模型。經驗模型依據實際觀測資料,采用統計分析方法,建立侵蝕產沙量與其主要影響因素之間的經驗關系式,而物理過程模型則強調模擬整個事件的過程,模型涉及多個指標,一般通過實測獲取。我國國土面積遼闊,水蝕面積很大,目前社會經濟發展水平難以保證大范圍、多指標的實地觀測,因此在相當長的時間內,水蝕經驗模型將是我國水土保持研究中的主要內容。雖然目前已經有學者對水蝕預報模型進行了介紹[8-9],但尚缺乏對經驗水蝕預報模型的系統研究。

1國外經驗水蝕預報模型發展歷程

國外經驗水蝕預報模型研究以美國為代表,經歷了從考慮單因子、部分因子、到全因子的發展歷程,與此同時研究相對滯后的其他國家也開展了相關研究[10]。Zingg于1940年發表的計算田間土壤流失量的第一個數學方程式,描述了地形因子—坡度和坡長在土壤侵蝕中的作用[11];1941年Smith在原來考慮地形因子的基礎上增加了反映天氣、土壤、耕作等的綜合特征的常數和水土保持措施因子[12];隨后,Browning和他的助手們在此基礎上又增加了土壤可蝕性因子[13];1948年Smith和Whitt提出了一個“概念性”土壤流失方程,他們根據一定條件下觀測侵蝕量的基礎上綜合考慮了地形、土壤、措施因子,并將其推廣應用于美國密蘇里州的主要土壤類型,在應用中引入了一個降水因子使該方程應用于其他地方[14];與此同時,美國農業部土壤保持局認識到土壤流失方程對于農業規劃很有價值,通過學術研討會回顧了長久以來美國的土壤侵蝕研究資料,重新評估了以前方程中使用的各個因子,最終形成了包括了降水因子、包含坡度和坡長信息的地表徑流因子、土壤特征、植被覆蓋影響因子等的Musgrave方程[15],Lloyd和Eley利用該方程繪制了Musgrave方程的圖解圖,并將美國東北部各州主要條件下的侵蝕影響數值制成表[16];隨著州和地區級土壤侵蝕預報方程的應用成功,土壤保持決策者建議全力研制全國性的土壤侵蝕預報方程,1954年美國農業部農業研究局在印第安納州普度大學(PurdueUniversity)建立了國家數據中心,進行全國徑流和土壤流失資料的匯總、整理以便更進一步的深入分析,利用中心收集的1萬多個小區的年徑流和土壤流失基礎資料,研制出了USLE,出版了美國第一個官方版的USLE手冊[2],并且運用USLE和風蝕方程每5年進行一次全國土壤侵蝕狀況定量調查,USLE用6個因子的乘積形式量化了土壤侵蝕,這6個因子分別是降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡度、坡長、覆蓋和管理、水土保持措施,至此涵蓋氣候、地形、土壤、植被、人類活動因素的水蝕預報模型正式形成。自USLE發表以來,新的研究和試驗又使USLE得以改進:降雨侵蝕力、土壤可蝕性因子、覆蓋—管理因子、坡度坡長因子等的改進,改進結果即為1997年美國發表的USLE的修訂版RUSLE[1]。在經驗水蝕預報坡面模型的基礎上,結合GIS工具,又發展了流域、區域經驗水蝕預報模型,如AGNPS,SWAT等[17-19]。

1.1“地形因子”經驗水蝕預報模型—Zingg模型

Zingg模型研究的是地形對土壤侵蝕的影響,模型集成了眾多個人和組織的研究結果,首次定量評價了坡度坡長對土壤侵蝕的影響,為土壤侵蝕定量評價、模型的建立開創了一個良好的開端,同時也將土壤侵蝕研究推向了一個新臺階—定量研究[11]。模型包括坡度、坡長及坡度坡長對土壤侵蝕的影響:Xc==0.065S1.49,Xc=0.0025L1.53,Xi=CSmLn,其中Xi為小區單位寬度侵蝕量,C為常數,由區域條件決定,S為百分比坡度,m為坡度指數,L為坡長,n為坡長指數。

1.2“地形—措施因子”經驗水蝕預報模型—Smith模型

Smith利用許多水土保持和其他實驗站點獲得的有關因子間關系的成果和自己小組研究結果,獲得了侵蝕量和坡度坡長的關系[12]:A=CS7/5L3/5,其式中,A為單位面積侵蝕量,單位為t/acre,S為坡度,L為坡長,C為常數,是天氣、土壤、作物、輪作制度和管理的綜合反映。與以往模型不同的是,考慮了水土保持措施的作用,同時根據允許流失量和地形條件、侵蝕量、措施情況等可以確定地塊的最大坡長。Smith模型考慮了措施因子,確定了土壤侵蝕和地”形的關系,根據土壤容許流失量為水土保持治理提供了確定最大坡長的方法。

1.3“地形—土壤—措施因子”經驗水蝕預報模型—Smith、Whitt模型

Smith等通過系統總結前人的研究成果認為影響農地土壤侵蝕的主要因素包括了作物體系、地形、降雨特征、土壤性質和各種水土保持措施,據此建立了農地土壤侵蝕模型[14]:A=CSLKP,其中,A為單位面積侵蝕量,C為普通輪作小區上單位面積侵蝕量,單位為t/acre,S、L、K為坡度、坡長、土壤可蝕性的尺度轉換系數,P為措施因子。與此同時還系統研究了不同條件下普通輪作小區單位面積土壤侵蝕量和不同措施條件下的措施因子。

1.4“降雨—地形—植被覆蓋—土壤因子”經驗水蝕預報模型—Musgrave方程

Musgrave基于前人已有的成果,匯集所有關于土壤侵蝕和影響因子間關系的數據,水土保持局組織了專門的研究隊伍來分析這些數據,得出了降雨—地形—植被覆蓋—土壤因子預報模型[15]:(1)侵蝕和降雨的關系:E∝P1.7530;(2)地形和侵蝕的關系:E∝S1.35,E∝L0.37;(3)植被覆蓋狀況和侵蝕的關系:Musgrave等發現關于植被覆蓋狀況對土壤侵蝕影響的研究遠遠大于地形對侵蝕的影響研究,如果將非等高、連續耕種的地塊如棉花地、玉米地、煙草地等植被覆蓋條件下的侵蝕量等視為100,則草原、林地覆蓋情況下侵蝕約為1;(4)土壤狀況和侵蝕的關系:研究小組將不同的實驗條件都統一轉到了標準30分鐘雨量、標準坡度坡長條件下的侵蝕,借此探討并確定了不同土壤和侵蝕的關系,對于那些尚沒有進行實驗觀測的土壤,可根據和其理化特征接近的土壤來判斷可蝕性。

1.5“降雨—土壤—地形—覆蓋管理—措施因子”經驗水蝕預報模型—USLE

隨著水蝕預報模型研究的進一步深入,1965年W.H.Wischmerier和D.D.Smith以美國國家水土流失中心收集的美國30個州、近30年徑流小區觀測資料為基礎,經過對近萬個徑流小區統計分析提出了美國第一個綜合考慮了降雨、土壤、地形、覆蓋管理、措施的較為成熟的侵蝕預報模型—通用水土流失方程USLE(UniversalSoilLossEquation)用來預報坡面或田間尺度的年平均侵蝕[2],模型結構如下:A=R×K×L×S×C×P,其中A為單位面積的年土壤侵蝕量;R為年降雨侵蝕力因子;K為土壤可蝕性因子;L為坡長因子;S為坡度因子;C為植被和管理因子,P為措施因子。USLE考慮因子全面,通過對侵蝕過程機理的分析確定了模型中考慮的影響侵蝕因素,方法上采用統計分析以建立經驗模型,為各國和各地研究發展土壤侵蝕預報模型做出了示范,USLE可用來計算年均土壤侵蝕量,根據侵蝕狀況和容許侵蝕量對比可指導人們采取適當的水土保持措施進行正確的耕作和經營管理,具有較強的實用性。但模型計算的是年均土壤侵蝕量,難以反映次降雨過程的土壤侵蝕狀況,而且方程建立在緩坡條件下,在地形復雜地區,尤其是陡坡地的應用受到很大限制,模型中沒有考慮沉積量和溝道、河床、河岸侵蝕,不太適用于就地沉積的帶狀耕作及河道等。

