流域尺度水土保持生物措施减沙效益研究

1　引　　言黄土高原位于黄河中游 ,流经黄土高原的 9大支流进入河口镇至花园口的中游河段 ,总径流量为 187× 10 8ｍ3 ,输沙量占黄河流域总沙量的 90 % .建国以来以修建梯田坝地、造林种草、建谷坊、调整种植结构为主的水土保持工程、生物治理长年不懈 ,其目的在于减水减沙 ,改善流域生态环境 .但是 ,除部分中小尺度流域进入生态、经济效益良性循环的轨道外 ,大部分地区生态环境仍然十分脆弱 ,部分地区有恶化之势 .因此 ,定量评价水土保持工程、生物措施的治理效益是广为关注的研究课题 ,虽相关的研究成果不少 ,但是绝大部分工作是评价水土…     

基于评价指标为潜变量背景下的纸坊沟流域水土保持技术评估

基于生态技术属性、应用、实施效果以及其特征表现为潜变量的现实,以潜变量为背景,构建了两种情境下的指标体系,在纸坊沟流域对两种情境下的指标体系进行验证,两种情境下的评估结果与均现实相符。水土保持技术选择、应用过程以及技术体系之间的互动关系直接涉及到的是潜变量,为了精确揭示水土保持技术的本质、明确纸坊沟流域水土保持技术应用过程及水土保持技术体系,基于课题"生态技术评价方法、指标与评价模型开发"的相关研究成果以及2018年5月农户调研资料,构建了包括技术成熟度、技术应用难度、技术相宜性、技术效益以及技术推广潜力在内的5个一级指标、技术完整性等在内的14个二级指标的水土保持技术评价指标体系,并对各指标进行解释,得到评判标准。采取一二级指标相互印证的方法对安塞县纸坊沟流域水土保持技术进行评估,结果表明:纸坊沟流域3个阶段水土保持技术综合得分分别为:0.5399(0.5191),0.6724(0.6628),0.7866(0.7748)(括号内为基于二级指标的测算结果)。流域内水土保持技术及其应用综合效果不断提升,动因为:水土保持技术体系不断优化,水土保持技术选择与应用的要素的耦合度不断提升,并与农户理念趋近。     

水土保持技术对农业产业-资源系统的耦合路径分析

水土保持技术通过对农业产业-资源系统的作用过程影响系统的耦合效果,这一过程及效果成为农户选择水土保持技术的关键点。为此,运用结构方程模型,以典型流域—县南沟流域为对象,通过对2017年130户农户调研资料的分析,揭示其作用过程和耦合路径,结果表明:水土保持技术与生态环境、农业资源、农业产业形成了一个新的耦合系统,水土保持技术对生态环境的改良和农业资源量的增加具有促进作用,对农业产业的发展具有抑制作用。但其(现阶段)作用强度较弱,(水土保持技术对三者的路径系数分别为0.13、0.08、-0.02);这是由于县南沟流域基本完成了规模化治理,故水土保持技术对农业产业-资源系统的影响的弱强度是基于水土流失治理及治理措施有效发挥基础之上的弱强度,同时隐含了现有的水土保持技术体系已不能完全满足新时代背景下生态文明建设与经济发展的需求,需要围绕水土保持内涵经营过程,以生态功能的提升为主线,筛选、集成、研发水土保持技术,形成可适化水土保持技术体系。     

黄土高原水土流失治理现状、问题及对策

黄土高原位于黄河中游地区,是世界上水土流失最为严重的区域之一;黄土高原水土流失治理问题历来受到国家高度关注,涌现了种类多样的水土流失治理模式,目前还缺乏对黄土高原区域尺度水土流失治理模式的总结和整理。本文总结和整理了建国以来黄土高原主要的四类水土流失治理模式,生物措施模式主要由退耕还林、荒山造林和封山育林工程组成,工程措施模式包括修建梯田和淤地坝,以及近期涌现的治沟造地工程;小流域综合治理模式主要体现在坡面、沟道系统整治,生物和工程措施相结合的特点,区域综合整理模式则强调对生态系统进行整体保护、系统修复和综合治理,达到生态、社会、经济可持续发展。基于黄土高原水土流失治理模式存在的问题,提出了黄土高原水土流失治理模式调整和优化建议,以期对黄土高原生态恢复建设和水土流失科学治理提供科学依据。     

黄土丘陵区纸坊沟流域近70年农业生态安全评价

在国内外已有研究的基础上,结合黄土丘陵区纸坊沟流域近70a来农业生态经济系统演变过程,参考PSR模型,从生态环境、社会经济和综合功能3方面构建黄土丘陵区流域农业生态安全评价指标体系,基于层次分析法赋权的综合指数评价方法,对纸坊沟流域1938～2005年农业生态安全状况进行评价.结果表明:该流域农业生态安全状况发生了先降后升的变化,1938年处于较安全状况,1958年为极不安全状况,1975年和1985年都处于较不安全状况,1995年处于临界安全状况,2005年属于较安全状况.评价结果表明纸坊沟流域还需要进一步优化农业系统结构,实现农业生态安全.     

