土壤侵蚀概念范文
时间：2023-12-11 17:22:22
导语：如何才能写好一篇土壤侵蚀概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：水土保持；方案编制；水体损失； 土地保育
水土保持方案编制应考虑的问题，究竟是一些什么问题呢？由于人们对水土保持概念理解的偏差，在编制水土保持方案时仅着眼于防治土体损失的机械固定，仅仅限制在使用工程措施，从字面上理解植物措施，没有意识到防治水体损失方面的保持利用，忽略对风力侵蚀的防治，不考虑植物侵蚀和化学侵蚀等。
要讨论这些内容的不合理问题，首先得搞清水土保持概念的内涵与外延。
1水土保持概念的内涵与外延
由水土保持的概念看来，要弄清水土保持的内容，还必须弄清水土流失的定义。水土流失和水土保持是两个相对的概念，根据一些学术专著，它的意义也是比较明确的：是指土壤侵蚀（包括水、风、重力、人为活动等营力）造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。
然而什么又是土壤侵蚀呢？土壤侵蚀是国际通用的土壤学学术用语，国际上有代表性的学术专著和机构对此定义大致相同，即水、风、重力等作用下土壤的流失。国内定义是指土壤在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程。
当然，随着人们对土壤侵蚀和水土保持的认识的不断深入，土壤侵蚀、水土保持的概念和内涵也在不断地发展演变。正如土壤侵蚀从最初的由于水力或风力作用引起的土地表面物质的移动，逐步发展到土壤在内外因力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程，水土保持概念也由初期的土壤保持发展为今天的水土保持并举，从单一强调土壤侵蚀引起土地生产力退化到同时强调土壤侵蚀环境与全球生态环境的联系，如水土流失与水环境的联系，水土保持与全球气候变化的联系等，即水土保持的对象已经不再是停留在山区、丘陵区和风沙区的水土资源，而是任何在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下被分散、剥离、搬运和沉积的水土资源，水土保持的内容已不只是防治水土流失，而是维护和提高土地生产力，建立良好生态环境。
由此看来，水土保持涉及的内容除了防治水土资源的流失外，还赋予了利用水土资源，绿化美化环境等。其中，防治水土流失涉及防治土地荒漠化、防旱保水等内容，维护和提高土地生产力涉及了植物侵蚀、化学侵蚀，慎重考虑工程措施等内容，绿化美化环境则涉及了植树造林，慎重使用复垦措施等内容。总之，水土保持已不是最初的水土流失防治，即采取措施简单地把水土资源固定在某一个区域。
2问题根源的解析
前面已经说了方案中存在的问题。为什么会出现这些问题呢？我想最根本的是把水土保持单纯地理解为水土保护，而没有意识到水土保护的根本目的。现结合前面给出的概念来解析这些问题。
2.1仅把“保持”理解为“保护”
保持含义不仅限于保护，而是保护、改良与合理利用。由于一部分人把水土保持单纯地理解为水土保护、土壤保护，甚至与土壤侵蚀控制等同起来，没有意识到土壤的改良以及土壤合理利用于农、林业生产，即没有考虑到对土地生产力的提高，因此，在方案设计的时候，仅着眼于防治土体的损失，进行机械地“固定”处理，夸大甚至是盲目使用工程措施，从字面上理解植物措施。
2.1.1没有着眼于提高土地生产力。有人认为，用工程措施可以把土壤很好地圈定在某一空间范围，这样处理后基本不会发生土壤侵蚀的现象。有的就是忽视植物措施对土壤的改良功能及其对荒漠化的防治功效，在方案编制中忽视植物措施，至少不对石料场、石渣场采用植物措施，加速了该区域土地石漠化、荒漠化的进程。也有人在方案编制中不是先考虑提高土地生产力方面的土地熟化，而是随意采用复垦措施，使土地越垦越穷。相对次要一点的是，在方案中没有提及风力的扬尘等对土地的沙化。 也许有人会问：为什么要提高土地生产力呢？ 因为他们只知道土地是农业生产发展的重要因素之一，不知道中国仅有10.20%的土地面积适于农业，37.10%适于畜牧,且风与水冲刷严重。因此必须考虑土地资源的可持续发展。
从提高土地生产力、水土资源的可持续发展来看，把弃渣场设置在农田的方案也是不可取的。就算弃渣在水土保持措施处理后，能够使土地生产力提高到以前农田状况下的水平（一般情况下是不可能的），但弃渣场本身占压了肥沃的土壤，让其退化，变得难以利用。据科学测算，自然风化1cm表土层需要400年时间，而风化成30cm耕作层，则至少需要1.20万年。但破坏这1.2万年才风化成的耕作层，却只需一朝一夕就完成了。这是一种资源在时间上的巨大浪费。因此，强烈反对占用农田不经处理就用作弃渣处理场地处理弃渣的方案。
2.1.2 对绿化、美化环境认识浅薄。由于没有意识到绿化、美化环境，一部分人没有考虑植物措施，或乱用植物措施，或没有把植物措施设计到相应深度等。总的说来，是对绿化、美化环境的认识没有深入。 没有考虑植物措施的人完全没有考虑水土保持的绿化、美化这一部分内容。在方案设计中，不在乎植物措施，认为在工程措施的防护下，已经能够达到防治目标，采用植物措施纯属多余。
乱用植物措施是不知道植物间的互生与对土壤肥力的竞争，只知道植物对土壤的改良，不知道一些植物在人为作用下恶化土壤理化性质、降低土壤肥力（即植物侵蚀）。要么是简单的进行混交造林，没有考虑主要树种与伴生树种之间的关系，对各树种不进行优化配置；要么乱用植物种造林，使得外来物种入侵并恶化土壤理化性质，降低土壤肥力，造成植物侵蚀。
没有把植物措施设计到相应深度的人是对植物的绿化、美化作用的认识深度不够而总认为种下去就成。他们要么是随意设计，没有考虑立地条件；要么是简单设计，没有考虑混交造林；在简单的进行混交造林设计中，没有考虑造林密度对生长量的影响；当然，他们植物措施中更不会考虑到微生物对土壤理化性质的改良作用（其实，植物措施常常是和生物措施相互通用的）。
2.2仅从定义上理解，没有注意到事物的发展
早期，人们只提出了土壤保持这一概念。而今，还有很大一部分停留在这一概念上，认为只是对于水力、风力等各类因素引起的土壤侵蚀的治理。于是，他们没有注重水体的保护和利用，没有意识到化学侵蚀带来的危害。也就是说，没有水忧患与水战略的意识。当然，这些还与水体保护的具体定义有关，因为在这一方面大家还持不同的意见：如有人把入渗作为一种水体保护措施，但有人认为，入渗到地层深处的水体已经变得难以利用。
因此，在方案编制中少了很多内容，让编制方案的根本目的落空。没有了 “维护和提高土地生产力”这一内容，好多东西也就空荡起来，更别说水土资源的可持续发展了。个人认为，水资源的保持要从水资源的利用、便于利用出发，做好库存，同时进行防污染处理。
篇2
影响因子对比预测法
公式推导说明1)仅选用一些影响土壤风蚀强度的主要因子作为预测因子，忽略其它因素对铁路工程中土壤风蚀带来的影响。2)公式中各影响因子对铁路工程中土壤风蚀强度的影响作用是相互独立的，而土壤风蚀是各个因子所产生影响的综合。3)各个影响因子施工时段所产生的微小变化不影响预测结果。预测公式E=WSRCT(1)式中，E为单元地表风力侵蚀模数(年单位面积风蚀量);W为区域气候侵蚀力因子;S为地表土壤抗蚀性因子;R为地表粗糙度因子;C为地表覆盖度因子;T为地形因子。各因子值的确定从式(1)中选定的几个影响因子可以看出。区域气候侵蚀力因子是气候因素决定的一个土壤风蚀量的值，它反映了气候对地表土壤造成风蚀的能力，对于某一铁路工程段的某一地形单元来说，铁路建设前后区域气候侵蚀力因子是不变的。铁路工程对用地范围内地表土壤风蚀产生的影响是通过土壤的抗蚀性、地表粗糙度、地表覆盖度及地形等四个因素决定的。1)S值的确定S值是反映土壤抗侵蚀的能力，与土壤类型有关。具体数据可根据土壤质地、土壤有机质百分含量、土壤结构、土壤透水性等几个主要因子，查土壤可蚀性因子诺谟图获得。如土壤类型主要为黄壤、紫色土等，其可蚀性因子一般为0.02～0.75。也可以利用查图表法确定，可以根据该地段土壤表层的风砂粒(0.050～0.002mm)和黏粒(＜0.002mm)的含量，通过查土壤质地三角图，确定相应的土壤质地名称，然后利用该名称和有机质含量，查有关地表土壤抗蚀性因子值表，就可确定该土壤剖面的地表土壤抗蚀性因子值。由于所查表只列有有机质含量≤40g/kg的土壤，对于有机质含量＞40g/kg的土壤没法确定，为此制定了一个地表土壤抗蚀性因子值修正系数表。当土壤有机质含量＞40g/kg时，先按40g/kg查出地表土壤抗蚀性因子值，再按照实际有机质含量査高有机质含量地表土壤抗蚀性因子值修正系数表(表略)，二者相乘，则可得到高有机质含量土壤的地表土壤抗蚀性因子值。实际预测时，还可以利用式(2)计算地表土壤抗蚀性因子值（式略）(2)式中，Dg为土壤的几何平均粒径，mm，可以通过现场取样进行试验测得。部分地段S值计算结果（表略）2)R值的确定:地表粗糙度是影响土壤风蚀强度的重要因子，对气流产生强烈影响，这种影响可分为两个方面:一是改变流速梯度;二是决定各流速梯度的范围。研究表明，同样外部条件和土壤特征条件下，粗糙地表较平滑地表更难以被侵蚀。地表粗糙度不仅作为土壤侵蚀的影响因子对风蚀强度直接产生影响，而且还通过影响其它因子从而对风蚀产生间接影响。如地表粗糙度会影响土壤的渗透率、地表径流以及地表土壤水分的蒸发率等因素，而这些都是土壤风蚀的直接或间接影响因素。地表粗糙度本身受降雨大小、风况以及耕作等因素的影响。Luttrell提出了地表粗糙度系数的概念，Allmaras等提出了“随机粗糙度指数”的概念。Potter提出了一种测量土壤表面粗糙度的方法———钉法;Sale找到一种新的粗糙度测量方法———链法。根据地区环境的特点及工程特点，本文建议地面粗糙度直接由对数公式计算出来。己知两个高度的风速时，可根据式(3)计算（公式略）式中，Z0为地表粗糙度;U2、U1分别是Z1、Z2高度处的风速。在确定地表粗糙度因子时，只要测其下垫面两个高度处的风速即可求得。次是植被的存在，影响地面以上的风能，增加地表土壤被吹蚀的难度。植被覆盖度降低导致生态环境恶化，是沙漠化扩展的主要原因，董治宝等研究认为，植被覆盖度减少引起风蚀率增加的过程体现了自然界量变引起质变的普遍规律。在实验风速12.7m/s条件下，植被覆盖度＞60%时，风蚀率几乎为零，随着植被覆盖度减少，风蚀率开始缓慢增加，当植被覆盖度减少到20%左右时，风蚀率骤然增加。研究者对植被覆盖度与土壤侵蚀量的关系从不同角度进行了分析，均说明随着植被覆盖度的增大，土壤侵蚀量下降，50%～60%的植被覆盖度能够稳定地减少风蚀强度。除植被覆盖度外，植被对地表土坡的保护作用还与植被的存在状态、高度和大小等因素有关。植被的存在状态对保护地表土壤免于风蚀的影响非常大，直立生长的庄稼保护地表土坡免于被风蚀的能力约为同等数量倒伏庄稼的6倍。由此可见地表覆盖因子在土壤风蚀中的重要性。对于植被降低地表风速方面可以采取式(4)计算（式略）式中，SLRS为土壤风蚀量的减少比率，SA为直立植被或残茬的侧面轮廓面积，等于1m2范围内直立植被的棵数乘以植株的平均直径(cm)，再乘以植株的平均高度(cm)。植被对地表土壤的遮盖保护作用可以采用式(5)计算（公式略）式中，SLRc为因植被的遮蔽保护作用而使土壤风蚀量减少的比率，cc为地表覆盖度。因铁路施工后地表植被遭到完全破坏，植被对地表土壤的保护作用及降低风速作用均不存在，故对于工程建设中植被被全部破坏而产生的地表，地表覆盖度因子C等于1。根据有关研究成果，部分地段C值可参照表4取值。T值可根据开发建设项目设计资料，各开挖或回填边坡、开挖或回填场地的坡度和坡长进行计算。平坦场地不考虑地形因子，取T=1。利用项目区大比例尺地形图和土地利用现状图，制作地类属性坡度图，同一地类属性同一坡度划分为一个图斑。求得各图斑顺坡向(垂直于等高线)长度最大值作为坡长水平投影长度Y1，由式(7)采用三角关系计算坡长Y（公式略）式中，Y为坡长，m;a为百分比坡度;B为坡度角;m为坡长因子，n为坡度因子。当25°＜B＜35°时，m=0.4;当15°＜B＜≤25°时，m=0.3;当5°＜B＜≤15°时，m=0.2;B≤5°时，m=0.1～0.15。坡度因子n值为1.3～1.4，可取1.35。
风蚀量计算方法
铁路项目在建设施工前，保持原有的地貌特征，可利用当地有关水土保持的监测资料，确定相应的土壤侵蚀模数及原地貌的土壤风蚀侵蚀模数。假设原地貌的土壤侵蚀模数为E0，施工期的土壤侵蚀模数为E1，E1/E0表示工程施工后的风蚀模数是施工前风蚀模数的倍数，即加速侵蚀系数。这样就可以确定出施工过程中土壤风蚀侵蚀模数，从而计算出项目建设过程中的风蚀量，为项目建设后采取的防治措施提供更好的设计依据，减轻因工程建设而导致的土壤侵蚀危害。
篇3
见《北京喇叭沟门自然保护区建立与功能区划分》一文[2].