1.6因子計算方法更為完善的“降雨—土壤—地形—覆蓋管理—措施因子”經驗水蝕預報模型—RUSLE

隨著研究的進一步深入,科學家在USLE基礎上,對因子算法進行了細化并大大提高了模型預測精度[1],主要表現為:R因子采用分區對待,東部地區同USLE,用降雨動能與最大30分鐘降雨強度的乘積,用長時段降雨資料計算,西部地區則利用更多氣象數據訂正,針對緩坡積水、土壤凍融與融雪作用進行了修正;K值計算則在USLE的基礎上考慮了凍融作用、土壤水分、土壤固結等;在LS因子上增加了細溝/細溝間侵蝕比率,可以處理復雜坡型;C值在考慮作物季相、表層覆蓋、糙度等。P值則在根據已布設削弱徑流、阻滯土壤移動的水保措施,根據坡度微起伏確定的基礎上由水文、土壤類型、坡度、冬播程度、壟高、十年一遇侵蝕指數等確定。RUSLE可以反映次降雨過程的土壤侵蝕狀況,但方程建立在緩坡條件下,在地形復雜地區,尤其是陡坡地的應用受到很大限制。

1.7基于坡面模型的流域、區域經驗水蝕預報模型—AGNPS,SWAT

流域經驗水蝕預報模型是基于坡面模型研究成果,引入GIS工具來解決流域水土流失預報的工具。農業非點源污染AGNPS(AgriculturalNonpointSource)將流域劃分為若干柵格單元,在每個柵格單元上輸入計算所需要的參數,采用USLE進行侵蝕量的計算[17];水土資源評價工具SWAT(SoilandWaterAssess-mentTool)則采用Williams根據USLE改進的MUSLE(ModifiedUniversalSoilLossEquation)模型進行流失量的計算[18]。

2我國經驗水蝕預報模型發展歷程

我國經驗水蝕預報模型是從20世紀50年代開始的,由于受觀測站點較少且長時段連續的不夠,雖然也建立了一些模型[5],但更多的是在吸收國內外已有成果的基礎上來建立適合我國國情的經驗水蝕預報坡面模型[3,20]。1953年劉善建等人根據甘肅天水水土保持科學實驗站的小區觀測資料提出的農地年侵蝕量模型,模型綜合考慮了降雨、徑流、地表覆被及地形對侵蝕的影響[5]。到20世紀70年代美國通用土壤流失方程引進我國以后,一些研究者陸續以通用土壤流失方程為原型,綜合考慮了影響土壤侵蝕的各個因子,利用水蝕區徑流小區觀測資料和研究區的實際情況對各因子指標及其算法進行修正,建立了若干個地區性水蝕預報模型,主要包括東北漫崗丘陵區[21]、黃土高原區[5,22-23]、長江三峽庫區[24]、福建地區[25]、廣東地區[26]、滇東北山區[27]、紅壤丘陵地區[28]等。然而,我國國土面積廣闊,社會經濟發展水平與發達國家相比相對程度低,能投入到水土流失監測人力、物力、財力十分有限,無法像國外進行大規模的監測點布設,因此觀測點布設相對稀疏、測次相對較少、測時相對較短、觀測數據相對較少,我國水蝕預報模型有著與國外迥然不同的特點:國外基于大量監測數據建立了坡面、區域、流域經驗、半經驗半過程、過程水蝕區域模型[29-30],我國坡面、流域、區域經驗水蝕預報模型在借鑒國外水蝕模型發展的經驗上得到了長足的發展發展,物理過程模型在近20年發展加快[31-33]。

2.1我國最早的經驗水蝕預報模型—劉善建模型

劉善建利用甘肅天水水土保持試驗站在天水城南梁家坪沙壤土的坡地上布設了19個小區里記錄的1945~1950年不同降雨、地表覆蓋、坡度下徑流、沖刷數據,通過對數據的分析,得出了該地區土壤水蝕預報模型該模型是我國第一個比較完善的經驗水蝕預報模型[5],為我國水蝕預報經驗模型發展奠定了良好的基礎。

2.2基于USLE的中國特色的綜合因子經驗水蝕預報模型

江忠善、鄭粉莉等基于USLE在綜合分析我國坡面模型研究成果的基礎上,提出了適于我國侵蝕環境的坡面水蝕預報模型[20],模型最大特點是考慮了淺溝侵蝕對坡面土壤侵蝕的貢獻,模型形式為A=RKLS-GCP,其中,A為年平均年土壤流失量;R為降雨侵蝕力,根據全國降雨侵蝕力的研究結果,擬定次降雨量為10mm的降雨為侵蝕性降雨標準,并選用EI30指標作為全國降雨侵蝕力的統一評價指標,基本兼顧了我國絕大多數地區的降雨特性,且預報效果較好;K為土壤可蝕性因子,以江忠善提出的標準徑流小區為基準,以現有各地小區資料分析為主,補充必要的天然或人工降雨試驗,研究主要土壤亞類的土壤可蝕性K值與土壤機械組成、水穩性團粒結構、有機質含量、土壤入滲和土層厚度的關系,繪制諾謨圖,用于查算我國土壤亞類的土壤可蝕性K值;L為無量綱的坡長因子;S為無量綱的坡度因子;G為無量綱的淺溝侵蝕影響因子,計算采用G=1+β,β為淺溝侵蝕影響因子的校正系數,主要受降雨、匯流強度、坡度坡長和土壤性質的影響。當坡面無淺溝侵蝕時,β=0;C為無量綱的覆蓋與管理因子;P為無量綱的水土保持措施因子。江忠善、鄭粉莉模型考慮了淺溝侵蝕對坡面侵蝕產沙的重要影響,結合我國地形復雜陡坡地比例大的地形特征,確定了我國標準小區的規格,建立了我國坡面水蝕預報模型,利用自然坡面徑流小區實測資料對模型進行驗證表明模型具有較高的預報精度,在有淺溝和無淺溝的坡面上預報精度達88%以上。CSLE(ChineseSoilLossEquation)是劉寶元等以USLE為原型、以黃土高原丘陵溝壑區安塞、子洲、離石、延安、綏德等徑流小區實測資料為數據基礎,考慮了我國陡坡土壤侵蝕特征以及長期形成的系統化水土流失防治措施,建立了中國土壤侵蝕方程[3]:A=RKLSBET,其中A為單位面積的年土壤侵蝕量;R為降雨侵蝕力因子,是降雨量和最大10分鐘雨強的函數,實際應用中,要獲得次降雨數據是很難的,為此建立了用日降雨數據計算半月降雨侵蝕力的模型;K為土壤可蝕性因子,計算采用的標準小區為20m長,5m寬,坡度為15°順坡耕作的清耕休閑地;L為坡長因子,S為坡度因子,長時間以來坡長和土壤侵蝕的關系在野外實驗和實驗室模擬都做了大量的研究,結果表明,土壤侵蝕和坡長的指數成正比,只是指數大小略有不同,例如Zingg得到坡長指數為0.6[11];Musgrave認為坡長指數為0.35[15];1965年出版的USLE建議坡度大于10%坡長指數采用0.6,坡長比較長的坡長指數采用0.3,其他情況坡長指數則用0.5;1978年,USLE調整了不同情況下坡長指數,對于坡度大于或等于5%,坡長指數為0.5,坡度介于3.5%和4.5%之間的坡長指數為0.4,坡度介于1%和3%之間的坡長指數為0.3,坡度小于1%坡長指數為0.2;1997年出版的RUSLE則用了一個坡度的連續函數來計算坡長指數。我國陡坡土壤侵蝕非常嚴重,劉寶元等利用中國黃土高原的綏德、安塞、子洲等地的觀測數據分析發現RUSLE中的LS計算方法不適合陡坡條件,1978年出版的USLE中坡長因子計算模型在中國適用,同時繼承他人成果和完善陡坡地坡度因子計算,確定了CSLE中坡度因子的計算方法;B為生物措施因子;E為工程措施因子;T為耕作措施因子。這幾個因子均無量綱。與USLE模型相比,CSLE充分考慮了我國地形特征、水土保持措施的實際情況,將原來的作物覆蓋管理因子、措施因子根據我國水土保持實際情況重新歸納為了生物措施因子、工程措施因子和耕作措施因子,因子更能反映我國的農業生產和水土保持狀況,同時對地形因子算法,尤其是陡坡的地形因子進行了改進,使結果更符合中國實際情況。