黄土高原典型流域生态问题诊断与系统修复实践探讨——以山西汾河中上游试点项目为例

流域生态系统涵盖山、水、林、田、湖、草等自然生态各要素,对流域生态系统进行总体保护、系统修复和综合治理,是践行习近平总书记生态文明建设理念的重要抓手。黄土高原地处半干旱半湿润气候带,水土流失严重,生态环境脆弱,探索黄土高原典型流域生态保护修复的理论与实践,对于实现国家生态文明建设具有重要作用。从黄土高原典型流域生态系统特征及存在的生态问题出发,提出流域生态系统修复治理的四大核心理念：（1）宏观规划调控与局地修复调整相结合理念;（2）区域生态功能提升与社会经济发展相协调理念;（3）由“头痛治头、脚痛治脚”转向“整体把脉,系统治疗”理念;（4）由“开刀治病”工程治理向“健康管理”自然恢复逐步引导理念。以山西省汾河中上游为例,在梳理山水林田湖草生态保护修复工程项目实践设计思路的基础上,详细介绍了汾河中上游五大生态保护修复分区（管涔山汾河源头水源涵养及生物多样性保护区、汾河干流中上游水生态保护修复区、水土保持生态保护修复区、汾河上游水源涵养生态保护修复区和矿山生态环境治理修复区）及其修复任务。总结山水林田湖草生态保护修复基本经验,并对完善黄土高原典型流域生态保护修复体制建设与技术服务进行展望,以期为黄土高原乃至全国区域开展流域生态保护修复工作提供借鉴和参考。     

黄土丘陵区纸坊沟流域农业生态经济系统耦合态势

基于1938-2007年黄土丘陵区纸坊沟流域的调查资料,通过建立生态环境与社会经济综合评价指标体系和耦合模型,对该流域的耦合态势进行了分析.结果表明：研究期间,纸坊沟流域农业生态经济系统经历了经济系统对生态系统的初级再生阶段-消耗阶段-促进阶段-协调阶段以及生态系统对经济系统的初级响应阶段-滞后阶段-恢复阶段-协调阶段的耦合过程.依据耦合度拟合曲线及所划分的耦合类型,目前纸坊沟流域农业生态经济系统仍处于不断协调过程中,有望形成良性耦合态势.     

黄土高原丘陵沟壑区典型小流域水土流失治理模式

黄土高原是我国水土流失最为严重的区域,几十年的水土流失治理工作成果显著。当前生态文明建设已是我国国家战略之一,对黄土高原水土流失治理模式现状进行系统总结十分必要。对水土流失治理措施体系和流域土地利用情况系统分析,整理和总结了黄土高原6个典型流域的治理模式,包括治沟造地、防蚀固沙、生态农业发展、三大体系、梯田开发和水资源高效利用等6种模式。对比各治理模式发现,小流域综合治理模式是以环境治理为手段,从而达到改善人类生存和发展空间的终极目的,措施技术体系构建上体现了从坡面到沟道、工程措施植物措施相结合的特征;但不同的生态环境现状和社会经济条件下,治理模式有不同的表现形式。基于小流域水土流失治理模式的相似性和差异性,从自然地理条件和社会经济发展需求两方面探讨了流域水土流失治理模式,提出黄土高原水土流失治理模式形成机制框架,以期对当前黄土高原水土流失治理、黄河流域生态保护与高质量发展提供参考。     