2生物多样性价值计算方法
生物多样性经济价值是指生物多样性所包括的生态复合体以及与此相关的各种生态过程所提供的具有经济意义的价值.Mcneely将生物多样性经济价值分为可利用价值(Usevalue,UV)和非利用价值(Non-usevalues,NUV),可利用价值可以被进一步划分为直接利用价值(directusevalues,DUV)、间接利用价值(indirectusevalues,IUV)和可选择价值(optionvalues,OV),即可能的利用价值.非利用价值主要是存在价值(Existencevalues,EV)[3].联合国环境规划署(UNEP)于1993年编写的《生物多样性国情研究指南》[4]中将生物多样性价值分为:显著实物形式的直接价值、无显著实物形式的直接价值、间接价值、选择价值、消极价值(Passiveuses).
对生物多样性经济价值分类,国外还提出其它系统,但与前二者在实质上差异不大.根据生物多样性各方面内容的不同价值体现形式,通常采用不同的计算方法对其进行评价[5]:①基于市场的经济评价———市场定价与替代消费(有市场存在的物品和服务),包括直接市场价值法、替代花费法和生产成本法;②基于替代品市场的经济评价———环境偏好显示(观察人们的市场行为而推测其显示的偏好),包括旅行费用法、享乐价值法(HPM)、规避行为和防护费用法(DE)等;③基于无市场公共物品的评价方法———条件价值评估法(CVM),包括支付意愿(Willingnesstopay,WTP)法、条件价值法等.联合国环境规划署计算生物多样性价值的方法见式(1):TEV=f(DUV,IUV,OV,QOV,BV,EV)(1)式中,TEV—总经济价值;DUV—直接使用价值;IUV—间接使用价值;OV—选择价值(包括BV);QOV—半选择价值(QuasiOptionValue);BV—遗产价值(BequestValue);EV—存在价值.其中,DUV,IUV,OV,QOV属于使用价值;BV和EV属于非使用价值.我国在1994年国家科委组织的自然资源核算研究中,将森林资源环境价值分为使用价值和非使用价值,并提到选择价值和存在价值的概念.1998年2月由国家环保局出版的《中国生物多样性国情研究报告》中将生物多样性总经济价值分为三个方面:①使用价值(即被人类作为资源使用的价值),又分直接使用价值和间接使用价值;直接使用价值可分为消费性的价值(生物为人类提供了食物、纤维、建筑和家具材料、药物及其它工业原料)和非消费性的价值(提供人类欣赏的对象);间接使用价值(即生态功能,指间接地支持和保护经济活动和财产的环境调节功能,表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物,并作为CO2的汇在调节全球气候变化中的作用等等).②选择价值(即潜在价值,为后人提供选择机会的价值).③
存在价值(即伦理或道德价值,自然界多种多样极其繁杂的物种及其系统的存在,有利于地球生命支持系统功能的保持及其结构的稳定,无论发生什么灾害,总有许多种会保存下来,继续功能运作,使自然界的动态平衡不致遭到瓦解).按照我国对生物多样性价值的分类,本文主要探讨评价了使用价值,包括活立木价值、经济植物资源、森林旅游价值等直接使用价值和涵养水源、保持水土、净化空气等间接使用价值.
3生物多样性经济价值评价
3•1直接使用价值
3•1•1消费性价值
在喇叭沟门林区森林系统中,消费性的价值主要包括活立木价值、药材价值、食用野果、野菜价值、菌类价值、畜牧养殖价值等几个方面.(1)活立木价值(V活立木)根据全国主要树种标准序列立木林价和喇叭沟门森林资源统计资料,计算活立木价值.(2)野果及其它林副产品价值根据调查资料进行统计计算,1998年林区野果及其它林副产品价值为657•99万元,实际利用价值为65•86万元.野果及其它林副产品包括以下几个方面:①野果野果种类较多,但直接带来经济效益的种类主要为野山楂、榛子、毛榛、酸枣、山杏等[7,8].经过对林区野果储量及居民家庭采收情况进行调查,统计出5种主要野果总价值为12•79万元,居民采收野果收入为5•66万元.②药材根据样地调查资料和聚类方法进行林区内各药用植物资源[9]、储量的计算.经统计,林区内所分布的28种储量大、经常收购药材的价值为1802•61万元,以此作为药材的储蓄量价值,按照药材的平均生长年限3年计算,则每年药材资源产生的价值为600•8万元,实际调查统计林区居民依靠药材年收入为15•8万元.③食用菌食用菌类包括榛蘑、草蘑、木耳等,食用菌价值以居民实际收入进行计算,经过统计,居民食用菌年收入44•4万元.(3)畜牧养殖价值1998年,喇叭沟门林区畜牧养殖业总产值155•3万元,养殖种类主要包括牛、羊、猪、鸭和养蜂等.畜牧养殖不能完全依赖森林系统获取食物,在计算该林区森林生物多样性的畜牧养殖价值时,以畜牧养殖业当年产值的一半进行计算,则畜牧养殖价值为77•65万元.
3•1•2非消费性价值
非消费性价值应包括科学研究价值、文化教育价值和旅游价值.在时间序列里,服务价值是个不确定数值.由于喇叭沟门林区的科学研究和文化教育活动较少,本项目主要评估其旅游价值.估计旅游价值一般采用旅行费用支出法计算和统计.游行费用支出包括交通费用、住宿费用、门票及服务费用.1998年喇叭沟门乡门票纯收入仅有2万元,实际应收约4万元,估计游客人数为4000人.假设游客逗留2d,按最低消费35元/(人•d)计算,则食宿费用约28万元;如果每4人使用一次导游和马车(每次20元左右),则服务费用约2万元.如果按此推算,1998年旅游业产值为34万元,净利润约23万元.由于该区旅游业刚刚兴起,正处于投资建设阶段,游客人数目前较少.如果采用旅行费用支出法评估,旅游价值可能偏低.截止1998年底,国家、集体、个人三方面总投资额约1060万元左右.根据投资决策,投资成本将在5~10a左右的时间收回.当地旅游部门收益的是游客的住宿费用、门票及服务费用,并不包括交通费用.可以认为,投资额和银行存款利息是未来几年的旅游价值的最低值.如果10a收回成本,则平均每年的最低产值应为190万元左右.
3•2间接使用价值
间接使用价值主要通过生态功能体现,反映在①提供生态系统演替与生物进化所需要的丰富的物种与遗传资源;②是生态系统的服务功能,主要是有机物质的生产、CO2的固定、O2的释放、重要污染物质降解以及在涵养水源、保护土壤的生态功能作用[10],可应用市场价值法、替代市场法、防护费用法、恢复费用法等方法评价其经济价值.
3•2•1有机物质的生产
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,合成有机物质,是生物链中有机物的第一性生产者和生物能量的积累者.地球上植物生物产量约占全球生物产量的99%,而森林生态系统的生物产量又占植物生物产量的90%.
3.2.2固定CO2与释放O2
由植物光合作用方程式6nCO2264+6nH2OnC6H12O6180+6nO2192(C6H10O5)162可推算出植物体固定有机物质与吸收CO2、释放O2之间的关系,即生成162g多糖有机物质,可吸收264gCO2,释放192gO2.也就是植物体每积累1g干物质,可以固定1.63gCO2,释放1.19gO2.据此可估算出喇叭沟门林区每年固定CO2与释放O2的数量.
3.2.2.1CO2的贮存与固定
根据喇叭沟门林区各主要植被类型的总生物量与总生产力,计算出林区CO2的总储存量为5.48×106t,CO2的年固定量为3.89×105t.对于固定CO2经济价值的计算,目前国际上主要有两种方法,即碳税法和造林成本法[5].碳税法是根据政府部门为了限制向大气中排放CO2数量,而征收向大气中排放CO2的税费标准来计算森林植物固定CO2的经济价值.目前,瑞典的碳税率得到较多人的认可,即0.15美元/kg碳.造林成本法是依据所造林分吸收大气中的CO2的数量与造林的费用之间的关系来推算森林固定CO2的价值.FAO(联合国粮农组织)研究表明,热带森林固碳的造林成本为24~31美元/t碳;美国国家环保局研究结果,北寒带、温带和热带各类森林固定CO2成本小于30美元/t碳;在中国,木材成本为240.03元/m3,折合260.9元/t碳,换算为71.15元/tCO2计算,每年固定的CO2总经济价值为2767.6万元.以瑞典提议的碳税为0.15美元/kg碳,并将此碳税换算为固定CO2率,即为40.94美元/tCO2,根据此值计算喇叭沟门生态系统每年固定CO2总经济价值为13218.3万元,二者平均值为7993.0万元.
3.2.2.2O2的释放及价值
O2的释放量与CO2固定量的计算方法相同,也是根据光合反应中固定有机物与释放O2的关系来计算,即植物体每积累1g干物质,可以释放1.19gO2.据此可估算出喇叭沟门林区O2的年释放量为2.84×105t.所释放O2的经济价值,可用造林成本法与工业氧价格替代法来计算.造林成本法中,以目前中国杉木、马尾松、泡桐3种树平均造林成本240.03元/m3,折合352.93元/tO2计算,为10023.2万元.工业氧价格替代法中,以工业氧的现价0.4元/kgO2来计算,为11360.0万元,二者平均值为10691.6万元.