2.3小流域經驗水蝕預報模型

江忠善等利用陜北、晉西、隴東南黃土丘陵溝壑區10條典型溝道小流域1954~1970年期間的406場降雨洪水徑流泥沙的實測資料,分析了影響流域產沙的降雨、地形、土質、植被等因素和產沙的一些特性,并將影響產沙的因素概括為洪水徑流總量、流域平均坡度、黃土中砂粒粉粒含量和植被作用系數,將這些作為產沙量預報模型的指標,建立了未治理流域暴雨產沙量的預報模型[4]:Ms=0.37M1.15JKP,其中,Ms為一次暴雨的流域產沙模數,單位為t/km2,M為一次暴雨的洪量模數,單位為m3/km2,J為流域平均坡度,以比值計,K為土壤可蝕性因子,以黃土中砂粒和粉粒占總量比例表示可蝕性指標,以小數計;P為與流域植被度有關的植被作用系數,模型提供了查找圖供使用者查找P值。江忠善、宋文經模型根據黃土高原丘陵溝壑區內不同地區小流域本身都存在著較好的水沙關系,綜合考慮了徑流、地形、土壤、植被對流域產沙的影響,模型考慮因素全面,結構較為合理,為黃土高原丘陵溝壑區沒有開展水土保持工作的小流域產沙提供了工具,但模型預報的只是流域產沙總量,不能反映流域內產沙的空間差異,可以對流域內水土保持措施需求提供參考,但對內部水土保持措施的具體配置則無法使用,同時模型所選用的水文觀測資料都是來自沒有開展水土保持治理的小流域,如果對水土保持治理程度較高的流域,則需要考慮治理程度對產沙量的影響。

2.4區域經驗水蝕預報模型

周佩華等分析了河流輸沙量與流域內的水土流失之間的關系,建立了河流輸沙量與流域內影響水土流失各主要因素之間的相關方程,用以進行水土流失預測。考慮到我國地域遼闊,區域間差異顯著,將我國分成了東北漫崗丘陵區、黃土高原區、青藏高原區、北方山地丘陵區、云貴高原及四川盆地區、江南丘陵區(含臺灣省)及華南山地丘陵區(含海南諸島)七大區,選擇了松花江、黃河、淮河、長江、贛江、西江作為代表河流,分區建立了模型[34]:黃土高原區:y=0.075M2.399×Q-0.027×1.573(1-p)青藏高原區:y=0.3357M-0.268×Q1.919×P-0.394北方山地丘陵區:y=76100M0.705×Q0.986×P-2.477云貴高原及四川盆地區:y=0.000765M0.409×Q1.131×P-0.629江南丘陵區:y=66.09M0.988×Q0.178×P-0.151東北漫崗丘陵區:y=0.226M-0.2×Q1.368(缺少水土保持數據故未考慮P)華南山地丘陵區:y=0.0127M0.076×Q1.698(缺少水土保持數據故未考慮P)式中,y為河流年輸沙量,單位為億t,M為一日最大洪水量,Q為年徑流量,單位為億m2,P為水土保持治理面積占水土流失面積的百分比。該模型充分考慮了地域差異,對全國進行了分區建模型,同時也考慮了徑流、降雨、水土保持措施對侵蝕的影響,但模型仍屬于集總模型,無法反映區域內水土流失差異,也無法為水土保持措施配置提供參考,同時,模型基于一定水平水土保持水平下統計分析結果,當水土保持措施發生變化時,需要重新率定。考慮到目前國內外對區域水土流失的研究還比較薄弱,如我國一般通過宏觀分區的方法來實現區域的整體評價[34];國外如美國,則通常通過地面定位監測網絡實現評價并結合統計匯總的方式,定期得到全國土壤侵蝕狀況的數據資料[1];關于全球變化的研究則力圖在坡面研究的基礎上,通過尺度轉換的方法獲得區域乃至全球的土壤侵蝕數據[35]。胡良軍、李銳等對黃土高原的水土流失進行系統、宏觀、綜合的分析,確定了一套適用于黃土高原的水土流失宏觀定量評價的指標體系,建立了適用于黃土高原的水土流失預報的宏觀定量數學模型[23]:L=3.5210P0.7887S-0.09616G1.9945M0.01898e-0.00144C,式中,L為侵蝕模數;P為汛期降雨量;S為大于0.25mm風干土水穩性團粒含量;C為植被蓋度;G為溝壑密度;M為坡耕地面積比;其余字母為待定系數。模型是對區域水土流失進行宏觀、定量的分析結果建立的區域水土流失快速預報模型,無論從理論上還是實踐上都具有十分重要的意義,同時結合了GIS技術進行輔助計算,可以反映區域水土流失空間差異,從而克服了以往集總模型無法反映空間差異的缺點,但模型主要是針對黃土高原的具體情況建立和率定的,如果需要應用到其他的區域,還需要結合當地實際情況進行修正。

土壤侵蝕概念范文第3篇

關鍵詞土壤退化;概況;進展;方向

中圖分類號S158.1

文獻標識碼A

文章編號1000-3037(2000)03-0280-05

鑒于土壤及土地退化對全球食物安全、環境質量及人畜健康的負面影響日益嚴重的現實,從土壤圈與地圈—生物圈系統及其它圈層間的相互作用的角度研究土壤退化,特別是人為因素誘導的土壤退化的發生機制與演變動態、時空分布規律及未來變化預測與恢復重建對策,已成為研究全球變化的最重要的組成部分,并將繼續成為21世紀國際土壤學、農學及環境科學界共同關注的熱點問題。但是,迄今為止,有關土壤退化的許多理論問題及過程機理尚不清楚,還沒有公認的或統一的土壤退化指標和定量化評價方法[1]。因此,及時了解國際土壤退化研究的最新動向,并結合我國實際創造性地開展該領域的研究工作,具有重要的學術價值和現實生產意義。

1土壤退化的概念

土壤退化(Soildegradation)是指在各種自然,特別是人為因素影響下所發生的導致土壤的農業生產能力或土地利用和環境調控潛力,即土壤質量及其可持續性下降(包括暫時性的和永久性的)甚至完全喪失其物理的、化學的和生物學特征的過程,包括過去的、現在的和將來的退化過程,是土地退化的核心部分。土壤質量(Soilquality)則是指土壤的生產力狀態或健康(Health)狀況,特別是維持生態系統的生產力和持續土地利用及環境管理、促進動植物健康的能力[2]。土壤質量的核心是土壤生產力,其基礎是土壤肥力。土壤肥力是土壤維持植物生長的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母質、氣候、生物、地形和時間因素長期相互作用的結果,帶有明顯的響應主導成土因素的物理、化學和生物學特性;另一方面,人類活動也深刻影響著自然成土過程,改變土壤肥力及土壤質量的變化方向。因此,土壤質量的下降或土壤退化往往是一個自然和人為因素綜合作用的動態過程。根據土壤退化的表現形式,土壤退化可分為顯型退化和隱型退化兩大類型。前者是指退化過程(有些甚至是短暫的)可導致明顯的退化結果,后者則是指有些退化過程雖然已經開始或已經進行較長時間,但尚未導致明顯的退化結果。

2全球土壤退化概況

當前,因各種不合理的人類活動所引起的土壤和土地退化問題,已嚴重威脅著世界農業發展的可持續性。據統計,全球土壤退化面積達1965萬km2。就地區分布來看,地處熱帶亞熱帶地區的亞洲、非洲土壤退化尤為突出,約300萬km2的嚴重退化土壤中有120萬km2分布在非洲、110萬km2分布于亞洲;就土壤退化類型來看,土壤侵蝕退化占總退化面積的84%,是造成土壤退化的最主要原因之一;就退化等級來看,土壤退化以中度、嚴重和極嚴重退化為主,輕度退化僅占總退化面積的

38%[3~6]。

全球土壤退化評價(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究結果[3~6]顯示,土壤侵蝕是最重要的土壤退化形式,全球退化土壤中水蝕影響占56%,風蝕占28%;至于水蝕的動因,43%是由于森林的破壞、29%是由于過度放牧、24%是由于不合理的農業管理,而風蝕的動因,60%是由于過度放牧、16%是由于不合理的農業管理、16%是由于自然植被的過度開發、8%是由于森林破壞;全球受土壤化學退化(包括土壤養分衰減、鹽堿化、酸化、污染等)影響的總面積達240萬km2,其主要原因是農業的不合理利用(56%)和森林的破壞(28%);全球物理退化的土壤總面積約83萬km2,主要集中于溫帶地區,可能絕大部分與農業機械的壓實有關。

3我國土壤退化狀況

首先,我國水土流失狀況相當嚴重,在部分地區有進一步加重的趨勢。據統計資料[7],1996年我國水土流失面積已達183萬km2,占國土總面積的19%。僅南方紅黃壤地區土壤侵蝕面積就達6153萬km2,占該區土地總面積的1/4[8]。同時,對長江流域13個重點流失縣水土流失面積調查結果表明,在過去的30年中,其土壤侵蝕面積以平均每年1.2%~2.5%的速率增加[9],水土流失形勢不容樂觀。

