黄土丘陵沟壑区生态环境建设的生态影响评价 ——以延河流域为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨荣金 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 傅伯杰 |
| 关键词 | 黄土丘陵沟壑区 延河流域 生态影响评价 生态环境建设 水土流失 水资源承载力 生态需水 可持续发展 hilly area of loess plateau Yanhe River watershed ecological impact assessment ecological environmental construction loss of soil and water water rewources carrying capacity ecological water requirement sustainable development. |
| 其他题名 | Ecological Impact Assessment for Ecological Construction in the Hilly Areas of Loess Plateau of China |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 黄土丘陵沟壑区是中国水土流失最严重的地区，也是中国进行水土流失治理 和生态环境建设的重点区域。生态环境建设改善了区域（或流域）环境，促进社 会经济的发展，对区域（或流域）外环境也产生了较大的影响。同时大规模生态 环境建设也给当地环境和区域（或流域）外环境产生了一些不利的影响。从不同 角度、不同尺度对生态环境建设进行生态影响综合评价，对于半干旱黄土丘陵沟 壑区的水土流失治理、生态环境建设和社会经济可持续发展有重要的指导意义。 本论文以位于黄土丘陵沟壑区的延河流域为例，通过对生态环境建设不同阶 段的不同水文站的水沙变化分析进行生态环境建设的水土流失影响评价；通过对 不同土地利用类型沿河流的分布格局进行生态环境建设对景观格局的影响评价； 通过分析各用水部门的用水量变化进行水资源承载力评价；针对生态环境建设后 的土地利用情况进行流域河道外生态需水评价；比较延河流域不同区县的水资源 承载力及其变化，进行生态环境建设的水资源承载力评价；根据黄土高原水土保 持世行贷款延河一期项目进行生态环境建设的经济和生态影响综合评价；利用南 水北调西线工程数据，进行工程受水区的生态经济效益评价。通过对生态环境建 设的综合评价，得出如下初步结论： 1. 生态环境建设使径流量和输沙量均明显减少，且输沙量的减少幅度显著 大于径流量；径流量减少主要是汛期减少，非汛期的径流量占年量的百分比逐渐 增加；减少的径流量主要是表流量，基流量占年量的百分比逐渐增加。在枣园站， 汛期输沙量占年量的百分比逐渐下降，而非汛期的输沙量占年量的百分比逐渐增 加。生态环境建设削减洪峰21.4%，减少径流23.6%，减少输沙35.4%。生态环 境建设使径流的集中度逐渐下降，年内分布更加均匀。生态环境建设使径流最高 流量级别逐渐下降，低流量级别的年均天数增加，中高流量级别的年均天数下降。 输沙级别有相似的变化。 2. 以双累积曲线去除降雨因素的影响，平均年径流系数和平均侵蚀率都逐 渐减小，平均侵蚀率的减小幅度大于平均年径流系数。在影响水沙变化的因素中， 人类活动（主要是生态环境建设）引起的下垫面变化占主导地位，降雨因素居次 要地位，且下垫面因素的主导地位越来越突出。各下垫面因素中，生物措施和工程措施的减水减沙量都逐渐增加，生物措施在减水措施中所占比重逐渐增加。在 西川河流域，工程措施面积逐渐增加，并达到较高水平，生物措施面积逐渐增加， 但在1997 年后增长幅度减缓。在达到一定面积后，重要的是提高工程措施和生 物措施的质量。 3. 生态环境建设不仅影响了流域的水沙变化，还引起了流域景观格局的变 化。不同土地利用类型沿河流缓冲区的分布不同，在0-400 m 的缓冲区内，丘陵 旱地占缓冲区面积的百分比逐渐增加，然后维持在一个相对较高的水平；低覆盖 度草地占缓冲面积的百分比逐渐下降，中覆盖度草地、灌木林地和疏林地有相似 的规律。不同坡度等级内的各土地利用类型的变化与流域内的各土地利用类型的 变化相似。不同坡度等级沿河流缓冲区的分布不同，在0-400 m 的缓冲区内，低 坡度等级（0º-6º和6º-15º）占缓冲区的面积百分比逐渐减小，而中高坡度等级 （15º-25º，25º-35º，>35º）占缓冲区的面积百分比逐渐增加，不同土地利用类 型内的坡度分布及变化相似。在延河流域上游，景观格局是以丘陵旱地为基质， 低覆盖度草地沿河流沟道系统分布，在0-800 m 缓冲区内，低覆盖度草地占缓冲 区面积的百分比逐渐增加，而丘陵旱地占缓冲区面积的百分比逐渐减少；而在延 河流域下游，景观格局是以丘陵旱地为基质，中覆盖度草地沿河流沟道系统分布， 在0-800 m 缓冲区内，中覆盖度草地占缓冲区面积的百分比逐渐减少，而丘陵旱 地占缓冲区面积的百分比逐渐增加。延河流域上游的水土流失比下游更严重，土 地利用组成和景观格局的差异可能是其中的一个重要原因。