3.2.3营养物质的循环与贮存
营养物质在生态系统中循环流动,其中的一部分营养物质合成各种有机物后参与生物体的构建.在森林生态系统中主要表现为木材、林副产品和枯枝落叶而提供给外部环境,或在植物中保存,或归还于土壤,因而这部分营养物质避免了养分受雨水淋洗的直接流失.植物体所固定的这部分营养物质,其主要成分为N,P,K3种元素,所固定营养物质的价值,也以这3种元素的价值来计算.各元素每年的累积量为林分在1年的生长中从土壤中吸取的量减去林分每年枯落物归还土壤的量和雨水淋洗归还的养分.各营养物质的累积量因林分和环境而异.在喇叭沟门林区森林营养物质积累量的计算中,以《中国生物多样性国情研究报告》各类陆地生态系统营养物质的储存与固定量为依据,取林地生态系统中各养分的平均水平,即N,P,K在有机物中的百分含量来计算,分别为:N为0.418%,P为0.089%,K为0.181%.根据生物量与生产力数值,计算N,P,K年固定量分别为998.8,212.7,432.5t总储量分别为14045.0,2990.4,6081.7t.以中国平均化肥价格2549元/t计算,喇叭沟门林区森林生态系统每年所固定的营养物质的间接经济价值为419.1万元
3.2.4水土保持
通过林冠的截持降水、枯枝落叶层吸水、森林土壤的良好渗透以及森林各层植物的机械阻碍和地表植被、枯枝落叶层的防护,雨水和地表径流对土壤表面的直接冲刷力大大减弱,地表径流减少,从而有效地降低了土壤侵蚀所造成的林地的破坏和土壤肥力的丧失,减轻了泥沙对河流、湖泊及水库的淤积.(1)减少土壤侵蚀对森林所减少的土壤侵蚀量,一般采用有林地和无林地的侵蚀差异来计算,即假定在无林情况下的土壤侵蚀总量,减去现有林地的土壤侵蚀总量.土壤侵蚀总量的计算,可用土壤侵蚀模数乘以林地面积求得.喇叭沟门林区位于怀柔水库与密云水库上游的北部山区,其林分为重要的水源涵养林和水土保持林.在两大水库周围山区,为保护水源和防止水土流失,多年来进行了不断的植树造林和封山育林,已形成一定的植被覆盖,因而用喇叭沟门林区与其周围地区的土壤侵蚀差异来计算喇叭沟门林区减少的土壤侵蚀量,更具有对比性.喇叭沟门林区的土壤侵蚀模数尚未测定,其森林覆盖率57.2%,与怀柔县庄户沟小流域森林覆盖率50%接近,借用庄户沟小流域土壤侵蚀模数348t•km-2•a-1计算喇叭沟门林区每年侵蚀土壤量为1.05×105t.密云水库与怀柔水库上游山区多年平均土壤侵蚀模数1959t•km-2•a-1,如果以此值计算,则喇叭沟门乡土壤侵蚀量为5.89×105t/a,由此计算出由于森林系统的防护,喇叭沟门林区每年可减少的土壤侵蚀总量为二者之差,即4.84×105t.(2)减少土地废弃面积森林被破坏后,常会导致林地表面土层及有机物质的侵蚀,引起土壤贫瘠化,甚至岩石,成为不毛之地.根据陈应发等人的研究,以森林减少的土壤侵蚀总量与全国土地耕作层和林地土壤层的平均厚度,计算森林减少土壤侵蚀相当于耕作利用的土地面积.喇叭沟门林区每年可减少的土壤侵蚀量4.84×105t土壤,体积约为3.72×105m3,以中国平均土层厚度0.5m计算,喇叭沟门林区每年可减少土地废弃面积为74.5hm2.由森林防护作用所减少土地废弃面积带来经济价值大小的计算方法,类同于应用机会成本法计算水土流失所造成废弃土地面积而丧失经济价值的计算方法.根据国家统计局资料,我国林业生产的平均收益为282.17元•hm-2•a-1(1990年不变价),则喇叭沟门林区森林每年减少土壤侵蚀价值为2.10万元.(3)减少土壤肥力损失由于森林具有水土保持作用,使林地的土壤侵蚀大大降低,因而土壤中的N,P,K,Ga、Mg等元素和其它有机物也得以保留,所减少的营养物质损失量等于减少的土壤侵蚀量乘以土壤中各营养物质的含量,即:M=∑ni=1∑kj=1miPij(4)式中,M为减少的营养物质总量;mi为不同土类所减少的侵蚀量;Pij为各土类中各营养元素的百分含量;i为各土壤类型;j为不同的营养物质(N,P,K,Ga,Mg,有机质).喇叭沟门林区土壤类型及所占比例为:褐土占48.6%,棕壤46.1%,其它5.3%(以菜园农田土为主),各土类的营养物质含量。根据以上公式,计算喇叭沟门林区植被减少的有机质,全N,速效P,速效K的流失量分别为2•044×104t,1•043×103t,8•09t,92•83t.减少土壤肥力损失的价值,包括减少无机元素损失的价值和减少有机质损失的价值.无机物价值按照我国农业部门统计资料折算出N,P,K化肥平均价格,即1990年的2549元/t不变价格来计算;有机质的价值,陈应发等人应用成本替代法研究计算出每公顷森林的贡献价值为320元/(hm2•a-1),本处采用国情报告中每公顷森林的平均贡献价值,即51.27元/t来计算,减少土壤有机质损失的经济价值为1.05×106元,以化肥价格2549元/t计算,每年减少土壤N,P,K经济损失价值为2.92×106元.(4)减少泥沙淤积喇叭沟门林区位于密云水库的上游,其水土流失可造成泥沙淤积水库而减少库容.对减少泥沙淤积的价值,采用影子工程法进行计算,即以全国土壤侵蚀流失量24%的平均水平淤积于水库湖泊计算.根据1988~1996年全国水库建设投资测算,以每年新增投资量除以每年新增库容量,得出每建设1m3库容需年投入成本0.67元(1990年不变价),则每年减少泥沙淤积经济价值为5.98×104元.这样,喇叭沟门林区每年由于森林防护减少土壤侵蚀的总经济价值为减少土地损失的价值与减少有机质损失的价值、减少N,P,K损失的价值、减少水库泥沙淤积损失的价值之和,即每年由于森林防护减少土壤侵蚀的总经济价值为4.05×106元.
3.2.5涵养水源
年涵养水源量用水量平衡法,即公式(5)计算:R=P-E(5)式中,R为年平均径流量(森林涵养水源量);P为年平均降水量;E为年平均蒸散量.喇叭沟门林区年平均降水量为500mm,多年平均径流深乘以有林地面积,即为森林涵养水源总量,由此推算出森林每年涵养水源量为2979.4万m3.森林涵养水源的价值,用年涵养水源总量(m3)乘以1m3水的价格计算.单位水价采用影子工程法计算,以每年新增投资量除以每年新增库容量(1988~1991年),计算出每建设1m3的库容需年投入成本0.67元(薛达元,1997),则涵养水源总价值为1996•2万元.
3.2.6净化环境
现代工业的发展,使大气中SO2,HF,Cl2,氮氧化物及其它有害气体含量增加.森林不仅可吸收这些气体,而且还具有降低光化学烟雾污染、净化放射性物质、过滤尘埃的作用.喇叭沟门林区,作为北京市北部的绿色屏障,对提高首都空气质量、保护市民健康具有重要意义.森林对环境的净化作用主要有两方面,即吸收有害气体和滞尘能力.
(1)吸收有害气体
有害气体主要由燃煤和汽车尾气等原因造成,其中以SO2含量最大,分布最广,且危害较重.植物可通过叶面气孔及枝干上的皮孔,吸收一定量的有害气体,使其在体内经生化反应后降解或累积.对有害气体的吸收能力随林分类型不同而异,阔叶林每年吸收SO2能力为88.65kg/hm2,柏类411.6kg/hm2,松林117.6kg/hm2,灌木林地为18.91kg/hm2.根据此数据可计算出喇叭沟门林区植被每年可吸收SO2的潜在能力为1634.5t.吸收SO2的经济价值计算,按照削减SO2的投资额为500万元/t,运行费为100元/t,即每削减1tSO2投资成本为600元的数值计算.则喇叭沟门林区植被每年可吸收SO2的潜在经济价值为98.1万元
(2)削减粉尘
植物叶片表面凹凸不平,且生长着附属物或能分泌粘液,可吸附空气中的尘埃,针叶林年滞尘能力为33.2t/hm2,阔叶林年滞尘能力为为10.11t/hm2;削减粉尘成本为170元/t.喇叭沟门林区植被每年滞尘能力为1.95×105t,削除粉尘的间接经济价值为3315.0万元.
4结论
(1)喇叭沟门林区森林系统生物多样性当年所产生的直接使用价值为木材蓄积年增长价值、果品及其它林副产品价值、畜牧养殖价值和旅游价值之和,即845.67万元,其间接使用价值为24918万元,远远高于其直接使用价值,即生物多样性所产生的生态功能价值远远超出其产生的实物价值,体现了喇叭沟门林区森林系统生物多样性生态功能与北京市民生活密切相关,保护好该区生物多样性尤为重要.
(2)喇叭沟门林区森林植被系统可吸收CO238万t/a,释放O228.4万t/a,减少土壤侵蚀48.4万t/a,理论上可吸收SO21634.5t/a.