黄土丘陵沟壑区典型小流域生态系统服务权衡与协同关系研究

黄土高原植被恢复状况制约生态系统服务的提升,本研究依托中国科学院水利部水土保持研究所安塞国家科学野外观测站的基础土壤、植被、气象和水文等数据,在黄土丘陵沟壑区选取纸坊沟和坊塌2个典型小流域,通过购买1998、2008和2018年遥感影像,采用InVEST （Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型对生态服务（碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量）进行评估,探究植被恢复过程中生态系统服务的协同效应和权衡关系。通过对比得知：随着植被的恢复,坊塌和纸坊沟各生态服务（碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量）均得到了大幅度的提升,其中2008-2018年增加幅度较小,而1998-2008年增加幅度较大,主要原因在于该阶段（1998-2008年）是退耕还林还草的初始10年,林地及草地面积增长较多,而后10年为退耕的延续阶段,退耕面积增长减缓。从1998-2018年,受自然因素和人为因素的影响,坊塌和纸坊沟流域生态系统服务表现出协同和权衡关系。对于坊塌流域,2008年生态系统服务主要表现为协同关系,1998、2018年以权衡关系为主;对于纸坊沟流域,1998年生态系统服务主要表现为协同关系,2008和2018年以权衡关系为主。相同生态系统服务在不同年份有所差别,土地利用类型相同生态系统服务也可能不同。综合来看,2个典型小流域的碳储量、产水量和土壤保持量均以协同关系为主,伴随区域的权衡关系;主要是由于在植被恢复过程中,生态系统服务在时空上增加的幅度不同;因此,在黄土丘陵沟壑区的植被恢复过程中,应综合考虑生态系统服务的协同与权衡,因地制宜的划分和制定合适的保护策略。     

黄土丘陵区农业生态系统和经济系统的互动关系——以安塞县纸坊沟小流域为例

基于1938—2007年黄土丘陵区纸坊沟流域的调查资料,利用生态系统服务价值评估方法和生态足迹理论对该流域生态系统服务价值与生态足迹进行了测算,并分析了研究区农业生态系统与经济系统的互动关系.结果表明：1938—2007年,纸坊沟流域经历了3个阶段,即生态环境破坏-经济发展落后阶段（1938—1975年）、生态环境恢复-经济迅速发展阶段（1975—2000年）和生态环境保持良好-经济稳定增长阶段（2000—2007年）;该区生态经济系统的互动关系表现为“生态恶化-生态、经济相互调节、适应-生态、经济良性互动”的过程.     

青藏高原生态屏障区环境基本公共服务的非均衡性及其成因——基于青海村镇居民点的实证分析

环境基本公共服务是青藏高原生态屏障区生态环境治理及农牧民人居环境品质提升的关键环节,揭示其配置均衡状态及失效原因,对提升青藏高原环境基本公共服务均等化水平、降低生态屏障区内人类活动的生态环境胁迫风险具有重要意义。以青海省4315个村镇居民点为对象,选取生活垃圾处理、生活污水处理、卫生户厕改造3项特征指标,定量测度村镇环境基本公共服务配置非均衡性,运用有序多分类及二元逻辑斯蒂回归模型解析非均衡性的生成原因。结果显示：青海环境基本公共服务水平总体偏低,处于低和极低等级的村镇居民点占37.13%和37.84%;环境基本公共服务非均衡性受配置成本、人口社会、经济收入和基层管理因素的多重影响,自然地理的高寒性和交通区位的偏远性是生成非均衡性的重要因素;人口社会因素的规模报酬递增效应使非均衡性加剧,大分散、小聚居的农牧民定居点通常是服务配置的弱势区域,经济收入和基层管理因素分别是非均衡性加剧的内因和外因。建议在青藏高原生态屏障区实施递进式均衡配置模式及适应性管理,建立就地消纳与跨区处理结合的弹性生活垃圾处置体系,推广耐低温分散化污水处置模式和生态化处置技术体系,适应高寒环境的户厕改造技术研发和农牧...     

南方丘陵山地生态系统服务与农村社区协同发展模式研究——以广东乐昌市8个乡村为例

生态系统服务是保障农村经济可持续发展和生态环境健康的重要基础,农村社区作为乡村社会经济的基本构成单位以及小尺度复合生态系统,其经济活动将直接扰动自然生态系统服务。南方丘陵山地是我国重要的生态屏障带,生态保护的意义重大。以该地带重要生态功能区的广东乐昌市的8个地形地貌相似、但发展存有较大差异的乡村为研究对象,利用遥感影像和实地调查数据,综合分析各村土地利用及经济发展状况;基于国际通用生态系统服务分类标准和评估方法,构建乡村生态系统服务指标体系,对各村生态系统服务进行价值评估,并探讨生态系统服务与农村社区协同发展的典型模式。研究表明：（1）从生态服务功能总价值来看,浆源村最高,为16585.173万元/a,前村次之,为13152.621万元/a,车头园村最低,为1611.611万元/a;单位面积生态系统服务价值量总体呈相似的格局,但局部略有差异。前村、上丛村较高,分别为8.739万元hm^-2 a^-1、8.080万元hm^-2 a^-1。（2）土地利用以及经济发展方式的差异,影响了生态系统服务的保持、维护及利用,各村农户经济收入与从生态系统服务获得的福利,以及乡村生态系统服务价值与经济发展水平呈现不均衡的特征。（3）基于发展基础、生态条件等,适度发展乡村特色种植和生态旅游等低影响经济发展模式,有利于降低对生态系统服务,尤其是调节、支持类等功能的影响,并促进生态系统服务非商业价值向商业价值转变,提升乡村经济发展水平。研究结果以期为维护重点生态功能区的生态安全,优化乡村经济结构与发展模式,推进生态服务功能提升及农村社区协同发展提供参考。     