其次,從土壤肥力狀況來看,我國耕地的有機質含量一般較低,水田土壤大多在1%~3%,而旱地土壤有機質含量較水田低,<1%的就占31.2%;我國大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下,其中山東、河北、河南、山西、新疆等5省(區)嚴重缺氮面積占其耕地總面積的一半以上;缺磷土壤面積為67.3萬km2,其中有20多個省(區)有一半以上耕地嚴重缺磷;缺鉀土壤面積比例較小,約有18.5萬km2,但在南方缺鉀較為普遍,其中海南、廣東、廣西、江西等省(區)有75%以上的耕地缺鉀,而且近年來,全國各地農田養分平衡中,鉀素均虧缺,因而,無論在南方還是北方,農田土壤速效鉀含量均有普遍下降的趨勢;缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。對全國土壤綜合肥力狀況的評價尚未見報道,就東部紅壤丘陵區而言,選擇土壤有機質、全氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表層土壤厚度等11項土壤肥力指標進行土壤肥力綜合評價的結果表明,其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影響,處于中、下等水平,高、中、低肥力等級的土壤的面積分別占該區總面積的25.9%、40.8%和33.3%,在廣東丘陵山區、廣西百色地區、江西吉泰盆地以及福建南部等地區肥力退化已十分嚴重[11]。

此外,其它形式的土壤退化問題也十分嚴重。以南方紅壤區為例,約20萬km2的土壤由于酸化問題而影響其生產潛力的發揮;化肥、農藥施用量逐年上升,地下水污染不斷加劇,在部分沿海地區其地下水硝態氮含量已遠遠高于WHO建議的最高允許濃度10mg/l;同時,在一些礦區附近和復墾地及沿海地區土壤重金屬污染也相當嚴重[8]。

4土壤退化研究進展

自1971年FAO提出土壤退化問題并出版“土壤退化"專著以來,土壤退化問題日益受到人們的關注。第一次與土地退化有關的全球性會議——聯合國土地荒漠化(desertification)會議于1977在肯尼亞內羅畢召開。聯合國環境署(UNEP)又分別于1990年和1992年資助了Oldeman等開展全球土壤退化評價(GLASOD)、編制全球土壤退化圖和干旱土地的土地退化(即荒漠化)評估的項目計劃。1993年FAO等又召開國際土壤退化會議,決定開展熱帶亞熱帶地區國家級土壤退化和SOTER(土壤和地體數字化數據庫)試點研究。在1994年墨西哥第15屆國際土壤學大會上,土壤退化,尤其是熱帶亞熱帶的土壤退化問題倍受與會者的重視,不少科學家指出,今后20年熱帶亞熱帶將有1/3耕地淪為荒地,117個國家糧食將大幅度減產,呼吁加強土壤退化及土地退化恢復重建研究,并在土壤退化的概念、退化動態數據庫、退化指標及評價模型與地理信息系統、退化的遙感與定位動態監測和模擬建模及預測、土壤復退性能研究、退化系統恢復重建的專家決策系統等研究方面有了新的發展。國際水土保持學會也于1997在加拿大多倫多組織召開了以流域為基礎的生態系統管理的全球挑戰國際研討會,從生態系統、流域的角度探討土壤侵蝕等土壤退化等問題。而且,國際土壤聯合會于1996年和1999年分別在土耳其和泰國舉行了直接以土地退化為主題的第一屆和第二屆國際土地退化會議,并在第一屆會議上決定成立了土壤退化研究工作組專門研究土壤退化,在第二屆會議上則對土壤退化問題更為重視,并有學者倡議將土壤退化研究提高到退化科學的高度來認識,并決定于2001年在巴西召開第三屆國際土壤退化會議[12]。同時,在亞洲,由UNDP和FAO支持的“亞洲濕潤熱帶土壤保持網(ASOCON)”和“亞洲問題土壤網”也在亞太土地退化評估與控制方面開展了大量的卓有成效的研究工作。總的說來,國際上土壤退化研究在以下方面取得了重要進展:①從土壤退化的內在動因和外部影響因子(包括自然和社會經濟因素)的綜合角度,研究土壤退化的評價指標及分級標準與評價方法體系;②從土壤的物理、化學和生物學過程及其相互作用入手,研究土壤退化的過程與本質及機理;③從歷史的角度出發,結合定位動態監測,研究各類土壤退化的演變過程及發展趨向和速率,并對其進行模擬和預測;④側重人類活動(特別是土地利用方式和土壤經營管理措施)對土壤退化和土壤質量影響的研究,并將土壤退化的理論研究與退化土壤的治理和開發相結合,進行土地更新技術和土壤生態功能保護的試驗示范和推廣;⑤注重傳統技術(野外調查、田間試驗、盆栽試驗、實驗室分析測試、定位觀測試驗等)與高新技術(遙感、地理信息系統、地面定位系統、模擬仿真、專家系統等)的結合;⑥從社會經濟學角度研究土壤退化對土壤質量及其生產力的影響。

我國土壤學研究工作在過去幾十年主要集中在土壤發生、分類和制圖(特別是土壤資源清查);土壤基本物理、化學和生物學性質(特別是土壤肥力性狀);土壤資源開發利用與改良(特別是土壤培肥,鹽漬土和紅壤的改良等)等方面。這些工作雖然在廣義上與土壤退化科學密切相關,但直接以土壤退化為主題的研究工作主要集中在最近10多年,其中又以熱帶亞熱帶土壤退化研究工作較為系統和深入,并在80年代參與了熱帶亞熱帶土壤退化圖的編制,完成了海南島1∶100萬SOTER圖的編制工作。90年代以來,中國科學院南京土壤研究所結合承擔國家“八五”科技攻關專題“南方紅壤退化機制及防治措施研究”和國家自然科學基金重點項目“我國東部紅壤地區土壤退化的時空變化、機理及調控對策的研究”任務,將宏觀調研與田間定位動態觀測和實驗室模擬試驗相結合,將遙感、地理信息系統等高新技術與傳統技術相結合,將自然與社會經濟因素相結合,將時間演變與空間分布研究相結合,將退化機理與調控對策研究相結合,對南方紅壤丘陵區土壤退化的基本過程、作用機理及調控對策進行了有益的探索,并在以下方面取得了重要進展[8、13]:①初步定義了土壤退化的概念,闡明了紅壤退化的基本過程、機制、特點。②在土壤侵蝕方面,利用遙感資料和地理信息系統技術編制了東部紅壤區1∶400萬90年代土壤侵蝕圖與疊加類型圖及典型地區70、80、90年代疊加土壤侵蝕圖,并在土壤侵蝕圖、土地利用圖、土壤母質圖等基礎上,編制了1∶400萬土壤侵蝕退化分區概圖;對南方主要類型土壤可蝕性K值進行了田間測定,并利用全國第二次土壤普查數據和校正的Wischmeier方程,計算我國南方主要類型土壤可蝕性K,編制了相關圖件。③在肥力退化機理方面,建立了南方紅壤區土壤肥力數據庫,初步提出了肥力退化評價指標體系,進行了土壤肥力退化評價的嘗試,并繪制了紅壤退化評價有關圖件;將養分平衡與土壤養分退化研究相結合總結了我國南方農田養分平衡10年變化規律及其與土壤肥力退化的關系,認為土壤侵蝕、酸化養分淋失等造成的養分赤字循環及養分的不平衡是土壤養分退化的根本原因;應用遙感手段及歷史資料,編制了0~20cm及0~100cm土層的土壤有機碳密度圖,探討了紅壤有機碳庫的消長與轉化及腐殖質組成性質的變化規律;提出了磷素固定是紅壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰減的實質是磷素的雙核化和向固相的擴散,解決了紅壤磷素退化的實質問題。④在土壤酸化方面,研究了紅壤的酸化特點,根據土壤的酸緩沖性能,建立了土壤酸敏感性分級標準,進行了紅壤酸敏感性分級和分區,首次繪制了有關地區土壤酸敏感性分區概圖;采用MAGIC模型,并進行校正對我國紅壤酸化進行預測,揭示紅壤酸度的時空變化規律;并在作物耐鋁快速評估方面取得了重要進展。⑤在土壤污染方面,利用多參數對重金屬的土壤污染進行了綜合評估,建立了綜合污染指數(CPI)值的計算方法,對不同地區的污染狀況進行了評估,繪制了重金屬污染概圖;應用農藥在土壤中的吸附系數(Kd)和半衰期(t1/2)及基質遷移模式,闡明了土壤農藥污染的機理;在重金屬污染對土壤肥力的影響方面的研究結果表明,重金屬污染可降低土壤對鉀的保持能力,促進鉀的淋失;而對氮和磷而言,主要是降低與其催化降解和循環相關的酶的活性。⑥紅壤退化防治方面,提出了區域治理調控對策,“頂林—腰果—谷農—塘魚”等立體種養模式等,并對一些開發模式進行示范和評價。

