张掖市可持续发展系统动力学模拟分析

基于可持续发展理论,依据系统动力学(System Dynamics,SD)原理方法,选取张掖市人口、经济、土地和水资源系统,利用SD软件Stella9.02构建张掖市SD模型.利用1990—2005年的历史数据验证模型的有效性,模拟2005—2020年间张掖市可能的社会发展模式.结果表明:在自然发展模式和经济快速发展模式下,到2020年张掖市总人口达到135.04×104人,人均GDP分别为2.57×104元和3.05×104元.两种模式中,地区产业结构严重失衡,用水总量都超过地区实际分水量;而协调发展模式下,到2020年总人口为130.11×104人,人均GDP为2.71×104元,用水总量为22.2×108 m3.相比于自然发展模式和经济快速发展模式,协调发展模式既可保证地区经济的快速发展,合理调整产业结构和用水结构,又能保护地区生态环境,是地区可持续发展的优先选择.     

优化的NSGA-Ⅱ方法在马莲河流域水资源综合管理中的应用研究

根据马莲河流域水资源总量极端贫乏、年际年内分配不均、常规水资源量低、水污染问题较严重等特点,利用系统分析理论和优化技术建立了流域的大系统、多目标水资源优化配置模型,并利用优化的NSGA-Ⅱ方法进行求解,得到流域2020年期望水资源配置下的最佳分配方案为:流域总供水量57 086×104m3,工业供水量21 690×104m3(总产值约为144.6亿元),能源基地供水量4 329×104m3(总产值约为346.32万元),农业供水量20 840×104m3,生活供水量9 452×104m3,生态供水量811×104m3。对比期望方案供水量增加了6 710×104m3,综合缺水率减少了11.41%。并根据预测的流域的分配方案和预测的流域需水量,进行了流域的水资源平衡分析,通过平衡分析的结果进行流域的综合管理研究。2020年在最优水资源分配方案下,工业缺水率3.21%、减少了4.51%;能源基地缺水率0.00%;农业缺水率4.64%、缺水率增加26.17%;生活缺水率0.00%;生态缺水率1.00%、缺水率增加了1.00%。配置方案实现了流域内水资源的最佳分配,使宝贵、有限的水资源产生最大的社会、经济及环境效益,为流域经济、能源产业的快速发展提供水资源保障。     

论新疆木垒县英格堡河流域治理的措施

英格堡河是木垒县6条山溪性河流之一,为前山丘陵区。水土保持工作要以保护改善生态环境为中心,以治理水土流失为重点,建设秀美山川为目标,突出预防为主,坚持以小流域为单元的综合治理,依靠科技,深化改革,加快水土流失防治步伐,创建良好的生态环境,还木垒以清山绿水,使小流域的综合治理得到了前所未有的发展机遇。     

新沙河小流域水土保持综合治理模式与效益评价

水土流失现象导致土壤表层受到严重破坏,土层变薄、土壤肥力大量流失,对农业生产造成很大影响,造成当地生态环境的破坏,制约当地农业生产的发展和经济的发展。选取辽宁省南票区新沙河小流域进行实地水土保持综合治理与效益评价。通过进行实地考察和收集基础资料,利用水土资源开发利用技术新模式的优化规划治理方法,评价该示范区的水土保持治理综合效益,结果表明:在经济效益方面,小流域多元化整体布局治理后年可增加直接经济效益3 125.13万元;在生态效益方面,生态环境得到明显改善,地面植被覆盖度从21.2%增加到31.3%;在社会效益方面,群众生活水平不断提高的同时还促进了小流域经济发展。     

小城子流域治理效益评价及模式探讨

通过采用基础资料收集和实证研究结合的方法,重点分析辽宁省丹东市宽甸县小城子小流域葫芦沟项目区的水土流失治理模式,主要表现为传统农业模式、林草措施结合模式、生态农业模式、经济林模式以及混农林业模式方面,通过构建相应的治理效益评价体系,科学评价宽甸县小城子小流域的具体治理情况。评价数据表明,在治理葫芦沟小流域的过程中,不同水土保持模式都呈现出了不同的效果,其中传统农业模式的综合评分最低,而混农林业模式的总体评分最高,具有最佳治理效益,可作为有效治理工作方式予以大面积推广。研究结果以期能为当地后续开展有效治理工作提供理论依据。     