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关键词：水土流失；水土保持；水土问题；解析问题
引言
我国的水土流失现象十分严重，在现有的土地中，无论是城市农村，还是山区丘陵，都有不同程度的水土流失。造成水土流失现象的主要原因有风力侵蚀，水力侵蚀，以及混合侵蚀等。水土流失所呈现的规律是覆盖面积比较广，流失量大。水土流失不仅对环境造成了极大的影响，由此带来的自然灾害危及了人们的生命财产安全，对我国的经济发展有极大的影响。
1 水土保持的概念
1.1 水土保持的含义
严格意义上来讲，水土保持并没有一个严格意义上的定义，随着科技的不断创新与发展，各个学科的相互渗透，相互吸收，使其水土保持所涉及的内容不单单是单纯意义上的水资源管理，更是结合了水土资源，绿化环境，土地利用，生物措施等其他相关的学科内容知识，更加系统全面的进行了分析与总结。它是一项综合性的建设工程，主要目的是以水土保持为主，通过一系列的技术手段以及技术支持，进行资源环境的改善。
1.2 水土流失和土壤侵蚀
水土流失和水土保持是两个相对的概念，虽然未在国际经典辞书上找到专门简明释意条目，但根据一些国际学术专著，它们的意义也是比较明确的：是指土壤侵蚀（包括水、风、重力、人为活动等营力）造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。土壤侵蚀是国际通用的土壤学学术用语，国际上有代表性的学术专著和机构对此定义大致相同，即水、风、重力等作用下土壤的流失。
1.3 水土保持的作用
水土保持的综合治理对生态环境的作用和影响是不可估量的。水土保持综合治理能有效改善治理区的生态环境，降低土壤侵蚀模数，增加林草覆盖率，提高空气质量，还能有效拦蓄降水，拦截泥沙入河。同时，对于缓解山丘区，农村人、畜饮水困难，减少洪涝灾害和抵御旱灾都有着积极的作用，并且能为治理区域的农、林、牧业创造良好条件，为增加群众收入。
1.4 水土流失与水土流失
防治水土流失涉及了防治土地荒漠化、防旱保水等内容，维护和提高土地生产力涉及了植物侵蚀、化学侵蚀、慎重考虑工程措施等内容，绿化美化环境则涉及了植树造林、慎重使用复垦措施等内容。总之，水土保持已不是最初的水土流失防治，即采取措施简简单单地把水土资源固定在某一个区域。
2 水土保持问题根源的解析
随着人们认识的发展，土壤侵蚀与水土保持学的概念在不断完善、深化，水土保持学正在逐步演变成一个综合学科。我们要逐步改变把水土保持单纯地理解为水土保护，而没有意识到水土保护的根本目的。保持含义不仅限于保护，而是保护、改良与合理利用。因此，在方案设计的时候，仅着眼于防治土体的损失，进行机械地“固定”处理，夸大甚至是盲目使用工程措施，从字面上理解植物措施。
2.1 对绿化、美化环境认识肤浅
从某种意义上而言，绿化、美化环境可以从一定程度上缓解水资源的大量流失，尤其是在地区干旱的荒漠地带，更是起到了至关重要的作用，对此必须给予足够的重视。在城市发展建设的同时，必须将绿化、美化环境的方针政策落实其中，只有全面贯彻落实绿化、美化环境的重要性才能从根本上改变人们对绿化、美化环境的认识，真正的做到节约水资源的有效管理与维护。
2.2 仅从定义上理解，没有注意到事物的发展
随着经济的快速发展，为工农业的发展提供了良好的外部发展环境，但与此同时也要注意其相应的制约因素，尤其是针对农业发展而言，由于其水资源有限，各个地区的水资源分配不均，进而限制了农业经济的发展。预算统计显示，截止2050年，我国面临的水资源使用将严重阻碍社会经济的发展现状，并在一定程度上制约人们的生产生活活动，人口将面临严重缺水。就目前而言，很多研究学者认为，可以将入渗的水资源进行全面的利用与保护，这样将大大缓解其水资源紧张的发展局势，其实不然，这种想法只是暂缓了水资源的紧张使用，并不能作为长期的发展战略。水资源保护及其利用必须从根源上加以解决，从方方面面加以控制，改善。只有这样才能更好的促进生态事物的发展，合理利用水资源，建立完善的水循环管理体系，加强水资源可持续发展战略的落实与实施，真正意义上促进其经济建设的发展。
3 水土保持功能的法律概念
3.1 水土保持功能的定义
水土保持功能指陆地表面的各个种类生态系统所发挥或蕴藏的有利于维护和提高水土资源和土地生产力的作用。为避免了循环论证，这个定义没有用“水土保持设施”，而准确地采用了陆地表面的各种类生态系统。因为生态系统是一个适用任何范围或任一等级的一个很广泛的概念，它可以具体指一个池塘、一块农田、一片森林，也可以指最大的生态系统生物圈。这里土地生产力是一个衡量和判断水土保持功能是否降低的重要指标，不能用政治经济学上的生产力概念来理解，只能采用生态学上的生态系统的生产力的基本原理来理解。
3.2 水土保持功能的重要表现形式
森林和植被水源涵养作用，指森林和植被覆被地面，截持降水，调节和吸收地面径流，固持和改良土壤，保护和滞蓄下渗水分抑制蒸发，提高水分有效蒸腾等作用，其本质是森林对水资源的有益影响，因此在江河的水源区必须充分发挥森林水源涵养作用，做到“蓄水于山”和“蓄水于林”。因此，滥伐森林，毁坏植被、陡坡开荒等行为，从影响水源涵养作用意义上说，就是降低水土保持功能。
3.3 水土保持功能的重要指标
通常情况下，按总生产力从大到小进行排序是森林、农田、疏林和灌丛、草原、荒漠。在其他环境因子如光照、水分、温度等条件相同情况下，植物数量和分布越少，总生产力越低，也就是水土地生产力越低，说明水土保持功能降低。这也就从理论上论证了人为生产活动挖掘、破坏地表和倾倒土（石、渣）占压地表，破坏植被，从而降低水土保持功能的命题。水分是土壤的一个重要组成部分。它不仅影响土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，是构成土壤肥力的一个重要的因素，而且本身更是一切作（植）物赖以生存的基本条件。
4 结束语
我们一定要认清形势，利用水土保持改善生态环境，促进经济可持续发展，统筹规划，求真务实，做好水土保持工作，使我国早日呈现出河流清澈、山川秀美的大好景象。
参考文献
[1]王飞.人类活动对区域水土流失影响的定量评价[D].西安：西北农林科技大学，2004.
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关键词 遥感技术；水文水资源领域；研究
中图分类号TP7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）110-0227-02
现阶段我国科技水平不断的提高，随着科学技术的灵活发展，遥感技术也开始在各行各业落地生根，尤其是在水文水资源领域研究方法的应用获得了大量的关注。通过遥感技术的应用可得到科学准确的水文数据，有助于提高工作人员的工作质量与效率，减少成本，对研究水文水资源领域工作起到了重要作用。
1 遥感技术的概念
我国遥感技术的应用已有几十年的历史，遥感技术作为一种功能性强、复合型的探测技术，其主要的原理就是根据物体所呈现出的电磁波反射、辐射等特点，通过遥感感测将物体特点记录与收集，最后将电磁波信息处理为影像，为探测其它物体提供科学可靠的依据。遥感技术是从电磁波理论知识出发，在人们的日常生活中得到大量的运用，例如气象观察、资源局势探查等方面，由于遥感技术传播速度快并且能够保证信息的科学与完整，也可运用于地图测绘，且其应用范围拓展到航空、军事等领域。遥感技术应用在水文水资源领域当中，有利于节约人力、物力以及时间，提高了水文勘测工作质量与效率，缩短了实施周期，使作业工序变得简单。
2 遥感技术在水文水资源领域的应用与发展
2.1监测降水量
通过遥感技术的运用，将卫星与雷达结合在一起，输送和传递出遥感信息源，可了解到降水量的空间、分布等各项参数，有利于获得不同地区降雨量的具体数据。雷达主要是根据空气中降水粒子对电磁波产生的影响，从而实现对部分地区雨量的预测，特别是对于监测雨量较少的地区，除了监测其雨量站，还要运用雷达监测，便于得到准确的降雨量信息，雷达监测属于微波遥感的重要环节。卫星则是综合卫星信息与地面测量的情况，对大面积的雨量进行预报，由于雷达只能监测到降水粒子，一旦降水粒子出现密集的情况产生较厚的云层，雷达监测将无法给出正确的降水量数据，因此在这种情况下，就要通过雷达与卫星共同监测出准确的降水量数据，卫星估算的方法有综合法以及微波辐射法。现阶段运用最多的是航空飞机，通过飞机进入到云层深处开始探测，航空遥感是一种用于气象观察的辅助技术，主要监测云层以及周围小粒子的分布情况，然后将收集到的数据与资料传输到计算机系统当中进行处理与分析，从而会自动获得更多的云层数据，这些大量而又准确的数据为水文研究工作提供了便利，减少了研究成本与时间。
2.2监测蒸发量
蒸发量包括土壤、水面、植物等这三个方面的蒸发，蒸发量对水量、能量的平衡起到了关键作用，换句话说也就是蒸发量的多少将直接决定水量、能量的平衡。而监测蒸发量是通过物理的方式来转化质量和能量的关系，来得到准确的蒸发量数据。遥感技术的运用日趋广泛，监测蒸发量的方法也越来越多，运用卫星来收集数据的方法多种多样，计算方法有统计经验法、能量余项法、全遥感信息模型法。通过模型特点将模型分类，使其发挥出具体的作用，多层模型是通过将土壤划分为较多层，一层模型用在对地表、土壤、植被的区分，二层模型主要是对地表植被、地下土壤、地上热量这三者间的余热计算。在通过遥感技术监测蒸发量与探测地表特征数据相结合的形式下，研究出遥感日蒸散估算模型，这种计算模型的建立，可了解各种地表环境下的蒸散情况，为监测与计算蒸发量提供了有力的前提。
2.3监测径流量
由于径流量测量比较复杂，目前只有通过水文模型来获得遥感信息估算径流量，遥感技术是一种综合性的技术，可用于收集土壤、地表、植被、水体、蒸发量等数据，其收集信息具有便捷性、即时性、全面性、完整性等优点，遥感技术与水文模型的共同使用，就可以预测出径流量。遥感技术测量径流量是通过感测与其相关的元素，收集大量的数据建立水文模型来获得径流量的结果。
2.4地表和土壤水分的监测
地表对径流形成、地面能量与物质有着重要的影响作用，土壤水分包括地表水、地下水、地表能量这三个重要的参数。由于地表特征较为复杂，通过遥感技术识别与分类地物，对识别水体、提高土地利用率与覆盖率有着深远意义，水文变化最直接的表现为土地利用、土地覆被的变化，遥感技术在监测土地利用与覆被变化方面有着较大的优势，地表又被称为下垫面，地表特征当中的几个关键元素信息，例如植被、地表发射率、地面温度与反照率等，这些关键元素将影响地表能量与物质的平衡。土壤水分又被称为土壤湿度，是地表能量交换中的重要内容之一，也是地表水与地下水的中间元素，遥感监测土壤水分有光学遥感、微波遥感这两种研究方法。
2.5预防灾害，保持水土平衡
遥感技术在收集研究水文资源的同时，也可监测洪涝、旱情、积融雪、水质等情况，起到了一定的预防灾害作用。为保证水土不被流失，遥感技术作为研究水土工作中的重要手段，能够监测土壤侵蚀动态、水土流失情况。利用遥感技术监测土壤侵蚀是通过收集与其相关的元素信息，例如降雨量、植被、地形、土地、人为等因素，目前我国监测土壤侵蚀动态的方法有很多，如分类对比、逐像元比较以及分类与逐像两者结合的动态监测方法。水土流失定量研究法运用较多的是建立水土流失定量计算模型，通过收集的土壤流失信息建立方程式来计算和分析，从遥感影像上获得土壤侵蚀元素数据，提取模型计算因子用于监测水土流失状况。
3结论
综上所述，遥感技术在水文水资源领域的应用方法也越来越多，使研究水文水资源领域的方法得到了扩展。遥感技术对水文研究工作有着很大的帮助，节省了人力、物力、时间、成本，为研究水文资源提供了一定的便利条件，通过准确科学的水文信息，便于开展水文水资源的研究工作，对水文水资源领域的长期稳定发展起到了积极作用。
参考文献
[1]姜哲石.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析[J].才智，2011(34).