然而,我國幅員遼闊,自然和社會經濟條件復雜多樣,地區間差異明顯。各類型區在農業和農村發展過程中均不同程度地面臨著各種資源環境退化問題,有些問題是全區共存的,有些則是特定類型區所特有的。過去的工作僅集中于江南紅壤丘陵區,而對其它地區觸及較少。而且,在研究工作中,也往往偏重于單項指標及單個過程的研究。土壤退化綜合評價指標體系的研究基本處于空白,對退化過程的相互作用研究不夠。同時,在合理選擇堿性物質改良劑種類、提高經濟效益以及長期施用改良劑對土壤物理、化學,特別是生物學性質的影響等方面還有許多問題有待進一步研究,對耐酸(鋁)作物品種的選擇研究也亟待加強。此外,對其它土壤退化問題,如集約化農業和鄉鎮企業及礦產開發引起的土壤及水體污染、土壤生物多樣性衰減等問題,尚未開展系統研究。

5土壤退化的研究方向

土壤退化是一個非常綜合和復雜的、具有時間上的動態性和空間上的各異性以及高度非線性特征的過程。土壤退化科學涉及很多研究領域,不僅涉及到土壤學、農學、生態學及環境科學,而且也與社會科學和經濟學及相關方針政策密切相關。然而,迄今為止,國內外的大多數研究工作偏重于對特定區域或特定土壤類型的某些土壤性狀在空間上的變化或退化的評價,而很少涉及不同退化類型在時間序列上的變化。而且,在土壤退化評價方法論及評價指標體系定量化、動態化、綜合性和實用性以及尺度轉換等方面的研究工作大多處于探索階段。

我國土壤退化研究雖然在某些方面取得了一定的、有特色的進展,但整體上還處于起步階段。為此,作者認為,今后我國土壤退化的研究工作應從更廣和更深的層次上系統綜合地開展土壤退化的綜合評價與主要退化類型農業生態系統的重建和恢復研究,并逐步向土地退化或環境退化方向拓展。具體來說,應加強以下幾個方面的研究工作:

(1)土壤與土地退化指標評價體系研究。主要包括用于評價不同土壤及土地退化類型的單項和綜合評價指標、分級標準、閾值和彈性,定量化的和綜合的評價方法與評價模型等;

(2)土壤退化的監測與預警系統研究。主要包括建立土壤退化監測研究網絡,對重點區域和國家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的類型、范圍及退化程度進行監測和評價,并進行分類區劃,為退化土地整治提供依據;

(3)土壤與土地退化過程、機理及影響因素研究。重點研究幾種主要退化形式(如土壤侵蝕、土壤肥力衰減、土壤酸化、土壤污染及土壤鹽漬化等)的發生條件、過程、影響因子(包括自然的和社會經濟的)及其相互作用機理;

(4)土壤與土地退化動態監測與動態數據庫及其管理信息系統的研究。主要包括土壤退化監測網點或基準點(Benchmarksites)的選建、3S(GIS、GPS、RS)技術和信息網絡及尺度轉換等現代技術和手段的應用與發展、土壤退化屬性數據庫和GIS圖件及其動態更新、土壤退化趨向的模擬預測與預警等方面的工作;

(5)土壤退化與全球變化關系研究。主要包括土壤退化與水體富營養化、地下水污染、溫室氣體釋放等;

(6)退化土壤生態系統的恢復與重建研究。主要包括運用生態經濟學原理及專家系統等技術,研究和開發適用于不同土壤退化類型區的、以持續農業為目標的土壤和環境綜合整治決策支持系統與優化模式,主要退化生態系統類型土壤質量恢復重建的關鍵技術及其集成運用的試驗示范研究等方面的工作,為土壤退化防治提供決策咨詢和示范樣板;

(7)加強土壤退化對生產力的影響及其經濟分析研究,協助政府制定有利于持續土地利用,防治土壤退化的政策。

參考文獻

1RLal.Soilqualityandsustainability[A].In:

RLal,WHBlum,CValentine,etal.Methodsfor

AssessmentofSoilDegradation[C].USA:CRCPress

LLC,1998,17~30.

2趙其國,孫波,張桃林.土壤質量與持續環境I.土壤質量的定義及評價方法[J].土壤,1997,(3):113~120.

3GLASOD.Globalassessmentofsoildegradation[Z].Worldmaps.

Wageningen(Netherlands):ISRICandPUNE,

1990.

4OldemanLR,Engelen,VWPVan,etal.Theextent

ofhuman-inducedsoildegradation[Z].Annex5“World

Mapofthestatusofhumaninducedsoildegradation,Anexplanatory

note.”Wageningen,Netherlands:ISRIC.

1990.

5OldemanLR,HakkelingRTA,SombroekWG.

Worldmapofthestatusofhuman-inducedsoil

degradation[Z].Anexplanatorynote,Wageningen,Netherlands:ISRIC

andPUNE,1991.

6OldemanLR.Theglobalextentofsoil

degradation[A].In:DJGreenland,ISzabolcs.

SoilResilienceandSustainableLandUse[C].CABInternational,

Wallingford,UK,1994,99~118.

7中國農業年鑒編輯委員會.中國農業年鑒[Z].北京:中國農業出版社,1997.

8張桃林.中國紅壤退化機制與防治[M].北京:中國農業出版社,1999.

9紅黃壤地區農業持續發展戰略研究專題協作組.紅黃壤地區農業持續發展研究(第一集)[C].北京:中國農業科技出版社,1993.

10魯如坤.土壤—植物營養學[M].北京:化學工業出版社,1998.

11孫波,張桃林,趙其國.我國東南丘陵區土壤肥力的綜合評價[J].土壤學報,1995,32(4):362~369.

12CAnecksamphant,CCharoenchamratcheep,T

Vearasilp,etal.ConferenceReportof2nd

InternationalConferenceonLandDegradation[R].

土壤侵蝕概念范文第4篇

關鍵詞:泥沙 災害類型 成因機制

80年代響應聯合國減災十年委員會提出的開展“國際減輕自然災害十年”(1990~2000年)的號召,在中國減災委員會的領導下,有關部門投入大量的人力和物力開展減災防災的全面的、系統的研究。他們所研究的災害類型涉及七大類,24種。奇怪的是在這七大類24種災害中并沒有包括泥沙災害,是何原因導致泥沙災害的“疏漏”。筆者揣測并非真正的疏漏,主要原因之一是,由于某些泥沙災害已反映在其他自然災害類型中,主要反映在地質災害和洪水災害中;二是由于泥沙本身的二重性,即既能成為致災因子,也能成為豐富的資源。由于這兩方面的原因,故未能把部分泥沙引發的災害特別地強調出來。客觀上迄今為止,甚至什么是泥沙,什么是泥沙災害并沒有明確的,共識的概念,這也是未能成為獨立的一類災害的原因之一。隨著人口的增加,經濟的發展,環境的變異,溫室效應等影響,由泥沙為致災因子直接,或間接引發的災害環境越來越為人們重視。正確地認識泥沙與泥沙災害的類型及其成因機制,對維持區域經濟持續發展是有十分重要的意義。下面就泥沙與泥沙災害的有關問題提出自己的見解,不妥之處請同仁不吝賜教**。

1 泥沙的二重性

要研究泥沙災害,首先要認識泥沙。什么是泥沙,在很長的時段內并沒有明確的概念;河流泥沙專家錢寧先生在“泥沙運動力學”一書中是這樣定義泥沙的“凡是在流體中運動或受水流、風力、波浪、冰川及重力作用移動后沉積下來的固體顆粒碎屑”。定義不僅闡明什么是泥沙,而且還高度地概括泥沙的成因類型和動力機制。同時從定義中還可以看出泥沙粒級大小相差十分懸殊,其粒徑可相差百倍、千倍,甚至萬倍,其體積可相差億倍。可見泥沙是不同等級顆粒碎屑物的總稱。泥沙作為一種物質,同其他任何物質一樣都有其二重性,既有有利的一面,也有有害的一面,有害的一面為泥沙災害,有利的一面稱之為泥沙資源。