城市化对呼和浩特市潜水补给影响研究

城市化对地下水补给的影响已严重干扰了区域地下水均衡,引发了各种生态环境问题。在呼和浩特市自然地理及水文地质调查的基础上,运用GIS并结合地下水均衡计算的方法,探究城区扩张下以呼和浩特市为中心的研究区潜水补给量的变化。结果表明：从1986—2014年,研究区城镇面积扩大了约358倍。在城市化引起的地下水开采量增大、土地利用方式改变、景观河改造等因素影响下,研究区潜水疏干面积从119 1 km2扩大到10476 km2,年侧向补给量减少9 06115×104 m3;降水入渗补给量减少84385×104 m3;农灌水回渗补给量减少27944×104m3;河道渗漏补给量减少8638×104m3;城市供水管网漏失入渗量增加1 752×104m3。对比1986年和2014年,研究区潜水补给量从13 22501×104 m3减少至4 70703×104 m3,减少了644%,其中减少比例最大的是侧向补给量和降水入渗补给量。城市化使呼和浩特市潜水补给量大大缩减,迫切需要合理规划城市发展和地下水资源开采。     

小流域水土保持规划的布局研究

现有水土保持布局手段存在规划指标模糊、编制参数不合理等弊端。为解决上述问题,提出新型的小流域水土保持规划布局方法。通过水文属性数值判断、水土流失量定量分析,确定水土资源的宜性评价准则,完成小流域水土流失面积含义的界定。在此基础上,通过确定地表水源涵养区和地下水源涵养区的方式,对水土资源进行监管评价,完成规划方法的搭建,实现小流域水土保持规划的布局研究。设计对比实验结果表明,与现有水土保持布局手段相比,应用新型小流域水土保持规划布局方法后,规划指标清晰程度、编制参数合理性等数值均得到一定程度的提升。     

花江喀斯特峡谷区顶坛花椒林生态系统服务功能价值评估

运用生态系统服务功能的价值评价理论和方法对花江喀斯特峡谷区顶坛花椒林生态系统的林产品、水源涵养、固土保肥等服务功能进行了初步的量化评估。结果表明:花江喀斯特典型峡谷区顶坛花椒林服务功能总价值为9.69×14万元,其中直接经济价值1.4 1×104万元,间接经济价值8.28×104万元,间接经济价值是直接经济价值的5.87倍。在间接经济价值构成中,以年固土保肥的经济价值最大,达到8.09×104万元;其次是年固碳释氧总价值为1.7×103万元。评估结果说明顶坛花椒林生态系统在维系和促进当地社会经济发展及改善喀斯特峡谷生态环境中具有巨大的作用。      

黑河流域土地利用变化的影响因素--以张掖地区为例

在内陆干旱地区, 土地利用结构的合理与否对区域生态环境和经济建设具有直接制约作用. 对张掖地区主要土地利用类型耕地、林地、草地、荒漠化土地变化影响因素关系进行了分析研究. 结果显示: 自然因素是制约土地利用水平和结构的最基本的因素, 人为因素对现代土地利用变化的驱动作用则更为显著. 耕地面积的增加主要与水资源开发利用率的提高有直接的关系, 人口增长对耕地面积增加有间接促进作用. 从建国初期到现今本区人口增加了2.29倍, 而耕地面积也从9.7×104 hm2增加到了18.6×104 hm2. 耕地面积减少则主要与人为不合理利用引起的土地荒漠化有关. 在林地的变化中, 自然条件限制着森林的发展, 人为因素对林地变化的驱动作用大于自然因素的影响; 草地面积减少主要是人为超载放牧和破坏以及人类过度开垦农田的结果, 20世纪90年代后期比80年代初期草地面积减少了62.4%. 同时, 荒漠化土地面积也在不断的增长. 在土地生态规律的基础上, 进行科学管理, 人为力量将成为优化干旱地区土地利用结构和提高生产力的重要驱动力.     

