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基于模型的中国土壤风蚀研究:现状、演化与防治

文献类型:学位论文

作者江凌
答辩日期2018-01
文献子类博士后
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师郑华
关键词Rweq,风蚀定量评价,时空演变,治理工程,立体沙障 Wind Erosion, Rweq, Quantitative Assessment, Spatio-temporal Change, Treatment Engineering, Three-dimensional Sand Barrier
学位名称理学
学位专业生态学
其他题名A model based Study on Soil Wind Erosion in China: present,evolution and Prevention
英文摘要

 土壤风蚀是全球性的环境问题之一,在干旱、半干旱区严重威胁着人类生存与社会的可持续发展。本研究在地理信息系统(GIS)工作平台上以 RWEQ模型为研究工具,在气候、植被、地形、遥感等数据的支持下,定量计算全国土壤风蚀模数,估算风蚀总量,分级了风蚀强度,并分析了土壤风蚀在 2000-2015时空变化,探讨了典型风蚀防治工程的成效与问题,并提出了相应的建议与对策。研究主要结论如下:
(1)在历史研究的基础上,根据不同区域植被覆盖条件对起沙风速进行了计算,替代了原模型中关于起沙风速统一设置为 5m/s的假定;对空气密度依据海拔高程进行了空间差异性计算,进一步提高了模型风蚀计算的空间分辨;对植被因子的计算从不同植被类型采用同一计算公式更新为对不同的植被类型采用了不同计算公式。修正从整体上提高了各模型因子的空间敏感性和环境适应性,从而达到提高模型计算精度的目的。
(2)根据 RWEQ模型计算结果,我国是世界上土壤风蚀最为严重的国家之一,2015年土壤风蚀总量达  212.28亿t,风蚀总面积达 194.23 km2,风蚀区平均风蚀模数约为 10929t/(km2 •a),远远高于土壤容许流失量值,风蚀区土壤流失速度远远高于土壤形成的速度。全国各省风蚀面积以新疆、内蒙、西藏、青海和甘肃五省最高。
(3)综合  2000-2015的十五年间中国风蚀整体变化情况来看,全国风蚀表现为面积缩小、强度降低的整体改善趋势。风蚀发生面积从 2000年到  2015年整体缩减了 5.88%,风蚀量从 2000年的  223.17亿吨下降到  2015年的 212.28亿吨,15年间减少了  5.1%。
(4)京津风沙源治理工程区在十年间,采取了 “退耕还林、还草”、“植树、种草”、草地禁牧轮牧、农田免耕留茬等工程和管理措施,工程区植被覆盖表现出明显的恢复和提升,2015年平均植被覆盖度为   57.69%,相较  2000年提高了10.99%。工程区风蚀面积和风蚀总量在  2000-2015年间均出现降低趋。2015年风蚀面积 14.72万km2,较2000年减少了11.49%;2015年风蚀总量3.54亿吨,较 2000年减少了  27.95%。但是需要正视的是工程区生态环境仍然十分脆弱,沙尘天气对京津地区的危害仍然没有得到根本遏制。
(5)风沙治理存在的主要问题有:工程实施范围不足,仅围绕京津周边的风沙治理无法对远距离沙尘源施加影响;以植被恢复为主要措施的治理方式过于单一。经模型假设检验,即使有植被生长条件的区域全部实现植被 100%覆盖,也仅可缩减 66.5%的风蚀发生面积和降低 24.2%的风蚀总量;重建设轻管理造成农田新开垦面积大于退耕面积,造林面积小于毁林面积,工程效果无法得到巩固。
(6)根据风蚀评价结果划分出风沙管理控制区、管-治并重区和工程恢复重建区,对不同区域针对生态特点和风蚀问题提出具有针对性的风蚀防治与控制措施,并以 RWEQ模型理论为基础,提出立体沙障治沙理论用于无法植被恢复的沙源地的治理。经模型计算,立体沙障的建设将大约耗资 1500亿元,可以有效降低沙源地 50.83%的风蚀量。

语种中文
页码106
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/41466]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
江凌. 基于模型的中国土壤风蚀研究:现状、演化与防治[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2018.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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