1.1 泥沙的災害性

什么是泥沙災害,至今未見有明確報道;筆者是這樣理解泥沙災害的,凡是致災因子是泥沙,或由泥沙誘發其他載體給人類的生存,生存環境和物質文明建設帶來危害,給經濟帶來損失,這樣的泥沙事件就構成泥沙災害。由泥沙為致災因子形成的災害命其為泥沙的直接災害;由泥沙誘發其他載體引發的災害命其為泥沙的間接災害。前者如因滑坡、泥石流及崩塌形成的泥沙物質給人類、社會和環境造成的危害(至今仍被世人稱之為地質災害)。我國是一個多山的國家,2/3為山地,加之人類活動的影響,因滑坡、泥石流和崩塌形成的泥沙災害相當嚴重;據不完全統計,每年發生的滑坡數以萬計,有泥石流溝一萬多條,受到威脅的70多座城市和460多個縣城。1949~1990年因崩塌、滑坡、泥石流使我國至少造成100多億元的直接經濟損失。因崩塌、滑坡、泥石流造成近萬人死亡,年均200多人。這些還使我國的鐵路、水庫和電站受到嚴重威脅。

泥沙間接災害是指因土壤侵蝕形成的泥沙在河道或水庫年復一年又一年的淤積使河床抬高,泄洪能力降低,由不太大的洪水引發的漫堤、潰決的災害(這一類災害至今仍然歸咎于洪澇災害)。在干旱半干旱地區地面堆積的風砂在強風暴作用下也能引起風沙災害;如1993年5月西北地區的黑風暴形成嚴重的風砂災害。由泥沙堆積于河床導致的洪水災害,在半干旱地區比較普遍,在我國主要出現在北方幾條高含沙河流,其中最為典型的是黃河,其次是遼河和永定河。黃河下游在建國前的2000多年的時間內,兩岸大堤決溢1500多次,大小改道26次(又一說7次)。建國后由于三次加固加高防洪大堤才50年安然無恙。但由于近年黃河水沙形勢發生歷史性變化,中上游來水大幅度減少,與此同時,徑流量也大幅度的減少,斷流連續不斷,泥沙大量淤積在河槽中,使河床不斷地抬高,灘槽高差縮小,河道嚴重萎縮。1990年1月至1995年12月,小浪底至高村河段抬升34cm,平均每年抬升7cm。現在黃河下游的過洪能力已降低到歷史最低水平,1996年8月5日與8日13日花園口洪峰流量分別為7600m3/s和5520m3/s,8月5日洪峰水位達到94.73m,高出1958年22300m3/s水位0.91m。使夾河灘以上1855年黃河改道以來從未上過水的高灘居然也漫灘,使河南、山東兩省共有40個縣,173個鄉鎮,1345個村莊,107萬人受災,淹沒耕地23萬hm2,這就是由于泥沙導致的洪水災害。因泥沙引起的洪水災害在三門峽水庫、洞庭湖和太湖等都有不同程度的表現。如太湖流域1991年的降水量并沒有1954年的降水量大,但洪水淹沒的范圍遠遠大于1954年,其主要原因就是由于湖區及其周圍河道泥沙的長年累月的淤積,由此形成與洪量并不相稱的嚴重洪水災害。由此可見,泥沙引發的洪澇災害是不可忽視的泥沙間接災害,但也不能因此把所有的洪水災害都歸咎于泥沙間接災害。我國雖然是世界上洪水最多的國家之一,但真正由泥沙超常規的堆積,而誘發的泥沙洪水災害也是不多的。

1.2 泥沙的資源性

泥沙不統統都是災害,而且在許多方面也是人們離不開的寶貴資源;我國勞動人們很早就利用泥沙作為建筑材料,著名的秦磚漢瓦就是一例。農業上,我國西北地區很早就有引洪漫地的習慣,就是把洪水有計劃地引入農地,讓洪水中的泥沙沉積在農地,既灌地,又改良了土壤,是一舉兩得。當前有很多地方大力推廣應用高含沙洪水引洪漫地,化害為利。在黃河下游引黃灌溉的同時,還起到洗堿壓堿,改造中低產田。

在人類歷史以前,由于不存在什么是泥沙災害,由高處侵蝕產生的泥沙大量地堆積在流域的低洼處,為后人塑造了賴以生存的土地資源;例如黃河中上游的侵蝕產沙不僅塑造出河套平原,汾渭平原,而且還塑造出約20萬km2的華北平原。同樣,長江也由于中上游的侵蝕產沙塑造了肥沃的長江中下游平原和兩湖湖濱平原;在西南地區位于河谷中的鄉鎮,村莊乃至縣城都建于由滑坡、崩塌或泥石流堆積的沖洪積扇上,或河流階地上。這些泥沙堆積地貌區也還是當前的主要基本農地。即使進入人類社會,泥沙也不全都是害,例如黃河的泥沙每年仍以23km2的速度在河口三角洲建造陸地。1855年黃河改道以來,使近代三角洲的面積達到2200km2。長江流域的泥沙在河口堆積,使在唐朝還不顯眼的,出水不久的沙洲,經過一千多年的泥沙堆積,如今已成為面積約1083km2的崇明島。此外泥沙災害與泥沙資源也是可以相互轉換的,開始是災害,事后又轉化為資源,或原來是資源后來轉化為災害;如黃土高原上的一些大型黃土、或紅土滑坡堵塞溝道,形成聚湫;開始可能造成一些經濟損失,但不久形成天然淤地壩,成為旱澇保收的基本農地。又如黃河高含沙水流泥沙本身含有相當數量的粘土礦物和有機、無機膠體,可吸附種類繁多的污染物,因而具有凈化水環境的效應。但泥沙又作為污染物和污染物載體對水環境和泥沙沉積區造成污染。轉貼于 2 泥沙災害類型及其特征

2.1 類型劃分

同其他類型劃分一樣,泥沙類型劃分也應該有類型劃分的原則與指標;根據泥沙災害,無論是直接災害,還是間接災害,其泥沙都是來自土壤侵蝕(廣義的土壤侵蝕)。為此有理由借助于土壤侵蝕發生發展的營力作為分類指標。土壤侵蝕分類的基本原則,國內外多半采用發生學原則,以促使土壤侵蝕發生發展的營力作為分類指標。本文泥沙災害分類也采用發生學原則,用產生侵蝕的營力,即流水、重力、風力、冰融和人類作用為指標。本文只研究前二者,流水和重力作用產生的泥沙災害。泥沙災害分類過程及系統見表1。這里必須特別強調一點,盡管泥沙災害分類的原則是借助于侵蝕分類,產生泥沙災害的泥沙又是來自土壤侵蝕,但絕不能把侵蝕危害與泥沙災害混同。嚴格地說泥沙災害是侵蝕的后果之一,而不是全部。例如黃河中游多沙粗沙區是強烈侵蝕區,但不是泥沙災害區。多沙粗沙區的強烈侵蝕的后果表現是多方面的,一方面是中游的地形支離破碎,生態環境日益惡化;另一方面是侵蝕泥沙在三門峽水庫和下游河道堆積,為日后的間接的泥沙災害奠定物質基礎。所以黃河下游才是真正的泥沙災害區,關于它們之間的關系下文詳細分析。

土壤侵蝕概念范文第5篇

關鍵詞保護區生物多樣性經濟價值

生物多樣性是維護生態環境穩定和人類生存發展的基礎,隨著科技的發展和對自然界認識的提高,生物多樣性的重要性日益受到重視。目前,對生物多樣性價值的研究已成為生態學領域研究的熱點問題之一,許多學者對生物多樣性的價值提出了各自的觀點和計算方法,但是由于生態系統結構復雜性、功能多樣行性和認識上的差異,各種評價方法仍處于不斷探索和完善之中。

老禿頂子自然保護區是太子河上游的水源涵養林區,保護好現有森林植被、對于改善遼寧地區生態環境、保護遼寧中部城市飲用水源具有重大意義。但是由于林區居民對森林植被的高度依賴性,保護與利用之間的矛盾尤為突出,本文試圖通過對該林區生物多樣性價值的計算,闡明其生態功能方面的作用,為提高林區居民對環保認識,制定林區發展規劃和實施生態補償機制提供依據。

1自然概況

老禿頂子自然保護區地處自然保護區位于遼寧東部,稱自然保護區地理位置在東經1244906—1245708,北緯411638—412110。距桓仁縣城70公里,在桓仁縣和撫順新賓縣交界處,總面積1.5萬公頃。

老禿頂子保護區屬長白山龍崗支脈。森林植被屬長白植物區系。由最高峰老禿頂子山放射成三條河流分別注入渾江、太子河,最高峰老禿頂子海拔1376.3米,素有“遼寧屋脊”之稱,