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关键词：喀斯特；石漠化；生态环境；研究进展
中图分类号：F062.2 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2013）12-0242-02
喀斯特环境是地理环境中一个独特的生态环境系统，它是处于一种碳物质能量循环变异极强烈和快速的状态，具有环境容量低、生物量小、群落被替代、生态环境系统变异敏感度高、空间转移能力强、稳定性差等一系列生态脆弱性特征，是承灾能力弱、灾害承受阈值弹性小的一种生态脆弱环境。目前我国西南地区石漠化土地面积达17万km2，占该区喀斯特面积的31%。石漠化不仅使土地生产力下降、地表植被覆盖率锐减、系统水源涵养能力削弱、地表水源枯竭，而且造成土地资源丧失、粮食减产，严重威胁当地群众的生产生活。该地区贫困县达173个，其中国家级特困县52个，占全国贫困县和特困县的一半，是我国南方的主要贫困地区。“喀斯特”成为我国生态恶化与经济贫困的代名词，因此对喀斯特石漠化问题的研究显得日益重要和紧迫。
一、石漠化概念的提出及演变
石漠化灾害的概念最早于20世纪80年代初提出，到90年代初部分科技工作者在水土保持特别是在砂页岩及红色岩系和石灰岩丘陵山地陡坡开垦引起的水土流失研究中，提出了“石化”、“石山荒漠化”、“石质荒漠化”等概念，并强调石山荒漠化是水土流失的一个突出特点。
袁道先采用石漠化概念来表征植被、土壤覆盖的喀斯特地区转变为岩石的喀斯特景观的过程，指出石漠化是中国南方亚热带喀斯特地区严峻的生态问题，导致喀斯特风化残积层土的迅速贫瘠化，热带和亚热带地区喀斯特生态系统的脆弱性是石漠化的形成基础，包括人口压力、土地利用规划和社会实践不合理、大气污染等人类活动触发了这一事件的所有过程。屠玉麟认为，石漠化是在喀斯特的自然背景下，受人类活动干扰破坏造成土壤严重侵蚀、基岩大面积、生产力下降的土地退化过程。王世杰认为，石漠化是指在亚热带脆弱的环境背景下，受人类不合理社会经济活动的干扰破坏所造成的土壤严重侵蚀，基岩大面积出露，土地生产力严重下降，地表出现类似荒漠景观的土地退化过程，它以脆弱的生态地质环境为基础，以强烈的人类活动为驱动力，以土地生产力退化为本质，以出现类似荒漠景观为标志。2007年国家发改委对石漠化的定义是：喀斯特（岩溶）石漠化指在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然背景下，受人为活动干扰，使地表植被遭受破坏，造成土壤严重侵蚀，基岩大面积，土地退化的极端表现形式。可见，石漠化是在喀斯特地区由于人为活动的干扰造成植被破坏，导致水土流失、基岩的一种土地退化。
二、喀斯特石漠化的研究动向
目前，国内学术界的石漠化研究主要在环境地质、地表过程及人地关系等方面，研究成果主要体现在喀斯特石漠化的形成背景、演化与治理，石漠化驱动因子，岩性与石漠化土地的空间相关性，石漠化危险度评价，石漠化的防治与恢复重建技术等。
1.环境地质研究
学者们从环境地质学出发对喀斯特重要的环境地质、工程地质和地貌等进行了大量的基础研究，重点从大的时间尺度和地质背景上探讨石漠化的形成机制。袁道先通过十年研究发现，世界上不同地质生态背景的岩溶区、岩溶系统与人类活动的相互作用极不相同，提出并实施“全球岩溶生态对比”研究计划，阐明岩溶生态系统的运行规律，为石漠化治理、重建良性生态系统探索新思路，从地理、地质角度研究喀斯特脆弱的生态环境问题提供了科学支撑（吴秀芹，2006）。张殿发等（2002）以贵州喀斯特山区为例探讨了土地石漠化的生态地质环境背景及其驱动机制。何师意等（2001）选择三个不同类型的岩溶生态系统，从植被发育状况、群落特征、水化学特征对系统的响应，表层岩溶带功能，系统生态效应及水文效应进行了对比研究。姚长宏等（2001）从岩溶地区植被演替规律出发，针对不同植被生态条件，通过对比不同表层岩溶泉的水化学特征和表层土壤空气CO2的含量，分析了植被在岩溶区的喀斯特效应。以上探索表明，喀斯特环境地质研究已逐渐从地下向地上转移，从研究无生命的地质过程走向将生命物质与无生命物质相结合。
2.地表过程研究
该研究以贵州、广西等科研团体为代表，主要研究石漠化的形成机制、演替过程，包括微观研究和宏观研究。微观研究主要从制约地球环境演化相互联系的物理、地球化学和生物学作用来研究喀斯特环境系统。中国科学院贵阳地球化学研究所利用放射性核素、稳定同位素和微量元素示踪等研究手段，结合实验模拟和计算机模式，系统研究地球化学敏感及生态脆弱地区的岩石、土壤的化学风化与沉积、高分辨地质环境记录、环境界面的生命元素的地球化学行为、环境微量物质的人体健康和生态效应、化学元素的生物地球化学循环及水文地球化学循环。揭示喀斯特地区在数十年至数万年间的演化规律及碳酸盐岩生态脆弱地区的环境质量变化趋势（白占国等，2002）。宏观研究主要着眼于喀斯特生态系统脆弱性和人类活动对喀斯特环境的影响、退化及人类驱动机制等。杨汉奎等（1994）探索喀斯特环境质量变异，初步阐明喀斯特生境的垂直带谱特征。朱安国等（1994）以流域为单元建立了各项单因素及综合因素与产沙量要素间的关系式，对贵州山区水土流失影响因素筛选出其发生发展的数学模式，提出旱地垦殖率、人口密度、土壤类型与产沙模数成正比，其中以旱地垦殖率影响最大。胡宝清等（2002-2006）结合Rs与C-IS建立石漠化数据库等分析模型，进行石漠化程度评价、灾害风险评估，利用GIS制图、遥感图谱等研究了广西喀斯特石漠化现状、分布和发展趋势等的空间分布规律，指出石漠化是在诸多因素的共同作用下发生的，人类不合理的开发利用是其主因。熊康宁等（2002）对比分析了贵州省喀斯特山区、峡谷区与石漠化区的资源、环境与社会经济，多视角地揭示了喀斯特石漠化的生态一经济效应及贫困效应，提出石漠化防治的理论依据、技术支撑和保障体制。
此外，部分学者应用遥感和地面观测方法对研究区土地覆盖、植被覆盖、生物生产量、生物多样性和土壤理化性质等指标分析了喀斯特环境退化和自然恢复速率，得出喀斯特环境退化与自然恢复规律及其相应速率（杨胜天，2000）。蔡运龙等（1994-2006）对典型小流域土地利用/覆被变化时间序列和相应时段沉积物、土壤剖面的磁性矿物变化以及放射性同位素衰变推算侵蚀速率，认为地表物质状况是喀斯特地区决定土壤侵蚀速率和土壤侵蚀量的关键，而石漠化的阈值相对土壤侵蚀速率的阈值具有滞后性。
3.人地关系研究
蔡运龙等（2006）提出西南喀斯特地区生态环境脆弱，在人口增长和经济发展的压力下，让退化土地自然恢复的思路已不切实际，必须通过社会投入对退化土地进行生态重建，他们建立了环江县古周峰丛洼地生态重建示范区、肯福生态移民开发示范区、平果县果化峰丛洼地示范区，选择设计了峰丛洼地生态重建的两种模式，并在喀斯特常绿、落叶阔叶混交林人工诱导恢复技术、洼地避涝作物布局和栽培技术“林-草-畜-沼-果”复合生态系统技术体系及表层岩溶水资源开发利用技术等有所突破。目前，我国在喀斯特地区进行生态建设方面尚缺乏充分的科学依据和基础数据，迫切需要认识喀斯特这个特殊地域内土地生态系统的动态过程及其驱动力、退化土地的受损过程和受损机制，建立生态系统健康指标并用于诊断和预测其危急性，从而综合各种策略制定合乎自然生态规律并有益于人类的生态建设和管理措施，为这一脆弱生态系统的综合整治和可持续发展提供科学技术支持和指导。喀斯特地区的石漠化作为生态环境恶化的一种极端形式，早已为我国科研工作者和政府机构所重视，但环境地质和地貌领域的微观研究较多，而宏观层面的研究和人地关系研究相对薄弱，存在应用研究超前、基础研究落后等问题，土地利用/土地覆盖变化、石漠化过程与机理研究、石漠化人文影响因素的定量分析以及生态重建效应等方面的研究还需加强。
三、喀斯特生态系统探讨
喀斯特与大气圈、水圈、生物圈耦合构造了喀斯特自然生态环境，近30年来世界上许多国家都十分重视对喀斯特环境问题的研究，喀斯特环境问题已成为当代国际地学研究的热点之一。国外早期研究主要侧重地质成因、地貌特征、水文特征以及发育过程，继之结合社会、经济发展需要，对喀斯特水文地质、工程地质、地球物理勘探、喀斯特洞穴、喀斯特发育理论等做了大量研究。
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关键词：黄土高原；水土流失；城市内涝
中图分类号：TU986
文献标识码：A文章编号：16749944（2017）01007407
1引言
黄土高原多年来的水土流失和风沙问题，一直困扰着当今中国，这不仅是民生问题，更是关乎我国西部地区经济发展社会进步的重点问题。
1973年我国在陕西省延安市的安塞县建立了安塞水土保持综合试验站，是科技部国家重点野外台站和中国科学院生态系统研究网络终点站，为我国黄土高原地区生态保护问题提供了有效的实验支持和科学依据。多年来关于黄土高原水土保持和生态环境建设，我国做出了巨大努力，曾与多国合作共同开展研究。为有效防治黄土高原水土流失我国先后实施了一系列水土流失重点防治工程。
近年来，国家进一步加大财政投资，为黄土高原水土流失综合防治和生态状况提供了重要的支持。据《中国科学报》统计，截至2011年，黄河流域累计治理水土流失面积近23万km2，从20世纪90年代末黄河流域土地植被覆盖率低于10%增长到约30%。
众所周知，黄土高原是西北地区最为棘手、最难治理的区域，它的困难不仅是由于涉及面积区域之广，更在于气候自然条件的影响下其独特的地理特征，与我国其他地区有所差异。黄土高原地区的治理关乎整个西北地区的经济发展以至整个中国的经济发展。
2黄土高原区域地貌分析
黄土高原是世界上最大的黄土堆积区，也是世界上独一无二的自然地理区域，位于中国中部偏北。黄土高原地区的黄河流域西起日月山，东至太行山，南靠秦岭，北抵阴山，横跨山西省、山西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区与河南省等黄河中游七省的50个地（市），317个县，全区总面积约64.2万km2，其中水土流失45.4万km2。黄土高原平均每年输入黄河的泥沙量达16亿t，是我国甚至全世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。
2.1黄土高原成因与分类
2.1.1黄土高原区域位置
黄土高原具有特殊的自然生态特征。它是世界最大的黄土高原，在中国中部偏北，包括太行山以西、秦岭以北、青海日月山以东和长城以南的广大地区，面积约40万km2，海拔1000～1500 m。除少数石质山地外，高原上覆盖深厚的黄土层，黄土厚度在50～80 m之间，陇东、陕北厚达150 m，最厚的地方达200 m。由于历代战乱、盲目开荒放牧及乱砍滥伐导致高原的植被遭到严重的破坏，加之黄土的土质疏松，水土流失极为严重，形成“千沟万壑”的黄土地貌（图1）。
2.1.2黄土高原历史成因
新生代早期，全球性气候变暖，我国各地区包括黄土高原的早第三系地佣喑屎旎蚯澈焐，说明当时气候比较炎热。早黄土形成于不同的气候条件下，因而有不同的外观颜色。综合黄土高原黄土剖面颜色在垂向上的变化，自下而上大体可以分为4个主要颜色段：第一段，浅红黄色段；第二段，棕黄色段；第三段，灰黄色段；第四段，褐黄色段。黄土颜色自下而上由红黄―棕黄―灰黄―褐黄的变化。
更新世时期，干旱气候开始显著。到全新世，黄土高原则明显地旱少雨的气候所控制，北部向沙漠化方向演化。在整个第四纪时期内，黄土高原的古气候环境的主要变化时期是中更新世早期，中更新世晚期和晚更新世末期。
黄土高原环境的变迁，有其自然的因素，这与全球气候变化有关，但也有人的因素，如黄土高原森林的砍伐，草地的破坏，土地利用不合理造成的土壤侵蚀，导致高原自然环境恶化。文物工作者和地质科技人员曾经在宁夏回族自治区泾源县、彭阳县等地发现的古生物化石研究证实，约在6000万年前，黄土高原被水所覆盖，现在的山峰则是当时水中的孤岛。
在距今6000万年前，地壳发生剧烈断块式上升与下降，到了距今24万年前，六盘山、月亮山等发生剧烈的上升运动。此后，随着山区间歇式继续上升，广大的丘陵区均沉积了厚度不等的风成黄土，在盆地中心或山麓地带则有冲积砾岩和黏土，大量的黄土堆积，覆盖了山坡丘陵，形成了现代黄土高原的地形地貌。
2.1.3黄土高原分类
根据地貌的形成过程和特点，可分为以下几个部分。
（1）陇中高原。一称陇西高原，位于六盘山以西，是一个新生代的拗陷盆地，属盆地型高原，海拔1500～2000 m。地形破碎，多梁、峁、沟谷、垄板地形。
（2）陇东、陕北高原。包括六盘山以东，吕梁山以西，渭河北山以北，长城以南的地区。也是一个盆地型高原，海拔800～1200 m。经强烈侵蚀，除少数残留的黄土塬外，大部地区已成为破碎的梁峁丘陵。其间只有少数基岩低山突起在高原之上，状似孤岛。
（3）山西高原。包括五台山、恒山以南，伏牛山以北，太行山以西，吕梁山以东的地区。它由一系列褶皱断块山与陷落盆地组成。山地有吕梁、恒山、五台、中条及太行等山，盆地有大同、忻县、太原、临汾、运城等。除河谷平原外，大部地区海拔在1000～1500 m，石质山地构成高原的主体，黄土堆积仅限于盆地及山间谷地，分布范围约占全区面积的40%。
（4）渭河平原，一称关中平原。位于渭河北山与秦岭之间，西起宝鸡，东至潼关。
2.2黄土高原地形地貌
2.2.1陕北黄土高原自然地理概况
（1）地形地貌。黄土高原由黄土丘陵、黄土台塬和石质山组成，地面地形破碎，地形落差普遍，一旦遇上大雨或暴雨，黄土受坡度的影响特别容易坍塌，故不利于水土保持。
从地形上来看，黄土高原北方是我国内蒙古高原，东面是华北平原，西边是广大的西北内陆地区和青藏高原，黄土高原大面积地区黄土覆盖，境内形成了黄河中游重要的自西北向东南流向的黄河支流，主要有渭河、泾河、洛河、汾河。这些河流汇入到黄河，形成一些小平原，平原地带土壤肥沃，农业发达，特别是渭河平原和汾河谷地，是黄土高原人口最密集，农业最发达的地区。
（2）气候水文。黄土高原的位置位于我国东部沿海和西北内陆之间，处在我国来自太平洋的东南季风和暖湿气流向西北吹送的通道中，故气候带有明显的过渡性，为我国东南沿海温暖湿润的季风气候向西北内陆干旱气候过渡的半湿润、半干旱的温带大陆性气候。区内从东南向西北依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候、干旱气候。