Designing water-saving-ecological check dam sites by a system optimization model in a region of the loess plateau,Northwest China

Check dams are the most widespread structures for successfully retaining water and checking erosion on the semiarid portions of China's Loess Plateau. However, in the process of check dam planning and construction, difficulties in identifying the weights of influential factors, balancing all factors and making decisions are common problems that seriously restrict rapid socioeconomic development. With the goals of determining potential check dam construction sites and holistically maximizing a projected check dam array's water resource, ecosystem and socioeconomic benefits (taking into account the water shortage and ecological fragility in semiarid areas), a water-saving-ecological check dam site optimization model (WCSOM) was developed. The WCSOM, with newly added water-saving factors, was applied to the selection of check dam sites in the Sijiagou Basin. The model showed that the ecological and the water-saving factors were the top two weights, accounting for 59.88% of the total weight. The top three influencing elements were conservation of water sources, flood prevention capacity and check dam control area, which were part of the ecological, socioeconomic and economic factors, respectively, accounting for 37.77% of the total weight. The scores of larger-scale check dam sites in the basin were generally higher, while the scores of smaller-scale sites were generally lower. The use of the WCSOM in watershed planning will allow a more efficient use of water and soil resources and greatly alleviate water crises in this semiarid area. The WCSOM can be further applied in other regions by adjusting the criterion and index hierarchies, and it can provide technical support for both the planning and rapid development of a check dam system.     

Viewing Change Through the Prism of Indigenous Human Ecology: Findings from the Afghan and Tajik Pamirs

The effects of socioecological transformations such as climate change, the collapse of the Soviet empire, and civil war are examined for 14 villages in the valleys of the Pamir Mountains in the historical Badakhshan region, now divided between Afghanistan and Tajikistan. Preliminary findings indicate concern for food sovereignty, evidence of biocultural impacts of climate change, an increasing burden on women, debilitating opium addiction, the ecological importance of sacred sites, and other priorities related to sustainable livelihoods, such as energy needs (for fuel and lighting) and physical and social infrastructure in the form of roads and schools. In the complex setting of the Pamir Mountains, characterized by both cultural and ecological diversity and marked by artificial political boundaries, the creative and pragmatic interaction between indigenous and scientific knowledge sustains the best hope for survival. Applied research must combine communities of inquirers (research institutions) with communities of social practitioners (farmers, pastoralists, and civil society institutions) to facilitate indigenous participation in generating context-specific knowledge. The goal of such research is practical outcomes that will meet the urgent priorities of village communities. This paper establishes a baseline from which undertake applied human ecological research related to livelihood security.     

黄土高原中南部农果复合型生态农业生产力特征

以黄土高原中南部的西坡、飞马河和南沟3村为对象,研究了农果复合型生态农业的生产力特征.结果表明,(1)同一植物各器官的生产力果实最大,茎叶次之,根最小;(2)农果复合型生态农业中,农业子系统越发达,系统生物生产力越高,经济生产力越小,经济产值越低;果业子系统越发达,系统生物生产力越小,经济生产力越高,经济产值越高;(3)畜牧业子系统生产力均处于相对较低的水平,制约了系统总生产力的提高.     

广西猫儿山自然保护区生态补偿标准与补偿方式

利用问卷调查和条件估值法,以猫儿山自然保护区为例,探讨自然保护区生态补偿机制的构建。结果表明:(1)当地居民对保护区和退耕还林政策不熟悉,如果给相应的补偿,超过一半的居民愿意为保护生态环境而放弃在保护区内从事垦荒、砍伐、放牧等活动。建立保护区后,绝大多数村民在生产生活和家庭收入等方面受到影响。(2)不同村庄农户的家庭受损和机会成本相差较大。对于林地没有被保护区划占的农户,机会成本为10000元/户。对于林地被保护区划占的农户,机会成本为10000元/户+750元/666.7m2×被划占的林地亩数。(3)采用投标卡方法,确定农户受偿意愿为230.66元666.7m-2a-1。(4)通过卡方检验,受教育程度、民族和居民所在村别均不同程度地影响受偿意愿。文化层次与受偿意愿的关系呈单调变化,瑶族的受偿意愿最高,其次是苗族,汉族的受偿意愿最低,受保护区影响越大的村庄,其受偿意愿也越大。(5)当地居民的受偿方式呈多样化。多数居民希望得到现金补偿,选择多种受偿方式的组合较为普遍。补偿金主要用于基本生活和生产的需要。农户的技术补偿需求主要是优良林木种植技术和果木蔬菜种植技术,最关心的政策补偿是提供就业。     