老禿頂子保護區的土壤以棕壤和暗棕壤為主,棕壤為本區的地帶性土壤,主要分布于海拔900m以下的落葉闊葉林中,暗棕壤為本區的垂直地帶性土壤,主要分布于900m以上的中山草甸和暗針葉林中,土壤濕潤,有機質含量高;

老禿頂子保護區位于北溫帶大陸性季風氣候中的遼東冷涼濕潤氣候區,年平均氣溫6.3℃,絕對最高氣溫37.2℃,絕對最低氣溫—35.7℃,≥10℃年有效積溫為3005℃,年降水量為870--1060mm,是遼寧省最濕潤地區;無霜期為133天。

老禿頂子保護區水平地帶性原生型植被為紅松、闊葉混交林,垂直地帶性質北溫性云冷杉暗針葉林,屬長白山、闊葉混交林林的西南延伸部分,日偽時期的掠奪是破壞和下部開墾耕地,原生型頂級群落已破壞殆盡,再加上上述經營過程,形成了次生林的不同演替階段,森林覆蓋率為97%;植被類型多樣,主要有蒙古櫟林、山楊,白樺林、雜木林,和柳葉繡線菊灌叢、錦帶花灌叢及紅丁香灌叢等。現有低高等植物232科,1788種;陸生脊椎動物63科,222種;昆蟲131科,7088種。其中,被列為國家重點保護的珍稀瀕危野生植物17種,野生動物22種。有古化石孑遺植物紫杉、天女木蘭,世界獨有的冰川時期孑遺植物雙蕊蘭。

2生物多樣性價值計算方法

生物多樣性經濟價值是指生物多樣性所包括的生態復合體以及與此相關的各種生態過程所提供的具有經濟意義的價值;我國在1994年國家科委組織的自然資源核算研究中,將森林資源環境價值分為使用價值和非使用價值。使用價值又分直接使用價值和間接使用價值;直接使用價值可分為消費性的價值(生物為人類提供了食物、纖維、建筑和家具材料、藥物及其他工業原料)和非消費性的價值(提供人類欣賞的對象);間接使用價值(即生態功能,指間接地支持和保護經濟活動和財產的環境調節功能,表現為涵養水源、凈化水質、鞏固堤岸、防止土壤侵蝕、降低洪峰、改善地方氣候、吸收污染物,并作為CO2的匯在調節全球氣候變化中的作用等等)。按照我國對生物多樣性價值的分類,本文主要探討評價了使用價值,包括活立木價值、經濟植物資源、森林旅游價值等直接使用價值,和涵養水源、保持水土、凈化空氣等間接使用價值。

3生物多樣性經濟價值評價

3.1直接使用價值

3.1.1消費性的價值

在老禿頂子保護區森林系統中,消費性的價值主要包括活立木價值、藥材價值、食用野果、野菜價值、菌類價值、畜牧養殖價值等幾個方面;

⑴活立木價值(V活立木)

根據遼寧主要樹種動態序列立木林價和老禿頂子保護區森林資源統計資料,計算活立木價值。森林的活立木蓄積年增長量價值計算式去為:V活立木=Si*Gi*Pi

式中:Si—各林分的活立木蓄積量;Gi—各林分的凈生長率;Pi—各類林木的活立木林價。

對老禿頂子保護區森林活立木蓄積量、增長量及價值的統計結果。

(2)野果及其它林副產品價值

根據調查資料進行統計計算,2002年林區野果及其它林副產品價值為657.99萬元,實際利用價值為120萬元。野果及其它林副產品包括以下幾個方面:

①野果:野果種類較多,但直接帶來經濟效益的種類主要為榛子、毛榛、山梨、軟棗子與核桃楸。經過對林區野果儲量及居民家庭采收情況進行調查,統計出五種主要野果總價值為12.79萬元,居民采收野果收入為7萬元,

②藥材:經過調查保護區野生藥用植物達700多種,根據樣地調查資料和聚類方法進行林區內各藥用植物資源儲量的計算。經統計,林區內所分布的人參、遼五味、遼細辛、東北紅豆杉、黃檗、龍膽、羊乳、獐耳細辛、東北延胡索、北馬兜鈴、興安升麻、北烏頭、威靈仙、刺五加、花曲柳、地榆、朝鮮羊藿、鈴蘭及天南星等28種儲量大、經常收購藥材的價值為1802.61萬元,以此作為藥材的儲蓄量價值,按照藥材的平均生長年限3年計算,則每年藥材資源產生的價值為700.8萬元,實際調查統計林區居民依靠藥材年收入為13萬元。

③食用菌:食用菌類包括榛蘑、松蘑、木耳等,食用菌價值以居民實際收入進行計算,經過統計,居民食用菌年收入44.4萬元。

④山野菜:我區山野菜資源十分豐富,主要有刺嫩芽、蕨菜、大葉芹、刺五加等,其價值按照居民收入計算,年收入可達56萬元。

(3)畜牧養殖價值

2002年,老禿頂子保護區周圍畜牧養殖業總產值155.3萬元,養殖種類主要包括牛、羊、豬、鴨和林蛙等。畜牧養殖不能完全依賴森林系統獲取食物,在計算該林區森林生物多樣性的畜牧養殖價值時,以畜牧養殖業當年產值的一半進行計算,則畜牧養殖價值為77.65萬元。

(4)種植業價值

2002年保護區周圍種植中草藥產值達700萬,主要品種有人參、細辛、穿龍薯蕷、輪葉黨參等,按其60%在林地種植,其年價值應為420萬元。

3.1.2非消費性價值

非消費性價值應包括科學研究價值、文化教育價值和旅游價值。在時間序列里,服務價值是個不確定數值。由于老禿頂子保護區的科學研究和文化教育活動較少,本項目主要評估其旅游價值。估計旅游價值一般采用旅行費用支出法計算和統計,游行費用支出包括交通費用、住宿費用、門票及服務費用。2002年老禿頂子保護區門票純收入僅有2萬元,實際應收約8萬元,估計游客人數為8000人。假設游客逗留2日,按最低消費35元/(人*天)計算,則食宿費用約28萬元;如果每4人使用一次導游(每次20元左右),則服務費用約2萬元。如果按此推算,2002年旅游業產值為38萬元,凈利潤約27萬元。

由于該區旅游業剛剛興起,正處于投資建設階段,游客人數目前較少。如果采用旅行費用支出法評估,旅游價值可能偏低。截止2002年底,總投資額約1060萬元左右。根據投資決策,投資成本將在5-10年左右的時間收回,如果10年收回成本,則平均每年的最低產值應為190萬元左右。

3.2間接使用價值

間接使用價值主要通過生態功能體現,反映在①提供生態系統演替與生物進化所需要的豐富的物種與遺傳資源;②是生態系統的服務功能,主要是有機物質的生產、CO2的固定、O2的釋放、重要污染物質降解以及在涵養水源,保護土壤的生態功能作用,然后再應用市場價值法替代市場法、防護費用法、恢復費用法等方法評價其經濟價值。

3.2.1有機物質的生產

植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能,合成有機物質,是生物鏈中有機物的第一性生產者和生物能量的積累者。地球上植物生物產量約占全球生物產量的99%,而森林生態系統的生物產量又占植物生物產量的90%。不同地域,不同類型植被單位面積生產力各不相同。

3.2.2固定CO2與釋放O2由植物光合作用方程式,可推算出植物體固定有機物質與吸收CO2、釋放O2之間的關系,即生成162g多糖有機物質,可吸收264gCO2,釋放192gO2。也就是植物體每積累1g干物質,可以固定1.63gCO2,釋放1.19gO2。據此可估算出老禿頂子保護區每年固定CO2與釋放O2的數量。

根據老禿頂子保護區各主要植被類型的總生物量與總生產力,計算出林區CO2的總儲存量為580.88噸,CO2的年固定量為408.45噸。

對于固定CO2經濟價值的計算,目前國際上主要有兩種方法,即碳稅法和造林成本法。計算老禿頂子保護區生態系統每年固定CO2總經濟價值為13218.3萬元,二者平均值為7993.0萬元。

O2的釋放量與CO2定量的計算方法相同,也是根據光合反應中固定有機物與釋放O2的關系來計算,可估算出老禿頂子保護區O2的年釋放量為2.84×105噸。所釋放O2的經濟價值為10691.6萬元。