（3）土壤植被。黄土是第四纪以来经过风的吹扬、搬运、堆积形成的，黄土疏松多孔，粉沙质，质地均一，垂直节理发育，因而易被冲刷，加之其所在的黄土高原地区降水在年内降水高度集中，多暴雨，特别容易造成严重的水土流失。广大的地面被长期冲刷形成众多的沟谷，沟谷切割地表形成黄土高原特有的黄土塬、黄土墚、黄土峁。这几种黄土地貌的共同特点是黄土层的边缘被流水强烈冲刷、切割，不同之处在于黄土塬顶部平坦、黄土墚顶部狭窄成长条，而黄土峁是孤立的黄土丘，根本原因在于它们处在不同的发展阶段。在黄土高原这种干燥、半干燥的气候条件下，这些粉尘相互之间的结合并不紧密，所以黄土具有多空隙、结构疏松的特点，并且垂直节理发育明显。
这样的黄土层比较透水，颗粒小又决定了黄土容易溶于水，黄土的这些特性，使黄土高原特别容易受流水的侵蚀作用。地表光秃，缺少植被的保护。植被具有良好的涵养水源，保持水土的作用。大面积的植被覆盖对防止水土流失，保持土壤肥力，调节气候具有重要的作用。而目前我国黄土高原森林覆盖率不足10%，远低于世界平均水平，高原绝大部分面积是支离破碎的黄土，风沙漫卷，暴雨来临泥沙俱下，加剧了水土流失。
（4）资源基础。黄土高原煤炭资源丰富，人类的修路、开矿等工程建设破坏地表。黄土高原人口众多，煤炭资源特别丰富，开发煤炭资源是当地经济发展的重要内容。但这些经济活动不可避免地破坏地表，甚至导致永久性的不可恢复。
2.2.2黄土高原人文地理概况
（1）人类活动。自秦汉以来黄土高原经历了三次滥伐滥垦。 第一次是秦汉时期的大规模“屯垦”和“移民实边”开垦。这次大“屯垦”使晋北陕北的森林遭到大规模破坏。
第二次是明王朝推行的大规模“屯垦”，使黄土高原北部的生态环境遭到空前浩劫。据考证，明初在黄土高原北部陕北（延安、绥德、榆林地区）和晋北大力推行“屯田”制，竟强行规定每位边防战士毁林开荒任务。从这里不难看出，明代推行“屯田”制对环境破坏之严重。
第三次大垦荒是清代，清代曾推行奖励垦荒制度，垦荒范畴自陕北、晋北而北移至内蒙古南部，黄土高原北部和鄂尔多斯高原数以百万亩计的草原被开垦为农田，使大面积的土地沙化，水土流失加剧。
并且黄土高原地区存在着显著的人地矛盾，人多地少，生a方式落后。黄土高原农垦历史悠久，人口众多，随着人口的不断增长，人多地少的矛盾日益突出，加剧了人类破坏性和毁灭性的开发。导致森林日益减少，土壤日渐贫瘠。
现在，黄土高原地区总人口1.08亿人，其中农业人口7333人，占总人口70%以上。据 2008 年统计，国民总产值1.85万亿元，农民人均纯收入3196元。人口密度为167人/km2，相当于全国平均水平的122.9%，人地矛盾更加突出。
（2）河流交通。黄土高原地区面积大于1000 km2的直接入黄支流有48条，其中水土流失严重、对干流影响较大的支流有洮河、湟水、庄浪河、祖历河、清水河、浑河、杨家川、偏关河、皇甫川、清水川、县川河、孤山川、朱家川、岚漪河、蔚汾河、窟野河、秃尾河、佳芦河、湫水河、三川河、屈产河、无定河、清涧河、昕水河、延河、汾川河、仕望川、汾河、泾河、北洛河、渭河、伊洛河32条支流，以及内蒙“十大孔兑”。
总的来说有的地方交通发展不错（如汾水谷地等），但是大部分地区交通不发达。西安、太原、宝鸡等地是铁路枢纽。
（3）民俗文化。黄土高原群山连绵，沟壑纵横，北有横山、北于山，西有子午岭，东南有黄龙山，形成一马蹄形。地势西北高，东南低。石器时期气候湿润，经考古发掘仰韶文化遗址内容十分丰富。相传少典族居住在陕甘交界处，与有乔氏互通婚姻，生下黄帝和炎帝。黄帝居姬水，为姬姓；炎帝居姜水，为姜姓。他们中许多部落顺着河流移动，发展到黄河中游，后来称华夏族。
以陕北黄土高原为例，陕西剪纸形式多样：一是单色剪纸，二是色纸拼贴剪纸，三是点彩剪纸，四是渗染剪纸，五是纸塑窗花，六是剪纸熏样。陕北以单色剪纸为主，造型简洁质朴、注重夸张变形，传承着古老的审美情趣和造型观念。在内容上多以动物花草为主。据说孔圣人教化天下，唯独遗漏了陕北，所以创造性极强，喜怒哀乐表现的淋漓痛快，极具个性。在陕北的靖边、安边、定边，人们称“三边剪纸”，剪纸变成了另一种风格，纤细入微，小巧玲珑，小中见大，刻画精到。打出的 “ 乐乐 ” 细如针尖，剪出的线细如发丝，剪纸粗犷，又不同江南的工巧、写实。据考证，三边原是边关重镇，朝廷常派南方将领在此地镇守，他们带着家眷在这里生活，也带来了水乡的民间文化，与当地古拙的民间艺术相结合，产生了独特的三边剪纸（图2）。
3黄土高原现状分析
3.1山体滑坡
黄土高原地区由于地质地貌条件复杂，山、塬、丘陵面积分布广泛，滑坡灾害较多。目前黄土高原水土流失面积约50万km2，其中土壤侵蚀模数大于5000 t/km2的严重土壤流失面积约14.5万km2，是当今世界上水土流失最为严重的地区之一。为了建设良好的生态环境，防止滑坡侵蚀发生，必须加强滑坡侵蚀的研究。
3.3.1滑坡形成原因
（1）大气降水、地表水、生产生活用水的入渗，河湖水倒灌，地下水等在山体内，增加了坡体重量，增加了下滑力。同时，浸泡软化易滑地层，使抗剪强度大幅度降低而产生滑动。
（2）工程活动可以破坏坡体。在坡体上由于建筑、倾倒、填方、筑堤等增加荷载引起边坡超载，增加荷载使坡脚压力增大，使斜坡支撑不了过大的质量而失去平衡，沿软弱面下滑。
（3）地震使斜坡承受的平衡应力发生改变，还会造成地表形变和裂隙增加，降低岩土的力学强度，触发滑坡的滑动和促进滑坡体的形成。
3.1.2滑坡预防措施
滑坡可造成严重的工程事故，因此，在工程建设中应采取积极措施加以预防。其防治原则是及早发现，预防为主；查明情况，对症下药；综合整治，有主有次；治早治小，贵在及时；力求根治，以防后患；因地制宜，就地取材；安全经济，正确施工。
3.2水土流失
《汉书・沟洫志》对黄河水沙有“河水重浊，号为一石水而六斗泥”的记述。黄河年均输沙量为16亿t。世界上年均输沙量超过1.0亿t的大河中，黄河的年输沙量及平均含沙量均位居首位。长期以来严重的水土流失所造成的沟壑纵横的特殊地貌以及黄土自身抗侵蚀性弱等特殊因素造成了黄土高原独特的水土流失格局，水土流失区多年平均侵蚀模数为4100 t/km2（图3）。
图3典型泥石流示意
3.2.1水土流失自然因素
黄土高原土壤侵蚀具有明显的区域分异特征，这种区域分异特征是自然因素和人为因素的综合反映。
（1）地质与地貌因素。黄土地貌类型主要有黄土塬、黄土梁、黄土峁和各类沟谷。在以黄土塬为主的地貌类型区，土壤侵蚀方式以沟蚀为主，沟蚀量可占小流域侵蚀总量80%以上。在以黄土梁峁为主的黄土丘陵区中，晋西、陕北等地坡面侵蚀和沟谷侵蚀都很严重，但沟谷地的产沙量仍占主要部分。陇中地区谷间地面积较大，坡度较小，坡长较大，土壤侵蚀方式以坡面侵蚀为主。长城沿线和高原北部地区，间地、丈地、掌地、墒地等地貌类型分布广泛，它们目前正受沟谷溯源侵蚀影响，形成以坡间为主的独特现代侵蚀类型区。无定河上游及其以北的黄土丘陵区，地表有零星沙丘覆盖，沟谷中广泛出露中生代石砂岩和泥页岩，风蚀、水蚀和重力侵蚀很活跃。坡度陡峻是黄土高原地貌的又一重要特点。坡度的陡缓不仅决定土壤侵蚀的强弱，在临界坡度以下土壤侵蚀以面蚀和沟蚀为主，超过此坡度则重力侵蚀活跃，发生滑坡、滑坍、泻溜侵蚀。
（2）气候因素。黄土高原的年降水量变化为200～700 mm，具有由东南向西北递减的特点。黄土高原降水的季节变化很大，主要集中在夏季，其次是秋季。大部分地区5～9月份的降水量占年总量的70%以上，其中又以7、8月降水量最多，可占年总量一半左右。该地区暴雨历时普遍较短。暴雨多发生在6～8月份，空间分布有由东南向西北递减特点。这些特点对土壤侵蚀特征的时空变化产生了深刻影响。
（3）土壤因素。黄土高原地区分布最广的黄绵土，它常与黑垆土呈复式区分布。黄绵土是该区最主要的耕作土。黄绵土的形成过程一方面是黄土耕种熟化过程；另一方面又是侵蚀为主的地质地貌过程。目前除了少数地势平坦、侵蚀微弱的地点外，黄土高原绝大部分地区的土壤都属于侵蚀性黄绵土。
（4）植被因素。黄土高原的植被种类较多，现有的森林主要分布在高原东南和岩石或土石山区，大面积的黄土地丘陵区和黄土塬区仅在村镇附近有零星的树木，非耕地上只有稀疏草灌。子午岭是黄土高原上黄土覆盖区森林植被保存较好的唯一地区，近几十年来同样遭到严重破坏。全区森林植被如此匮乏，土壤侵蚀剧烈发展就是不可避免的了。除森林植被外，该区的草灌覆盖度不高，天然草场的覆盖度只有25%～65%，其中，山区草地的覆盖率较高，黄土丘陵和黄土塬区较低。由于过度放牧和滥垦、滥伐、滥挖（挖药材）等影响，大部分草场都向沙漠化方向发展。
3.2.2人为因素
长期以来，黄土高原的人为破坏方式主要有3种：一是陡坡耕垦；二是滥砍、滥伐、滥樵和滥牧；三是乱挖、乱堆、乱放。其结果是破坏植被，破坏土体结构和破坏原有地貌形态。
（1）陡坡开垦。黄土高原地区的人口迅速增加，人口增长必然导致天然林、次生林的破坏和耕地的扩大。尤其是陡坡地的不断开垦也迅速加剧了该区的水土流失。
（2）矿产资源开发利用。矿产资源开发对振兴国民经济具有重大意义，但对生态环境特别是土壤侵蚀和河流泥沙将带来深刻影响。黄河中游大型煤田，地处多沙粗沙产区，又多处于暴雨中心地带，水土流失本来就非常严重，而煤炭的大规模开采，铲除地表原有的稀疏植被，占用破坏土地，移动大量岩石土体，造成地表土层松动，地下砂岩性物质堆积地表，这些新翻动的岩土，在风雨作用下极易风化成碎屑，并伴以滑坡、崩坍等重力侵蚀，必将加剧水土流失。
（3）开发项目建设。随着区域工业化发展，人类活动强度增大，人为践踏、施工建设等，再加之人们的环境保护意识薄弱及管理混乱，使地表植被覆盖率下降，土壤抗蚀能力减弱以及弃土弃石乱堆乱放，可动沙源增加，所有这些都加剧水土流失。
在道路建O的施工期间，路基填挖方、取弃土、软土路基处理和桥梁建设等是公路建设的关键工程。铁路、公路建设可能损坏原有的水土保持设施，破坏当地生态环境而加剧地区水土流失；开挖坡度大或地质构造不良地段后，开挖面或填方处边坡，在雨水冲刷下易产生崩塌、滑坡而造成水土流失；施工不当或使用大量炸药爆破，造成地层松动，埋下隐患；以及施工过程中大量土、石随意堆放，在暴雨冲蚀下也极易产生水土流失。开发建设项目严重水土流失造成大量泥沙淤积河床水库，降低了水利设施寿命和防洪效率，加剧洪涝灾害。特别是近数十年来由于不合理的人类生产活动造成的水旱灾害、滑坡、崩塌、泥石流等，给国家经济和人民生活造成了严重的危害。
在人行步道和庭园中更应该增加透水铺面的设计，这样没有高载要求的基面我们可以更加注重美观性，利用许多石块、卵石、木头和许多绿色景观相结合，不但具有良好的透水效果，更有优美的庭院意境。
（3）透水管路。在城市中我们往往没有办法单纯利用绿化和透水路面来供雨水入渗，此时就需要人工设施来加速降水渗透地表以下，目前常用的设施可分为两种：①水平式“渗透排水管”；将基地降水集中与渗透排水管中后，再慢慢往土壤内入渗至地表中，达到辅助入渗的效果。透水管的材料大多是蜂巢管、网式渗透管、尼龙纱管、不织布透水管等等，利用毛细现象将土壤中的水引导入管后，再缓缓排出。②垂直式“渗透阴井”。它是垂直式辅助入渗设施，不仅有较佳的储存渗透效果，也可作为“渗透排水管”之间的连接节点，可阻拦排水过程中产生的污泥杂物，定期清除来保持排水通畅。
5.2.2城市水循环间接措施
（1）雨水花园。雨水花园也可称之为景观渗透水池，它兼具庭院景观效果和储集渗透两个优点的措施。做法通常是将水池分为高低水位两部分，低水位部分底层用不透水材料砌成，高水位四周可以用自然渗透土壤设计来做，下暴雨时可暂时储存高低水位间的雨水，然后让雨水慢慢渗透回土壤，水岸四周通常种满水生植物作为庭院景观一部分。当然，这些植物的选择也是有规律可寻，我们可以选择如美人蕉、香蒲等植物，不仅具有很好的景观效果，也同时具有净化水质的作用，这样就能够使雨水花园起到更加重要的作用，并很好地将他们应用在净水和水的再循环利用中（图5）。
图5雨水花园做法结构
5.3海绵城市建设
建设海绵城市，首先要了解海绵城市的特点和建设方法。海绵城市主要解决保障水体和水质的循环和合理应用。传统市政模式认为，雨水排的越多、越快、越通畅越好，而这样的传统“快排式”模式并没有考虑到水的循环利用。海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针，较之与传统模式有以下4个优点： 排水防涝洪能力建设； 径流污染控制；水资源合理利用；生态水景景观营造。
5.3.1海绵城市建设的必要性
海绵城市的建设，不仅是为了响应国家号召，更是根据城市现状提出的可行性方案。建设海绵城市，可以大大降低城市内涝积水的问题，也改变以往城市“快排式”的水处理方式，增加水的利用循环，保障了水资源的节约与生态平衡。因此，建设海绵城市是非常有必要的，它有利于改善城市生活环境，增加水循环率，更加有效地减缓城市内涝。
5.3.2海绵城市建设的可行性
我国城市发展速度较快且人口密集，而对于土地的开发也有些过度，“城市的规模像摊大饼一样的发展”对于自然的破坏强度也更大，因此修复就更难，代价更大。建设海绵城市首先要避免几个误区，如“只重视地下不重视地上”、“只重视灰色不重视绿色”或“只重视绿色不重视灰色”。海绵城市建设首先应做好全局战略规划，应从法律体系、财税政策、管理机制、技术与产业体系、人才培养、公众参与等环节综合考虑实施。
6结语
构建海绵城市的经济效益不可小觑。海绵城市建设注重对天然水系的保护利用，大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合，“净增成本”比较低，还能大幅减少水环境污染治理费用，降低城市内涝造成的巨~损失。相对新城区，老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题。但相比建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案，多添置一些“海绵体”反而更具可行性。
而针对黄土高原地区水资源问题可以应用海绵城市概念及技术，将该地区水资源合理利用起来，并保持和谐生态环境。可以根据以往建设城市方案进行改进和借鉴，建设独具特色的“海绵”黄土高原。