基于AHP与Rough Set的农业节水技术综合评价

由于不同区域自然条件的差异,农业节水技术自身特点及对应用环境条件的要求,导致不同农业节水技术的应用效果存在很大差异,有较大的不确定性,因此,如何筛选合理的评价指标,构建科学、全面的农业节水技术综合评价方法具有十分重要的意义。根据对农业节水技术应用效果的实地调研,应用Delphi法从调查获得的20项评价指标中筛选出了9项农业节水技术综合评价指标。其中节水率、积温和土壤肥力属于生态因子,产投比、劳动力投入和经济投入属于经济因子,可靠性、推广程度和农民认可度为社会因子。基于以上9项指标,构建了农业节水技术综合评价指标体系.综合评价方法(ARM)通过引入经验因子α对应用层次分析法(AHP)和粗糙集(Rough Set)所获得指标权重进行修订,使指标权重更加合理化。同时,分别应用AHP、Rough Set和ARM对甘肃省武威市的地膜覆盖、秸秆覆盖和常规畦田灌溉在大田中的应用效果进行了综合评价。评价结果显示,在对地膜覆盖技术评价中,AHP法过分强调了经济效益的作用(0.44),Rough Set法则强调的是生态效益(0.33)和社会效益(0.32),弱化了经济效益(0.05),ARM修正了以上2种方法的评价结果,获得地膜覆盖的经济效益、生态效益和社会效益,分别为0.36、0.20和0.13。在对秸秆覆盖评价中,与其它两种方法相比,Rough Set法的评价结果存在显著性差异,ARM修正获得的经济效益、生态效益和社会效益,分别为0.09、0.18和0.06。在对常规畦田灌溉评价中,Rough Set法强调了生态效益(0.28),经过修正获得的经济效益、生态效益和社会效益,分别为0.24、0.01和0.13。ARM的评价结果表明,采用地膜覆盖的经济效益最佳;同常规畦田灌溉相比较,地膜覆盖、秸秆覆盖的生态性指数分别比之高0.19和0.17,主要是由于秸秆覆盖具有保墒、增加土壤有机质以及在作物生长后期调节地温的作用,地膜覆盖具有节水、提高苗期土壤温度和促进提前出苗的作用;同秸秆覆盖相比,地膜覆盖和常规畦田灌溉的社会性指数分别高112.12%、18.18%,说明这两种技术在河西半干旱地区具有良好的社会基础。可见,在西北半干旱地区地膜覆盖用于种植玉米的效果最佳,而秸秆覆盖尽管其生态效益较高,但经济效益较低,推广应用存在一定的难度。     

Mechanisms Explaining Variety Naming by Farmers and Name Consistency of Rice Varieties in The Gambia

Mechanisms Explaining Variety Naming by Farmers and Name Consistency of Rice Varieties in The Gambia. Understanding variety naming by farmers is important for better understanding crop genetic diversity in farmer fields and its management by farmers. This paper describes variety naming of rice by farmers in The Gambia and presents mechanisms that explain naming diversity and consistency. Three types of variety names can be distinguished, referring to common old varieties, common new varieties, and uncommon varieties. Interview and plant data suggest that variety exchange affects variety naming within villages. As a result, variety names give information on the period of time a variety is used in a village, and on the flow of varieties between and within villages. Name consistency within and between villages results from and illuminates the dynamics of variety exchange within and between villages.     

Agriculture and nutrition at village level, Underexploited village resources

Developing country villages contain plants, animals and technologies whose extraordinary potentials are poorly appreciated by scientists. Examples of nutritious village crops that are still largely undeveloped and unappreciated outside their traditional villages are the winged bean, amaranths and the tepary bean. Tropical tree legumes, such as leucaena, grow fast and fix nitrogen and--although barely studied by foresters--are promising sources for village firewood and lumber. There are several animals with great promise for use in villages. The water buffalo is a gentle, productive village resource, neglected by the cow used by Indonesian villagers and unknown elsewhere in the tropics. And Papua New Guinea's new village farms for crocodiles and butterflies graphically demonstrate that wildlife husbandry can be valuable for remote rural areas, despite its neglect by animal science. Among exceptionally useful village technologies, an example is the amazingly efficient cooking system used on the small Indonesian islands of Roti and Sumba, which has so far been described only in Captain Cook's journals.