吉林省通榆县土壤有机碳储量及时空分布研究

利用土地利用类型法,在解译通榆县1989年、2000年和2004年TM遥感影像获得土地利用数据的基础上,结合第二次土壤普查数据与1998年、2006年和2007年的实地采样测试数据,估算了3个年份土壤有机碳储量,并分析了其时空分布.人类活动导致了耕地、草地的退化以及盐碱地、沙地面积的增加,成为土壤有机碳储量变化的主要驱动因素.研究结果表明,3个年份 0～100cm的土壤有机碳储量分别为 4931.91±86.90×104t,4708.51±86.86×104t和 4874.33±88.73×104t,15年间减少了约57.58×104t; 0～20cm的有机碳储量分别为 1390.36±9.16×104t,1342.32±12.54×104t和 1378.97±13.26×104,约减少了11.39×104t.研究区土壤有机碳储量在1989年到2000年间显著减少,在2000年到2004年间有所增加.有机碳密度较高的区域集中在西北部的湿地附近,较低的地区分布在中西部.有机碳密度较高区域的面积呈整体减少趋势,有机碳密度较低区域的面积则呈增加趋势.     

典型断陷盆地流域生态系统服务价值时空差异研究

以典型断陷盆地——小江流域为研究对象,以1982年的TM影像、2003年的Landsat ETM+影像和2016年的Landsat OLI影像为数据源,结合云南省测绘局所提供的150 000的土地利用状况图,采用 Costanza 公式对生态系统服务价值进行评估,精细刻画出云南小江流域“盆—山”共存的地质分异结构下生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:（1）小江流域以农田生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,耕地、建设用地、林地和园地都有不同程度的增加,而未利用地面积减少,水域面积基本不变;（2）1982-2016年,研究区生态系统服务总价值呈上升趋势,1982、2003和2016年生态系统服务总价值分别为90.11×108元、105.65×108元和136.81×108元,耕地、林地、园地和水域的生态系统服务价值整体上升,而未利用地的生态系统服务价值减少;（3）整体上,小江流域南部和东部生态系统服务价值增加明显,而中部和西部地区生态系统服务价值呈阶段性变化或持续下降趋势,小江岩溶河谷区的生态系统服务价值最高,而沉积平坝区的生态系统服务价值密度最低,且为唯一一个衰退型生态系统服务功能区;（4）研究期内小江流域各项生态系统服务价值均呈上升趋势,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。小江流域生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统价值的变化具有放大作用。实施封山育林、退耕还林、小流域治理工程等石漠化综合治理工程可增加生态系统服务价值。      

柴达木盆地鱼卡河流域水资源开发利用与生态保护

鱼卡河流经2个次级断陷盆地,流域地表水资源总量为10 236.58×104 m3;地下水资源总量为17 764.55×104 m3。其中鱼卡盆地地表水资源量为10 123.06×104 m3,地下水量为6 967.85×104 m3;马海盆地地表水资源量为9 145.44×104 m3,地下水量为10 796.7×104 m3。鱼卡盆地地下水开采量为226.3×104 m3,占地下水资源量3.2%;马海盆地地下水开采量为619.8×104 m3,占地下水资源量5.7%。通过对流域地下水资源利用研究表明,随着流域地下水资源开发力度加大,下游出现了地下水资源短缺,造成生态环境恶化。例如,流域地下水不能得到合理开发利用,将进一步加剧下游生态环境更加恶化,破坏生态平衡。因此,合理开发利用流域地下水资源,是关系到流域下游工农业可持续发展的主要问题。     

秦巴山区铺沟小流域水土流失现状及综合治理措施探讨

小流域水土保持综合治理是水土保持生态建设的基础和核心,做好小流域水土保持综合治理,才能实现人与自然和谐相处,保护生态平衡的目标。文章以秦巴山区铺沟小流域为例,在对该小流域水土流失现状、成因及造成的危害进行分析的基础上,论述了实施铺沟小流域水土保持综合治理措施的必要性,最后提出了针对铺沟小流域水土流失的具体综合治理措施。研究结果以期为实现人与自然和谐相处,保护小流域生态平衡,实现本地区的经济发展提供科学依据。     

梁山小流域综合治理工程对生态服务价值的影响

通过小流域的综合治理,合理配置土地结构,减少入河泥沙,减少水土的流失,恢复区域的生态环境。很长时间以来,中国在小流域治理上投入很多资金。但小流域的管理和监测力度仍然较差。可以通过对观测资料进行统计分析,对小流域土壤侵蚀与环境条件的调查监测,实现由于各种因素影响,观测存在的较大局限性。近年来,随着新技术在水土流失调查中的使用,为小流域生态环境研究与监测提供了相对经济有效一种的研究方法。针对小流域生态环境的特点,采用层次分析法建立小流域生态环境质量评价指标体系。     