生态环境建设不仅要 考虑土地利用组成的调整，还应强调景观格局的规划与设计。 4. 从1990 年到2000 年，延河流域各用水部门总用水量增加1949.18 万m3， 增加了29.53%。在75%的保证率下，1990 年和2000 年都缺水，2000 年的缺水更 加严重。考虑人口增长、工业发展及其他因素，缺水形势将更加严峻。生态环境 建设特别是植被建设，也需要消耗大量的水资源，随着植被的生长发育及生态环 境建设规模的进一步扩大，水资源承载力将进一步下降，各用水部门间的用水竞 争将更加激烈。由于生态用水在各用水部门的竞争中处于劣势，水资源承载力的 下降对于生态环境的可持续建设极为不利。 5. 水资源不足的情况下，植被将耗用土壤水库中的水资源，当土壤水库中 的水资源过度消耗时，就会在土壤深层形成难以恢复的土壤干层。土壤干层受植被种类、降雨条件、林草年龄、坡度、坡位和坡向等多种因素影响。土壤水资源 不足，使植被生长发育不良，从而降低耗水，达到一种新的平衡。比较严重的情 况下，生长发育不良的树木形成小老树。形成小老树的树种与形成土壤干层的树 种相近，立地条件也相近，两者密切相关。延河流域土壤干层和小老树的存在是 水资源对生态环境建设承载力不足和生态环境建设不可持续的表现。 6. 延河流域河道外生态需水量为87941 万m3，远远超过多年平均径流量， 占多年平均降水总量的21.89%。将低覆盖度草地提高到中覆盖度草地标准，需 增加生态用水15850 万m3，相当于多年平均径流量的一半。随着林草地面积的增 加及生态环境建设标准的提高，生态需水还将继续增加，水资源对于进一步的生 态环境建设的承载力将进一步下降，这对于进一步的生态环境建设极为不利。生 态环境建设需要量水而行，适地适树适草适林，选择水分条件相对较好的地方， 选择乡土耐旱树种而非外地速生树种。通常水土流失越严重的地方，也是生态环 境越恶劣的地方，只是基于流失源的控制进行生态环境建设规划可能是不合适 的，还应该考虑流失汇的控制。 7. 比较延河流域安塞县、宝塔区和延长县的水资源承载力。1990 年是延长 县大于安塞县大于宝塔区，1999 年是安塞县大于延长县大于宝塔区；基于生态 环境用水率场景（Perspective）的水资源承载力评价结果：1990 年是延长县大 于宝塔区大于安塞县，1999 年是延长县大于安塞县大于宝塔区。比较1990 年和 1999 年，安塞县的水资源承载力综合评分略有增加，而延长县和宝塔区的水资 源承载力明显下降，安塞县的水资源承载力排名提前；对于基于生态环境用水率 场景的水资源承载力也有相似的变化趋势。对评价结果进行不确定性分析，在权 重或指标值在5%和10%的变化幅度下，对排序结果没有影响；在同时考虑权重和 指标值变化的情况下，权重和指标值的变化幅度在5%时，对1990 年排序结果没 有影响，但影响1999 年的排序结果；在10%的情况下，对1990 年和1999 年的 排序结果都有影响。对评价结果进行敏感性分析，1990 年和1999 年水资源承载 力的排序对需水模数的权重变化都不敏感；1990 年水资源承载力排序还对水资 源开发利用程度的权重变化不敏感；1999 年水资源承载力排序还对水资源利用 率和人均水资源量的权重变化不敏感。 8. 世行贷款水土保持延河一期项目实施后8 年的监测结果表明：人均纯收入和人均粮食产量均显著增加，促进了社会经济的发展；土壤理化性质得到改善， 土壤含水量及土壤肥力提高，容重下降，总孔隙度提高；项目区水土流失治理度 从19.3%提高到57.9%，林草覆盖度由16.3%提高到47.3%。向阳沟小流域监测表 明，梯田、果园、人工林地和人工草地都有明显的保水效益和减沙效益；流域径 流模数由治理前的32000 m3/km2减少到治理后的5997 m3/km2，侵蚀模数由治理前 的9000 t/km2减少到治理后的2207 t/km2，小流域由极强度侵蚀变为轻度侵蚀。 梯田、果园和人工林是项目区水土保持的主要土地利用类型，人工林地的保水量 和减沙量最多，其次是梯田、果园和人工草地。 9. 南水北调西线工程受水区的生态经济效益在2020 年为40.02 亿元，在 2030 年为89.57 亿元，在2050 年为124.52 亿元；每m3水的生态经济效益约为 1.0 元，低于农业灌溉效益和工业及生活用水效益。经济上处于弱势的生态用水 在用水竞争激烈的情况下，需要政府进行干预，保证其优先地位，才能促进生态 环境建设持续健康发展和社会经济的可持续发展。 |
| 学科主题 | 生态风险评价 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-26 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/593]  |
| 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 | 杨荣金. 黄土丘陵沟壑区生态环境建设的生态影响评价 ——以延河流域为例[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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