基于土壤侵蚀控制度的黄土高原水土流失治理潜力研究

以整个黄土高原为研究对象,首先将水土保持措施容量定义为某一区域能容纳的最大适宜水土保持措施量。根据梯田、林地和草地的适宜布设区域,在地理信息系统（GIS）软件的支持下,确定了黄土高原的水土保持措施容量。使用修正通用土壤流失方程（RUSLE）,计算了最小可能土壤侵蚀模数和2010年现状土壤侵蚀模数,并将水土保持措施容量下的最小可能土壤侵蚀模数与现状土壤侵蚀模数之比定义为土壤侵蚀控制度。随后使用土壤侵蚀控制度,对黄土高原水土流失治理潜力进行了研究。结果显示：黄土高原2010年现状土壤侵蚀模数为3355 t·km^-2·a^-1,最小可能土壤侵蚀模数为1921 t·km^-2·a^-1,土壤侵蚀控制度为0.57,属于中等水平。相比于现状条件,在水土保持措施容量条件下,微度侵蚀区比例从50.48%提高至57.71%,林草覆盖率从56.74%增加至69.15%,梯田所占比例由4.36%增加到19.03%,人均粮食产量可从418 kg·a^-1提高至459 kg·a^-1。研究成果对于黄土高原生态文明建设具有一定的指导意义。     

喀斯特树轮记录的土壤侵蚀历史研究（英文）

在贵州中部典型喀斯特石漠化区选择2个试验样地进行树轮地貌学研究,通过对样地内计22对裸露和非裸露树根进行野外测定并取样进行室内测试,表明:喀斯特裸露根系记录了土壤侵蚀结果,裸露树根解剖结构显示土壤侵蚀发生时树根细胞生长发生明显变化,显示出年轮突然变窄、细胞明显减小、或者早材细胞数量减少等,同时,纤维面积、导管管胞面积也发生显著下降,多达70.66%,少则39.20%,而这种变化仅只与土壤侵蚀有关,结合树根年龄测定,得到土壤侵蚀发生的准确时间,并据此计算出样地尺度土壤侵蚀的动态过程,其中普定土壤侵蚀量发生在2002-2007年之间,平均侵蚀速率为每年0.484 t;贞丰土壤侵蚀发生在2005-2007年之间,平均侵蚀速率为每年0.051 t。树轮记录的土壤侵蚀不仅可以同一个物种进行测定,还可以多物种共同记录,这为以多物种阔叶混交林为主要植被的喀斯特土壤侵蚀记录的研究提供了强有力的方法;而树轮记录的土壤侵蚀量大大大于径流场监测的流失量,显示喀斯特地下流失为主,流失量占总土壤侵蚀量的2/3。     

坡耕地径流与土壤侵蚀研究进展（英文）

土壤侵蚀一直是重要的全球性环境问题之一,而坡耕地的土壤侵蚀是坡地水土流失的主要源头。作为坡耕地的主要覆盖方式,作物对坡耕地径流和土壤侵蚀的发生和发展都产生了重要的影响。本文主要回顾了目前坡耕地径流和土壤侵蚀的影响因素,以及作物生长、降雨溅蚀及其空间分布等问题。作物主要影响了坡耕地雨滴溅蚀、坡面径流和侵蚀产沙,并且径流和土壤侵蚀还受降雨强度、坡度、土壤前期含水量、土壤表层物理结皮及土壤糙率等因素影响。不同作物对径流和土壤侵蚀的作用和影响机制,以及它们在不同外部条件下影响侵蚀的能力的变化,都将成为未来研究的重点。作物植被对坡地土壤侵蚀的影响是了解大规模土壤侵蚀系统的一个重要因素,对这一课题的深入研究对坡耕地径流和土壤侵蚀研究的理论和实践都具有重要意义。     

基于深度学习模型的沿海山区输电线路土壤侵蚀研究（英文）

沿海山区输电线路施工期土壤侵蚀监测是该行业施工监理的重点。本文利用高分辨率遥感数据和深度学习Dense和LSTM模型对闽粤联网输电线路（福建段）施工期土壤侵蚀进行拟合,从输电线路缓冲区和施工样区两种空间尺度对土壤侵蚀回归精度评价,获得了模型优化参数和适宜模型。研究结果表明,以土壤可蚀性、年降雨量、山地植被指数（NDMVI）、DEM、坡度、高分影像波段灰度值、施工属性等10个特征值,利用Dense模型和LSTM模型可以回归出符合精度要求的土壤侵蚀强度等级;研究筛选出的最优LSTM模型的优化参数为层数=3,容量=512,dropout比率=0.1,迭代次数7060;LSTM模型的回归精度随着土壤侵蚀等级升高而降低,其中土壤微度侵蚀等级的平均回归精度大于0.98。LSTM深度学习模型可应用于亚热带沿海山区工程项目引起的土壤侵蚀遥感快速监测。     