3.2.3營養物質的循環與貯存

營養物質在生態系統中循環流動,其中的一部分營養物質合成各種有機物后參與生物體的構建。在森林生態系統中主要表現為木材、林副產品和枯枝落葉而提供給外部環境,或在植物中保存,或歸還于土壤,因而這部分營養物質避免了養分受雨水淋洗的直接流失。植物體所固定的這部分營養物質,其主要成分為N、P、K三種元素,所固定營養物質的價值,也以這N、P種元素的價值來計算。老禿頂子保護區森林生態系統每年所固定的營養物質的間接經濟價值為419.1萬元

3.2.4水土保持

通過林冠的截持降水、枯枝落葉層吸水、森林土壤的良好滲透以及森林各層植物的機械阻礙和地表植被、枯枝落葉層的防護,雨水和地表徑流對土壤表面的直接沖刷力大大減弱,地表徑流減少,從而有效地地降低了土壤侵蝕所造成的林地的破壞和土壤肥力的喪失,減輕了泥沙對河流、湖泊及水庫的淤積。

(1)減少土壤侵蝕

對森林所減少的土壤侵蝕量,一般采用有林地和無林地的侵蝕差異來計算,即假定在無林的情況下的土壤侵蝕總量,減去現有林地的土壤侵蝕總量。土壤侵蝕總量的計算,可用土壤侵蝕模數乘以林地面積求得。老禿頂子保護區的林分為重要的水源涵養林和水土保持林。多年來加強對天然林的保護,森林覆蓋率不斷上升,因而用老禿頂子保護區與其周圍地區的土壤侵蝕差異來計算老禿頂子保護區減少的土壤侵蝕量,更具有對比性。老禿頂子保護區的土壤侵蝕模數尚未測定,其森林覆蓋率97%,與本溪市森林覆蓋率72%,計算出由于森林系統的防護,老禿頂子保護區每年可減少的土壤侵蝕總量為二者之差,即508.2噸。

(2)減少土壤肥力損失

由于森林具有水土保持作用,使林地的土壤侵蝕大大降低,因而土壤中的N、P、K、Ga、Mg等元素和其它有機物也得以保留,所減少的營養物質損失量等于減少的土壤侵蝕量乘以土壤中各營養物質的含量,即:M=mi*pij其中,M為減少的營養物質損失總量;mi為不同土類所減少的侵蝕量;pij為各土類中各營養元素的百分含量;i為各土壤類型;j為不同的營養物質(N、P、有機質)。

老禿頂子保護區土壤類型及所占比例為:暗棕壤占58%,棕壤42%,各土類的營養物質含量見下表2。

表2老禿頂子地區不同土壤表層養分含量

土壤類型有機質(%)全N(N%)全P(P2O5%)

棕壤10.560.48460.1831

暗棕壤9.860.53280.1635

根據以上算法,計算老禿頂子保護區植被減少的有機質、全N、速效P的流失量分別為2.044×104噸、1.043×103噸、8.09噸。每年減少土壤N、P經濟損失價值為209萬元

3.2.5涵養水源

年涵養水源量用水量平衡法,即公式R=P-E計算:其中:R為年平均徑流量(森林涵養水源量);P為年平均降水量;E為年平均蒸散量。平均徑流深乘以有林地面積,即為森林涵養水源總量,由此推算出森林每年涵養水源量為2661.3萬m3。森林涵養水源的價值,用年涵養水源總量(m3)乘以1m3水的價格計算。則涵養水源總價值為1783萬元。

3.2.6凈化環境

現代工業的發展,使大氣中SO2、HF、Cl2、氮氧化物及其它有害氣體含量增加。森林不僅可吸收這些氣體,而且還具有降低光化學煙霧污染、凈化放射性物質、過濾塵埃的作用。老禿頂子保護區廣布的森林,作為遼寧東部的綠色屏障,對提高空氣質量、保護居民健康具有重要意義。森林對環境的凈化作用主要有兩方面,即吸收有害氣體和滯塵能力。

對有害氣體的吸收能力隨林分類型不同而異,闊葉林每年吸收SO2能力為88.65kg/hm2,松林117.6kg/hm2,灌木林地為18.91kg/hm2。根據此數據可計算出老禿頂子保護區植被每年可吸收SO2的潛在能力為14250噸。吸收SO2的經濟價值計算,按照削減SO2的投資額為5萬元/100噸,運行費為1萬元/100噸,即每削減1噸SO2投資成本為600元的數值計算。則老禿頂子保護區植被每年可吸收SO2的潛在經濟價值為855萬元

植物葉片表面凹凸不平,且生長著附屬物或能分泌粘液,可吸附空氣中的塵埃,針葉林年滯塵能力為33.2t/hm2,闊葉林年滯塵能力為10.11t/hm2;削減粉塵成本為170元/噸。老禿頂子保護區植被每年滯塵能力為1.95×105噸,削除粉塵的間接經濟價值為3315.0萬元。

4結論

老禿頂子保護區森林系統生物多樣性當年所產生的直接接使用價值為木材蓄積年增長價值、果品及其它林副產品價值、畜牧養殖價值和旅游價值之和,即845.67萬元,其間接使用價值為25265萬元,遠遠高于其直接使用價值,即生物多樣性所產生的生態功能價值遠遠超出其產生的實物價值,體現了老禿頂子保護區森林系統生物多樣性生態功能與遼寧人民生活密切相關,保護好該區生物多樣性尤為重要。

5討論

5.1森林系統有機物質總生產力的計算是估算林區植被吸收CO2和釋放O2的基礎,本研究中各群落類型的生產力借用相近地區組成結構相似的同類型群落生產力,因此在計算中會存在一定程度的誤差。

5.2直接使用價值中以藥材價值最大,為700.8萬元/年,但林區居民依靠藥材的收入僅13萬元/年,這與藥材資源未被充分開發利用有關,因此,充分開發利用藥材資源,應是增加林區居民直接經濟收益的有效途徑之一,但應主要發展藥材的人工栽植,杜絕濫采濫挖野生資源。

5.3盡管老禿頂子保護區森林系統生物多樣性的生態功能價值遠遠超出其產生的實物價值,但林區居民享受的生態價值僅是其中很小一部分,受益最大的則是廣大市區居民,因此,為了彌補林區居民為保護環境所作出的犧牲,緩解林區內部保護與利用之間的矛盾,保護遼寧的優良生態環境、保護好水源,根據生態價值貢獻大小對林區居民進行適當經濟補償是必要的。

5.4保護區的廣大職工在保護生物多樣性方面起著主要作用,他們承擔著保護區的資源保護,科研等重要工作,但保護區基礎設施落后,經費緊缺,專業人員缺乏,遠不能適應保護區工作的需要,需要各級政府和社會各界共同關注保護區事業,加大建設力度,保證這塊珍貴的自然資源得到有效保護。

參考文獻

1.中國生物多樣性國情研究報告.國家環境保護局主持.中國環境科學出版社,北京1998.2.

2.生物多樣性公約指南.中華人民共和國瀕危物種科學委員會譯.科學出版社,1997

3.郭中偉生物多樣性的經濟評價.生物多樣性.1998.86(3)180--185

4.馬克平.試論生物多樣性的概念.生物多樣性.1993,1(1):20-22.

5.薛達元.生物多樣性經濟價值評估.中國環境科學出版社,北京1997.11

6.遼寧老禿頂子自然保護區植物名錄

7.王宗訓.中國資源植物利用手冊.科學技術出版社,1989

8.戴寶合.野生植物資源學.農業出版社,1993

9.熊文德,中國木本藥用植物.上海科技出版社,1993

10.中國植被編委會.北京:中國植被.科學出版社,1980

11.林業部調查規劃院.中國山地森林.北京:林業出版社,1981

12.徐德應.氣候變化對中國森林影響研究.中國科學技術出版社,1997.

13.馬克平,錢迎倩,王晨.生物多樣性研究的現狀與發展趨勢.生物多樣性研究的原理與方法.中國科學技術出版社.1994,1-9

14.中國人與生物圈國家委員會.自然保護區生態旅游管理.中國生物圈保護區網絡培訓教材1996

15.馬乃喜,張陽生.我國自然保護區基礎理論研究中的幾個問題.西北大學學報,1987,21~29

主站蜘蛛池模板: 德昌县| 吉安市| 高邮市| 灵璧县| 台江县| 武强县| 黔西县| 鸡西市| 镇平县| 二连浩特市| 喀喇| 雅江县| 莎车县| 云霄县| 东源县| 牟定县| 喀喇| 水富县| 康马县| 那坡县| 九龙坡区| 达尔| 荥经县| 贵阳市| 勐海县| 微山县| 宜黄县| 慈溪市| 庆云县| 宝应县| 古浪县| 开江县| 娄底市| 栾川县| 会泽县| 南雄市| 高唐县| 临洮县| 清新县| 湘西| 资阳市|