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篇8
[关键词]：地理信息系统；水土保持；空间数据库
[Abstract]:The geography information system (GIS) is the analysisand the processing magnanimous geography data general technology.Itdiscussed the geography system research main content, and beforeopposition geography information system essential technical measure in conservation of water and soil plan system application, specificallyhad to sum goal in view of conservation of water and soil management,analyzed one based on the relational database model conservation ofwater and soil plan information system in the GIS application basicfunction.
[keywords]:Geography information system;Conservation of waterand soil;Spatial database
中图分类号：S157.9文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）02-0020-02
1前言 地理信息系统（Geoqrphic Information System, 简称GIS）管理空间信息和数据库属性数据，广泛应用于国防建设、城市规划、资源管理、环境监测等领域；目前国产GIS软件种类很多（如： MAPGIS、VTEWGIS）在许多领域得到广泛应用与推广，极大激励了GIS技术的发展，被列入各国高科技重点攻关项目，已成为各领域数字信息化建设首选的高科技软件。
2 GIS技术的概述及其研究内容
2.1 GIS的概念
GIS是一门多学科综合的边缘学科，其核心是计算机科学，基本技术是数据库，地图可视化及空间分析，而GIS是计算机科学，地理系统测量学、地图学、空间学、信息科学等多门学科综合的技术。
GIS狭义的概念可以理解为：1基于数据库的定义：GIS的数据库系统有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询；2基于功能的定义：GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统；3基于应用的定义：由于GIS应用领域的不同， GIS可分为土地信息系统、水土保持规划信息系统、空间决策支持系统等。
2.2 GIS研究的内容
GIS是一种决策支持系统,它与其他信息系统的主要区别是其存储和处理的信息是经过地理编码的,地理位置及与位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。一个完整的地理信息系统主要由计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据(或空间数据) 、系统操作人员4 个部分组成。
2.2.1 输入系统：地理数据如何有效地输入到GIS中是一项琐碎、费时、代价昂贵的工作，大多数的地理数据是从低质地图输入GIS。扫描输入则面临另一个问题，扫描得到的栅格数据如何变换成GIS数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式，一般采用交互式的地图识别是矢量化方法的一种较为现实的理想输入方法，而全自动的智能地图识别方法采用较少。
2.2.2 存储系统：GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据两类，如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GIS的基本问题。大多数的GIS系统中采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分成若干层，整张地图是所有层叠加的结果，可同时高效地处理上万幅的海量地图库。在与用户的交换过程中只处理涉及到的层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求做出快速反应和处理。
2.2.3 地理数据的操作：GIS对图形数据(点、线、面)和属性数据的增加、删除、修改等基本操作中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段，GIS并使图形数据与属性数据紧密结合在一起，形成对地物的描述。
2.2.4 空间分析： GIS的空间分析分为矢量数据空间分析和栅格数据空间分析两类：矢量数据空间分析通常包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，网络分析，面运算，目标集统计分析；栅格数据空间分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析。
2.2.5 输出：数据分析的结果以合适的形式输出是GIS问题求解方程过程的最后一道工序，输出形式通常有在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出。
3 地理信息系统模块在水土保持中的应用分析
在水土保持领域,有铁路工程水土流失监测与管理、黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀产沙的地貌分带研究、土壤侵蚀与土地利用关系研究、区域水土流失快速定量评价、岩溶地区水土流失遥感定量监测研究、土壤侵蚀与其背景的空间分析,建立了小流域水土保持规划信息系统、区域水土流失评价模型、土壤侵蚀背景数据库、水土流失遥感定量模型、水土保持土壤侵蚀信息系统。
3.1 水土保持规划系统平台设计
传统GIS开发平台均采用专门设计的开发语言。例如，Arc/Info采用AML或C++语言，加上庞大的函数、命令库，使得开发技术人员掌握难度较大，递延了应用产品的开发周期。
3.2 水土保持规划系统与GIS组件设计理论
对于GPS应用，除了需要地图显示、信息查询等一般的GIS功能外，还需要特定的应用功能，如动态目标显示、目标锁定等。这些GPS行业性应用功能组件被封装起来后，开发者的工作就可简化为设置显示目标的图例以及调用、接受数据的方法等。
3.3 水土保持系统在GIS使用中的优点
将GIS的功能适当抽象，以组件形式提供开发者使用，会带来许多传统GIS工具无法比拟的优点。
3.3.1 GIS功能强大、系统处理速度快。
目前市场上开发使用的GIS组件都是基于128位系统平台的，采用InProc直接调用形式，所以无论是管理大数据的能力还是处理速度方面均不比传统GIS软件逊色。GIS组件完全能够提供拼接、裁剪、叠合、缓冲区等空间处理能力和丰富的空间查询与分析能力。
3.3.2 灵活方便、价格适宜。
组件化的GIS平台集中提供空间数据管理能力，并且能以灵活的方式与数据库系统连接这样，用户便能以较好的性能价格比获得或开发最优GIS应用系统。
3.4 水土保持规划系统中的GIS系统基本功能
建立水土保持规划信息系统的目标是高效地管理海量的多时态水土保持利用数据，实现对水土资源的科学管理，及时提供科学、详实、直观的数据，为水土保持工程的实施决策提供科学依据，实现水土保持生态资源总量动态平衡，最终达到区域水土保持可持续发展。
3.4.1 查询功能:水土保持规划系统采用关系数据库管理空间数据，空间数据与属性数据一体化，因此图形和属性之间相互查询比较方便。查询包括对图形和属性的双向查询、图形定位等查询功能。
3.4.2 统计分析功能:水土保持统计分析是水土保持规划信息系统的重要组成部分。通过水土保持统计了解土地数量结构、利用状况的区域分布特征。
3.4.3 变更编辑功能：水土保持规划系统变更是指水土保持利用状况发生的变化，即地类、面积发生的变化。系统提供各种图形和属性变更工具，图形变更能够直接输入精确坐标进行变更操作，图形变更时自动生成新实体编号（如图斑编号），避免重号的发生。
3.4.4 制图显示功能:制图显示功能包括常规的地图操作，如放大、缩小，地图图层控制管理等；创建默认水土保持规划(现状)利用图，创建各种专题图如单一值规划图、等级符号图、统计专题图等。利用等高线和高程点生成DEM和数字正射影像，并与水土保持利用图叠加显示，生成形象直观的水土保持土地利用图，可以很直观地看出地类在地形上的分布情况。
3.4.5 输出功能:根据用户具体要求可以输出多种形式的数据、报表、图表，按小流域或者区划可以输出一定比例的水土保持土地利用图、水土保持规划图、水土流失现状图等。
4GIS的应用前景
目前，GIS的研究和应用都处在一个高速发展的阶段。未来空间数据采集和GIS技术将会有新的更大的发展，由于GIS本身的特点，过去建立起来的城市GIS系统的实际效益在未来几年将会逐步显示出来，人们的认识会进一步提高，城市GIS的生命力将愈加旺盛，并将会发挥应有的、符合其特点的作用，GIS也将真正走向产业化和市场化。
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篇9
关键词：资源环境承载力；GIS；均方差决策法；永德县
中图分类号：F205；F301.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）03-0454-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.03.014
Assessment of Regional Carrying Capacity of Resources and Environment at Mountain County Area Based on GIS and Mean Square Difference Method
OU Tao1， ZHANG Shu-qing2， GAN Shu1， YANG Yan2， LIAO Shun-kuan2， MA Shi-lin2， XU Xu3
（1. Institute of Land and Resources Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming 650093， China；
2.Yunnan Institute of Land Resource Program and Design， Kunming 650216， China；3.Geophysical and Geochemical Prospecting Team of Yunnan Geology and Mineral Exploration and Development Bureau，Kunming 652100，China）
Abstract： Taking Yongde county of Yunnan province as study area， which is a typical poor mountainous area， the single factor carrying capacity of land resources， water resources， geological environment and ecological environment and so on in mountain area were analyzed based on the overall land use planning results and related resources and environment information. A comprehensive evaluation system was established based on the spatial correlation， the weight of bearing capacity was determined by the method of mean square deviation， and the comprehensive carrying capacity of regional resources and environment was calculated with the GIS spatial analysis technology. The results showed that， the comprehensive carrying capacity of Yongde county was 0.517 2 in 2013， and would be 0.509 8 in 2020 according to the land use overall planning results and population development， compared with the 2013， it was decline， but it would be still in the middle level of bearing capacity. In general， the carrying capacity of resources and environment of Yongde county was good， except Wumulong township， its carrying capacity of resources and environment was low level， and the situation was grim.