普兰县农牧结合潜力分析（英文）

农牧结合是高寒牧区放牧系统的一项重要的实践,具有实现农业和牲畜业可持续生产的重大潜力。然而,目前青藏高原的农牧业分离已经导致集约化农业、草地退化和饲料短缺的问题产生。因此,为探索高山放牧系统中农牧结合的潜力,本研究以中国普兰县为例,基于多数据源,分析了牧草生产潜力和牲畜产量,并从饲草供给角度评估了农牧结合的潜力。结果表明:普兰县可用于人工种草的潜在边际土地约560公顷,基本位于环境条件较好的普兰镇周边。而积温是牧草种植的主要环境限制因子,今后牧草种植应注重品种的抗寒性和生长周期,同时也要注意人工草地建立后的退化和沙化问题。另外,虽然2012–2016年普兰县牲畜数量明显下降,但高寒草地放牧牲畜数量依然高于农牧景观的牲畜放牧数量。该地区目前放牧牲畜数量一般维持在约11万只羊单位,而人工草地和作物秸秆能够提供约1.1万只羊单位的饲料,约占农牧景观中牲畜数量的一半。普兰县农牧结合可以适当补充放牧条件下牲畜饲料的缺额,尤其是在农牧区的普兰镇。本研究结果对未来牧草生产和发展农牧结合具有重要的指导意义。     

基于多层次灰色方法的乐山市生态旅游开发潜力研究（英文）

乐山市生态旅游资源丰富,对其进行开发潜力评价,可以为该市生态旅游资源开发工作提供科学指导依据。本研究选取乐山市域7个县区,结合层次分析法和灰色理论,从旅游资源条件、旅游资源开发条件、旅游资源开发效益和旅游资源价值四个方面构建生态旅游资源开发潜力评价体系。通过对该市域生态旅游资源开发潜力的综合评价和排序,从而确定该地区生态旅游资源优先开发的先后次序。依据模型计算的结果,将乐山市域的7个县区生态旅游资源开发潜力大小分为了三个等级,其中沐川县、峨眉山市、峨边彝族自治县和马边彝族自治县为一级生态旅游资源开发区,金口河区为二级生态旅游资源开发区,夹江县和井研县开发潜力最小为三级生态旅游资源开发区。评价结果与乐山市实际情况有较高契合度,这说明借鉴多层次灰色评价法对该区域进行的生态旅游资源潜力开发评价可以为乐山市打造特色生态旅游产品提供理论依据,为乐山市建设世界重要旅游目的地的目标提供新的发展锚点。     

黄土高原土壤侵蚀规律研究工作回顾

1950年以来,黄土高原土壤侵蚀规律研究工作已建立了完整的分类系统,进行了侵蚀区划,查明了黄河泥沙及其中的粗泥沙来源。定量评价了各自然因子和人为因子与侵蚀量的关系。黄河自古多沙,而近期更加强烈。指出了过去研究工作中的主要问题。     

全国坡耕地水土流失综合治理工程实施效果分析研究（英文）

为了解"十二五"期间全国坡耕地水土流失综合治理工程实施情况,在资料收集、典型调研和专家咨询的基础上,从工程管理、工程建设、实施效益三个方面共选取24个指标,运用层次分析-灰色关联分析法对各省区工程实施效果进行综合分析评价。结果表明:(1)大部分省区工程建设得分0.65,得分较高,工程管理和实施效益得分多在0.45-0.65之间,总体得分偏低;(2)综合评价结果呈正态分布,四川省、云南省、贵州省综合得分分别为0.71,0.68和0.67,实施效果良好;吉林省、辽宁省得分分别为0.38和0.42,实施效果有待提升;其余各省得分均在0.45-0.65之间,效果中等;(3)评价结果在空间上呈现一定的地带性规律,西南岩溶区实施效果最好,其次是西南紫色土区、西北黄土高原区、北方土石山区和南方红壤丘陵区,东北黑土区实施效果有待提升。     