大凌河流域凉水河干河子段水土保持综合治理研究

水土保持既是改善生态环境的重要途径,又是促进社会经济的可持续发展的关键所在,严重的水土流失现象将致使生态环境失衡。选取辽宁省北票市大凌河小流域进行流域稳定性、适宜性和汛期影响评价。针对当地的水土流失状况及水土保持综合治理展开研究,采用水文比拟法对大凌河小流域水土保持措施进行了全方位评价,得出结论:水土保持综合治理工作开展后,大凌河小流域植物覆盖度从12.13%增加到21.31%,水土流失现象得到改善;流域地区产量逐渐提高,居民人均收入相应提高,生态治理工作全部收益达到3112.13万元;整个大凌河流域的整体态势向良性发展。     

石羊河流域下游生态系统服务功能价值的评估

以石羊河流域下游民勤为主要研究范围, 对民勤县1994-2005年12 a间生态系统服务的价值进行了估算和对比分析. 结果表明, 1994年区域生态系统服务的总价值为9.976×10~8元, 2005年区域生态系统服务的总价值为8.475×10~8元, 12 a来区域内的生态系统服务价值下降了近1.501×10~8元. 由于缺乏对盐碱地、建筑用地等服务价值的相关研究信息, 该结果仅是对民勤生态系统服务价值的保守估算. 总的来说, 研究区域生态系统服务价值呈现快速下降趋势.     

小流域治理综合效益评价指标体系建立及实例分析

目前,小流域水土保持相关研究主要集中在治理方案优选及其综合效益评价方面,为了构建更加规范化、标准化小流域治理效益评价体系,本文基于现有研究资料和评价标准统计分析了水土保持治理效益评价主要参数;然后以普兰店区天新小流域为例,对其综合治理利用频度≥0.46的11项指标进行评价。研究表明:在普兰店区天新小流域水土保持效益评价中这11指标具有较好的普遍适用性和客观性,评价体系系统、全面的反映了流域系统内综合效益在治理期间的变化状况,可为缓解小流域生态供需平衡矛盾和提高流域生态承载力提供一定参考依据。     

四川美姑洛高依达流域泥石流灾害分析

位于川西南美姑河流域的洛高依达沟谷两岸支沟发育,沟谷下切作用强烈、物源丰富以及汇水条件优越的区域地质环境蕴含着暴发泥石流灾害的潜在威胁。笔者在野外调查和室内数值计算的基础上将洛高依达沟谷泥石流分为"持久型"和"暴发型"两种,在泥石流机理研究的基础上,结合当地的降雨条件通过对群发泥石流的致灾过程认识与量化推算认为50年一遇暴雨条件下主沟道一次泥石流过流总量可达4.65×104m~3;100年一遇暴雨条件下可达5.17×104m~3,最大固体物质冲出总量预计为2.24×104m~3。据此提出了"点-线-面"致灾机理与危害性推测的新思路,其结论将为该地区泥石流防治提供基础地质依据。     

基于RS和GIS的班戈县植被覆盖度动态变化分析

运用RS和GIS技术,选取了1990年、2000年、2009年三期遥感影像,采用基于归一化植被指数（NDVI）的像元二分模型,计算了这三个时期的植被覆盖度,并对班戈县1990～2009年间植被覆盖度的变化情况进行了定量分析。结果表明,班戈县的植被退化面积,从1990年31.80×104 hm2减少到2009年156.28×104 hm2,植被覆盖面积减少了77.89×104 hm2。从动态变化看,1990年到2000年草地退化较严重,2000年到2009年,草地退化程度增加趋势不明显。     

黄土高原地区水土保持生态环境用水量估算研究

立足于黄土高原地区社会经济可持续发展,以实现生态环境良性发展为目标,探讨了水土保持生态环境用水量的内涵,提出了黄土高原地区水土保持生态环境用水量计算框架,以黄山高原地区泾河流域为例,估算其1970-1996年水土保持年生态环境用水量为6.368亿m3.研究成果丰富了生态环境用水量的理论研究,可为黄土高原地区生态环境建设和水资源合理利用提供科学的决策依据.