重庆市水土保持措施效应及小流域治理范式评价

摘要

重庆市地处川东山地丘陵区，总面积8124万km2，其中山地、丘陵、平坝分别占总面积的60％、30％、10％，地势起伏多变，是典型的山地丘陵地带，属区域生态脆弱区。同时，重庆市也是三峡库区生态环境重点保护地带，在原生脆弱生态环境和不合理人类开发活动共同作用下产生了严重的水土流失、面源污染，对三峡库区水土保持生态环境安全造成了巨大威胁。水土保持措施体系分类、水土保持措施效应分析及水土保持治理的范式评价是进行水土保持措施选择、规划和设计的重要依据，对水土保持生态环境建设有重要指导意义。本文根据重庆市水土流失和水土保持特点，提出根据治理对象划分水土保持措施体系并结合文献数据定量分析了重庆市及相似地区典型水土保持措施的效应，研究了基于USLE模型的水土保持因子C值的年内变化及不同措施的P值，分别采用流域可持续经营和基于USLE模型的土壤侵蚀减少比例进行了小流域治理范式评价。主要研究结果如下：
　　 (1)根据水土保持治理对象，将重庆市水土保持措施划分为小流域综合治理措施、区域水土保持治理措施、专项水土保持治理措施以及开发建设项目水土保持治理措施。不同空间尺度的水土保持措施分类的建立可从水土保持生态建设的外部约束条件做出更为直接和积极的响应，在最优化理论支持下，实现小流域、区域、专项治理、开发建设项目的水土保持生态环境建设目标。
　　 (2)在重庆市各项水土保持措施中，坡改梯减沙效益为8.4％，农业措施中的垄作和间作保土保水效应较为突出，分别在41.67％-68.00％、17.78％-45.99％，间作处理的金银花达到17.2％；与坡改梯、耕作措施相比，几种植物措施减沙减水效益都超过75％，说明植物措施的减沙减水效益最为明显。生态修复措施水土保持减沙、减水效益分别达到了42％和61％。不同水土保持措施对土壤改良的分析表明，植被能显著改良土壤结构，提高了土壤肥力，增加土壤入渗。通过对模型和数值的推导表明，水土保持措施因子P值与水土保持减沙效益互为相反数，该值可用于基于USLE模型的水土流失预测中。
　　 (3)根据小区观测，不同坡耕地降雨侵蚀累积产沙规律为：荒地(HS-1)＞顺坡耕地(HS-2)＞横坡耕地(HS-3)＞横坡植物篱耕地(HS-4)；利用USLE模型可得各种耕作方式顺坡、横坡和横坡植物篱坡耕地的C值分别为0.174、0.168和0.129，而顺坡、横坡和横坡植物篱坡耕地的P值分别为0.78、0.58和0.51；由实测数据获得的横坡和横坡植物篱坡耕地的P值分别为0.69、0.65，因此可见无论是模型值，还是实测值，都能较好的反映紫色丘陵区的水土保持措施P因子变化，即顺坡耕地＞横坡耕地＞横坡植物篱耕地。
　　 (4)坡耕地水土流失强度因植被覆盖度、种植制度、种植模式以及不同作物种类等多种因素影响而差异很大；对于坡耕地而言，了解不同种植模式下的C值、P值大小及在年内变化特点，通过选择适宜的作物种类、种植制度、种植模式，尤其在降雨集中分布时期可增大地表盖度，可有效地控制水土流失，减少土地退化；并为坡耕地水土流失预测提供基本参数。
　　 (5)仙鱼小流域2007年可持续发展度0.641，而2009年可持续发展度0.714，说明在实施了注重生态效益、社会效益、经济效益的小流域综合治理工程后已进入可持续发展状态；从指标贡献角度看，2009年资源环境承载能力明显比2007年高出15.55％，经济发展能力比2007年高出10.95％。采用基于USLE模型的土壤侵蚀减少比例评价表明，小流域土壤流失减少比例为28.19％，各项水土保持措施的土壤流失减少比例分别为石坎坡改梯1％，水土保持林15.03％，经济果林11.25％，封禁治理32.91％；土壤流失减少比例随坡度和坡长的增加而增加，坡度在25°以下土壤流失减少比率变化趋势较缓，坡度在25°以上变化趋势较陡，坡长在70m以下土壤流失减少比率变化趋势较缓，坡长在70m以上土壤流失减少比率增长较快。该小流域综合治理模式可为相似地区小流域治理提供参考范式。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献综述

1.1相关概念及内涵

1.2国外小流域治理研究

1.3国内小流域治理研究

1.4水土保持措施效应研究

1.5水土保持措施效应及小流域治理范式研究趋势

第2章研究内容与研究方法

2.1研究目的及主要内容

2.2研究区概况

2.3研究方法

2.4数据处理

第3章重庆市水土保持措施分类及效应评价

3.1问题的提出

3.2重庆市水土保持措施分类

3.3水土保持措施效应分析

3.4小结

第4章不同坡耕地利用类型的水土保持因子值研究

4.1不同坡耕地利用类型的C值研究

4.2不同坡耕地利用类型的P值研究

4.3水土保持因子值的应用分析

4.4小结

第5章重庆江津区仙鱼小流域治理范式评价

5.1基于USLE模型的仙鱼小流域土壤流失减少比例评价

5.2仙鱼小流域可持续经营评价

5.3两种评价模式对比分析

5.4小结

第6章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

小区及调查附图

致谢

参加科研课题及论文发表