黄土高原丘陵沟壑区新造耕地质量评价（英文）

In order to better understand the quality of newly created farmland(NF) as well as slope and check-dam farmland(CF) soil quality, two typical traditional farmland areas within the hilly and gully region of Chinese Loess Plateau were selected as controls in this analysis.The results of this study initially reveal that pH values for slope farmland(SF) and CF were significantly lower(P 0.05) than those for NF and that SF values were always greater than those of their CF counterparts. At the same time, cation exchange capacity(CEC) and soil organic matter(SOM) occurred in the following size-decreasing sequence, i.e., CF, SF, and NF. Data also show that long-term planting has resulted in increases in total nitrogen(N),available N, total phosphorus(P), available P, total potassium(K) and available K and has also enhanced concentrations of soil copper(Cu), zinc(Zn), iron(Fe), and manganese(Mg)as well as soil cadmium(Ca), lead(Pb), chromium(Cr), and mercury(Hg). These latter elements occur in the concentration sequence of SF CF NF. Overall, results indicate that long-term planting negatively impacts soil health because of the accumulation of toxic heavy metals. This means that farmland planted over longer timescales needs to lie fallow to enable it to rehabilitate while NF requires the addition of organic matter as well as rotational utilization in order to facilitate the development of green agriculture.     

东北地区城市可持续城市化潜力评估（英文）

Sustainable urbanization is not only an important research topic in the field of urbanization, but also the development direction of new-type urbanization. In this paper, we construct an index system to evaluate sustainable urbanization potential with the entropy method. Results show that potential values of sustainable urbanization in most cities are not high. Cities with higher sustainable urbanization potential values are mainly located in the central part of Northeast China. Environmental potential of sustainable urbanization is the main contributor to sustainable urbanization potential in Northeast China. There is no absolute relationship between city size and potential value, large city does not always mean greater potential. Correlation analysis shows that urbanization rate cannot reflect the sustainable urbanization potential of a region. Population urbanization is not the ultimate goal of sustainable urbanization. Unilateral pursue urbanization rate cannot improve the potential of sustainable urbanization. Towards sustainable urbanization, governments in Northeast China should revitalize local economy, pay more attention to the rural areas and develop low-carbon economy or ecological economy. Finally, this paper highlights the importance of choosing more integrated methodology or new models for measuring sustainable urbanization potential in view of the shortcomings of one method.     

沙漠化治理中的生态补偿研究综述（英文）

Desertification control is a crucial way to enhancing the ecological conditions of arid and semi-arid regions, and maintaining sustainable development globally. Designing and improving an ecological compensation mechanism for desertification control has great significance related to achieving balance amongst the needs of different economic subjects and the assurance of a sustained and stable supply of desert ecosystem services. In this paper,(1) the theoretical bases of ecological compensation for desertification control were re-analyzed;(2) the research status and challenges of three important topics related to ecological compensation for desertification control were systemically discussed, including compensation standards, ecosystem service supply-consumption process and multi-scale effects, and resource-environment basis and policy orientation;(3) a research framework of ecological compensation for desertification control based on the process of desert ecosystem service supply–flow–consumption was proposed;(4) and finally, seven priority research issues were discussed, which aimed to support ecological compensation policy-making and ecological engineering implementation for desertification control.     

黄土高原植被恢复潜力研究

黄土高原从1999年开始大规模退耕还林（草）,植被覆盖发生了较大变化,对黄土高原植被恢复现状和恢复潜力进行评估具有重要意义。本文使用1999-2013年SPOT VEG NDVI数据,采用线性回归、Hurst指数分析法、统计学方法以及地理空间分析技术,对黄土高原植被恢复状况和潜力进行了探讨。结论主要为：① 1999年退耕还林（草）以来,黄土高原植被覆盖度呈显著上升趋势,黄土高原三分之二地区的植被将会持续改善;② 植被响应曲线分析表明,黄土区植被覆盖度和干旱指数呈显著的指数关系,且缓坡相关性大于陡坡。土石山区植被响应函数为线性函数,相关系数下降;③ 整个黄土高原地区平均植被恢复潜力为69.75%。植被恢复潜力值东南高而西北低,黄土高原东南地区植被恢复状况较好,其植被恢复潜力指数较小,而植被恢复潜力指数较高的地区主要为北方风沙区及西部丘陵沟壑区;④ 不同降水量条件下,植被恢复速度差别显著,其中降水量在375~575 mm之间的地区,植被恢复最快。植被恢复措施应该“因水制宜”,避免因造林带来的土壤干化加剧。研究结果以期为黄土高原生态文明建设提供科学支撑。     

基于遥感和GIS的黄土高原中阳县土壤侵蚀评价

黄土高原地区是我国水土流失最严重的地区,定量评价土壤侵蚀量、土壤侵蚀强度及其空间分布特征,可以为水土流失防治措施的制定提供依据.基于遥感和GIS,应用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)对山西中阳县土壤侵蚀进行评价.结果表明,中阳县平均土壤侵蚀模数为2 874.25t/(km2·a),属于中度侵蚀地区,年平均土壤侵蚀量408.78×104 t.发生中度以上土壤侵蚀面积占总面积的29.95％,土壤侵蚀量占总侵蚀量的85.61％,这部分土地是土壤侵蚀防治的主要区域.黄土区发生轻度以上土壤侵蚀面积大,所占比例多,侵蚀程度严重.微度土壤侵蚀面积以有林地为主,轻度和中度土壤侵蚀面积主要是未成林造林地和灌木林地,发生强烈以上土壤侵蚀面积主要是疏林地、未利用地、灌木林地和农田,土地类型、植被覆盖与土壤侵蚀有着密切关系,林业生态工程建设对于中阳县控制水土流失和改善生态环境有着重要作用.     

基于地理探测器的喀斯特不同地貌形态类型区土壤侵蚀定量归因（英文）

The formation mechanism and influencing factors identification of soil erosion are the core and frontier issues of current research. However, studies on the multi-factor synthesis are still relatively lacked. In this study, the simulation of soil erosion and its quantitative attribution analysis have been conducted in different geomorphological types in a typical karst basin based on the RUSLE model and the geodetector method. The influencing factors, such as land use type, slope, rainfall, elevation, lithology and vegetation cover, have been taken into consideration. Results show that the strength of association between the six influencing factors and soil erosion was notably different in diverse geomorphological types. Land use type and slope were the dominant factors of soil erosion in the Sancha River Basin, especially for land use type whose power of determinant(q value) for soil erosion was much higher than other factors. The q value of slope declined with the increase of relief in mountainous areas, namely it was ranked as follows: middle elevation hill> small relief mountain> middle relief mountain. Multi-factors interactions were proven to significantly strengthen soil erosion, particularly for the combination of land use type with slope, which can explain 70% of soil erosion distribution. It can be found that soil erosion in the same land use type with different slopes(such as dry land with slopes of 5° and above 25°) or in the diverse land use types with the same slope(such as dry land and forest with a slope of 5°), varied much. These indicate that prohibiting steep slope cultivation and Grain for Green Project are reasonable measures to control soil erosion in karst areas. Based on statistics of soil erosion difference between diverse stratifications of each influencing factor, results of risk detector suggest that the amount of stratification combinations with significant difference accounted for 55% at least in small relief mountain and middle relief mountainous areas. Therefore, the spatial heterogeneity of soil erosion and its influencing factors in different geomorphological types should be investigated to control karst soil loss more effectively.     

应用地理信息系统（GIS）监测河北省蔚县水土流失治理成效

以河北省蔚县水土流失遥感动态监测为例,扼要介绍和探讨遥感信息解译及如何应用ＧＩＳ空间地理数据管理和空间分析功能,完成水土流失因子的分析、计算、成果输出和治理成效的评价。     

京津冀地区散煤治理资金优化研究（英文）

2017年京津冀三地联合开展散煤综合治理工作,全面治理散煤污染。本文采用合作博弈论研究2017年度京津冀区域散煤综合治理中如何选择合适的策略才能使环境效益最大化的均衡问题。本文根据2017年度京津冀地区散煤治实际使用量、散煤燃烧对PM2.5的影响情况以及散煤实际治理成本,利用合作博弈模型中线性优化、博弈理论和Shapley值法研究京津冀地区散煤的治理总成本最小化以及治理资金在京津冀三省市之间合理分配及转移的问题。研究结果显示,在治理的过程中河北省的任务量最大,所需资金也最多,需要得到其他两市的资金支持,增资额度约为6亿元。同时,经计算得出天津优化后节省的成本最多,可以适当调整资金额度给予河北省散煤治理工作。本文的模型构建可以探讨解决京津冀地区散煤使用量的问题,还能通过对资金的有效分配使得三个省市达到合作共赢。     

国内外生态治理技术及其评价研究综述（英文）

近百年来,中国乃至全球生态退化日趋严峻。根据联合国千年生态系统服务评估报告,全球约60%的生态系统处于退化与不可持续状态。我国中度以上生态脆弱区面积占陆地总面积的55%,荒漠化、水土流失、石漠化等土地面积占国土总面积的22%左右。生态技术在遏制生态退化进程中发挥着重要作用。本文旨在系统梳理和分析国内外生态脆弱区水土流失、荒漠化以及石漠化治理技术,提炼目前生态技术及其应用存在的核心问题,并提出针对性建议。分析表明,近百年来国内外在典型脆弱生态区退化生态系统治理方面做出了巨大努力,积累了数量众多的生态技术;生态技术的演化表现出从单一目标向兼顾生态、经济、民生等多目标复合模式演进的特点;在生态技术演变的同时,生态治理及生态系统管理政策和措施也发生了巨大变革。生态治理存在的主要问题包括:生态技术缺乏地域针对性;缺乏用于评价生态技术的指标体系以及技术优选与配置方法模型。针对生态技术数量庞大和应用范围广泛等特点,本文建议首先确定包含四个层次的总体分析框架,在此基础上,制定四级评价指标体系,采用三阶段评估方法(The Mert),基于利益相关者参与式评估、专家知识、退化生态系统监测、国家重大生态治理工程效果监测、国内外近百年生态技术分析等手段,实现对生态技术从广泛到深入、从定性/快速到定量/精细的逐级评估和优选的目标。     

浙江省农业文化遗产保护现状、潜力及对策研究（英文）

浙江省是中国面积最小、经济最活跃的省份之一,同时也是农业文化遗产保护工作开展最早,成效最显著的省份之一。分析与评价浙江省农业文化遗产保护的现状与问题,对指导其它地区农业文化遗产保护工作具有重要借鉴意义。本文基于近10年浙江省农业文化遗产保护工作的实践,对浙江省农业文化遗产保护工作进行了分析,并对遗产保护的潜力进行了评价,同时给出了针对性的发展建议。研究表明:浙江省农业文化遗产保护有利于挖掘传统农业内涵,传承优秀农耕文化,发挥农业遗产价值以及保护农村生态环境,同时可促进农业持续发展、农村文化繁荣、农民就业增收以及美丽乡村建设。此外,浙江省传统农产品品质优良,特色经济林果种类众多,茶文化底蕴深厚,海洋资源利用独具特色,水土资源利用经验丰富,生态农业形式多样,为农业文化遗产保护提供了巨大发展潜力。研究可为浙江省农业文化遗产的保护与传承以及农业可持续发展和农业功能拓展提供一定的参考。     

农业文化遗产地土地利用控制优化研究（英文）

近年来,包括韩国、中国、日本在内的东亚地区的全球重要农业文化遗产数量不断增加,且未来仍将会呈持续增加态势。因此,对遗产地尤其是韩国境内遗产地的保护工作变得尤为重要。为避免农业文化遗产地粗放式开发、有效协调保护与开发的关系,解决土地利用冲突问题非常关键。本研究旨在确定农业文化遗产地可持续发展型土地利用管控措施。结果表明,公私合营、地方性法规及综合性计划对农业文化遗产地开展土地利用控制具有重要作用。     

基于模型模拟的中国秸秆还田固碳潜力空间格局分析（英文）

农作物秸秆还田作为农田土壤和养分管理的推荐做法之一,对于土壤有机碳(SOC)固定和CO_2减排具有重要意义。本研究利用环境政策综合气候模型(EPIC)模拟了4种作物秸秆还田情形下2001年至2010年中国农田表层土壤有机碳变化及其空间格局。模拟结果显示,秸秆完全移除(CR0%)下的土壤有机碳损失为28.89 Tg yr^–1,当前30%的秸秆还田(CR30%)能够减缓22.38 Tg C yr^–1的碳损失。若秸秆还田率从30%提高至50%(CR50%)乃至75%(CR75%),中国农田表层土壤将变为净碳汇。中国农田表层土壤固碳潜力在CR50%和CR75%情形下分别可达25.53 Tg C yr^–1和52.85 Tg C yr^–1,且在不同农业区存在空间异质性。单位面积土壤固碳潜力在西北和华北地区最高,而华东最低。华北地区具有最高的区域固碳潜力。在这十年间,CR50%和CR75%情形下增加的土壤表层有机碳相当于减少了1.4%和2.9%的中国CO_2排放总量。总之,我们建议鼓励我国农民将原本直接焚烧或用作家用燃料的秸秆返还田间以改善土壤性质和减缓大气CO_2增加,尤其是华北地区更应推行这一举措。