Key words： carrying capacity of resource and environment； GIS； mean square difference method； Yongde county
资源与环境是人类社会存在与发展的基础。随着人口增长和社会经济发展，人类与资源供应及环境的矛盾日益突出。对资源环境承载力的合理评估是避免发展中的资源环境问题，保证可持续发展的前提[1]。因此，科学合理评价区域资源环境承载力对于区域发展具有重要意义。
资源环境承载力指在维持人地关系协调可持续的前提下，一定区域内的资源环境条件对人类生产生活的功能适宜程度及规模保障程度[2]，它是一个反映经济社会总量的综合能力指标，需对区域内资源、环境以及人口进行分析，建立综合评价的指标体系。而科学的评价指标选取及指标权重确定对于科学客观评价区域资源环境承载力至关重要。现阶段国内外对资源环境承载力的研究多集中于城市、土地资源、水资源、水h境、大气环境、地质环境和生态环境等方面[3-9]，而贫困山区县域的资源环境承载力评价缺乏以单要素承载力评价结果的综合评价。
鉴于此，本研究以云南省永德县为例，基于GIS空间分析技术支持，以土地利用总体规划成果为基础，以行政区为评价单元，分别从土地资源、水资源、地质环境以及生态环境方面进行单要素承载力评价；并对单要素承载力评价的结果进行无量纲化处理，采用均方差决策分析法分别计算和预估了研究区2013年和2020年的综合承载力，通过数据对比分析各行政单元单要素及综合承载力，旨在为目前正在开展的土地利用总体规划调整及区域资源环境承载力评价体系构建提供参考。
1 研究区概况
永德县位于云南省临沧市西北部，介于东经99°05′-99°50′、北纬23°45′-24°27′之间。现辖3个镇、5个乡、2个民族乡，118个村委会、1 633个村民小组，2013年全县总人口为35.42万人。永德县为国家级贫困县，气候总体属南亚热带与北亚热带交汇的河谷季风气候。县内山多坝少，山地面积占95%，地质环境相对破碎，自然资源丰富，但开发利用能力不高。
2 评价方法与结果
2.1 数据收集
本研究所使用的数据包括土地利用及规划数据、统计数据、地形数据等。土地利用及规划数据主要为永德县2013年土地利用变更数据库、2020年土地利用总体规划数据库；统计数据主要来源于永德县统计年鉴和现有的资料收集和整理。
2.2 单要素评价分析
资源承载力必须与区域可承载的人口相结合。资源承载力是指在可以预见的时期内，利用本地的能源和其他资源以及智力、技术等，在保证与其社会文化准则相符的物质生活水平下能够持续供养的人口数量。资源承载力的研究主要集中于土地和水资源两个方面[10]，本研究从土地和水资源方面对资源承载力进行评价。利用永德县2013年末的现状数据和2020年的规划数据，与人口数据进行承载力评价，得出土地资源与人口现状的供需关系。
环境承载力是指在一定的时期和一定区域范围内，在维持区域环境系统结构不发生质的改变，区域环境功能不朝恶性方向转变的条件下，区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力[11]。永德县的地质环境和生态环境较为破碎，在未来一段时间内并不会有较大变化，故预测至2020年环境承载力与2013年保持不变。
2.2.1 土地资源承载力
1）耕地资源人口承载力。耕地资源人口承载力主要反映区域土地、粮食与人口的关系，利用耕地的面积计算粮食产量可预测区域可承载的人口数量，与现状人口数量进行比较，评价出区域的承载力。相应计算过程与公式：粮食产量=耕地面积×粮食播种面积比例×单产×复种指数，耕地可承载人口=粮食产量/人均需求量，耕地人口承载力=耕地可承载人口/人口规模。
根据永德县历年统计数据，2013年粮食单产为178.6 kg/667 m2，粮食播种面积为71.65%，复种指数为196.5%。相关研究表明，人均粮食370 kg是一个明显的界限，达到这个水平，就能够基本满足目前的食品消费需要，为确保粮食安全，须保障每年人均400 kg的粮食消费水平[12]。
利用2020年规划的耕地面积进行粮食产量的预测，考虑到技术的革新和社会的进步，粮食播种面积比例、单产和复种指数均有所提高，假设粮食播种面积比例增加到75%，单产增加到190.3 kg/667 m2，复种指数为200%，而人均需求量也相应增加到420 kg。其承载力结果如表1所示。
2）城镇生活空间。城镇建设用地空间根据建制镇的面积与人均用地标准来推算可承载人口，其计算方式为：建制镇可承载人口=建制镇面积/城镇建设用地标准，建制镇人口承载力=建制镇可承载人口/城镇人口。研究区只有德党、永康和小勐统3个建制镇，镇规划人均建设用地保持为90 m2。其承载力如表1所示。
3）农村生活空间。农村生活空间根据农村居民点面积和人均用地标准来推算可承载人口，其计算方式为：农村可承载人口=农村居民点面积/农村人均用地标准，农村居民点人口承载力=农村可承载人口/农村人口。农村居民点人口承载力评价涉及全县10个乡镇，农村居民点人均用地不应超过150 m2；其承载力如表1所示。
2.2.2 水资源承载力 本研究采用区域人均水资源量来衡量。国际公认的人均水资源标准为1 750 m3，依据永德县志水资源分区与分区人口计算人均水资源量，再计算出水资源承载力如表1所示。 计算方式为：人均水资源量=区域水资源量/区域总人口，水资源承载力=人均水资源量/国际人均用水标准。
2.2.3 地质环境承载力 通过对坡度和海拔的分级评价适宜人类开发的程度，海拔越高，越不适宜人类居住，土地开发利用率越低；地形坡度越大，土地开发利用难度越大，开发成本也相应提高，且过于陡峭的地形容易发生滑坡、泥石流等地质灾害。通过坡度和海拔的分级与面积比例计算出各乡镇的承载力等级。其中，坡度与海拔的计算公式为：坡度=∑（坡度等级值×面积比例）；海拔=∑（海拔等级值×面积比例）。
地质灾害易发性主要表现为地质灾害的发生频率和程度，通过地质灾害易发性的高低来确定区域的发展方向。根据永德县地质灾害与区划报告获取地质灾害易发分区，同样通过地质灾害易发性分区等级范围和面积比例计算出乡镇承载力等级。计算公式为：地质灾害易发性=∑（地质灾害易发性等级值×面积比例）。
结合永德县土地现状调查数据和地质灾害普查数据，采用3D分析的方法构建海拔和坡度的分级。结合研究区地质灾害易发性分区，将坡度、海拔和地质灾害易发性分为表2中的4个等级，并按面积比例计算到各个乡镇。
2.2.4 水土流失强度 研究区内的生态环境问题主要是水土流失，全县的水土流失面积为1 370.7 km2，占全县总面积的42.7%，其中，强度流失面积为127.8 km2，中度流失面积为579.1 km2，轻度流失面积为663.8 km2。水土流失强度较大主要是由于坡度较大，且雨季降水量较大时对地表的冲刷造成的。我国水土流失强度分类分级标准实际上是用土壤侵g强度分类分级标准来代替的[13]。研究区位于西南土石山区，是以水力侵蚀为主的类型区，其水力侵蚀强度分级如表3所示。
采用各级水力侵蚀强度等级范围的中间值计算出各乡镇的土壤侵蚀模数，其计算方式为：区域土壤侵蚀模数=∑（强度分级中值×面积比例），水土流失强度=区域土壤侵蚀模数/区域容许土壤流失量。
地区是否产生水土流失的标准是容许土壤流失量[14]。根据《土壤侵蚀分级分类标准》中西南土石山区的容许土壤流失量为500 t/（km2・年）[15]；土壤流失量在500 t/（km2・年）以下的为微度流失，不计入计算。按以上方法计算出水土流失强度如表4所示。
2.3 综合承载力计算方法
2.3.1 评价指标体系构建 资源环境承载力评价指标体系的构建需在资源方面和环境方面单要素评价的基础上，建立综合承载力的指标评价体系。根据永德县的实际情况，综合评价需选取土地资源和水资源、地质环境和生态环境进行资源环境的综合评价；土地资源分为耕地资源和城镇生活空间和农村生活空间，水资源采用人均水资源量进行计算，地质环境包含了高程、坡度和地质灾害易发性评价，生态环境以水土流失强度为评价指标。
各单因素承载力评价结果具有不同的量纲和量纲单位，为了消除不同指标量纲单位及数量级间的差异造成的影响，在进行综合评价之前，采用极差变换法对单要素承载力的结果进行标准化处理[16]。
2.3.2 指标权重确定 综合主观和客观赋权的优缺点，均方差方法具有计算简便、涵义明显等特点[17]。本研究采用均方差决策法确定各单要素指标的权重，该方法是反映随机变量离散程度最常用的指标。其计算步骤为：
1）求随机变量的均值。
E（Gi）=■■Zij
2）求得均方差。
？滓（Gi）=■
3）求得权系数。
Wj=■
式中，E（Gi）为Gi各指标的均值，？滓（Gi）为其均方差，Wj为第j项评价指标的权重，Zij表示无量纲化的第i个评价因素第j项指标的标准化值。
按照均方差决策法计算出单要素承载力的权重，结果如表5所示。
2.3.3 综合承载力计算结果 将各单因素承载力标准化后的评价结果与其权重相乘，并求和，即得到综合承载力的指数值。计算公式为；
Ei（W）=■（Zij×Wj）
式中，Ei（W）表示综合承载力的指数。
为了更明确地评价最终的国土资源环境综合承载力，参照相关研究资料，确定评价等级分值在0～1（表6），评价分值越高，表明资源环境承载力越大[18]。
以行政区为评价单元，利用标准化后的数据计算永德县各乡镇2013年及2020年资源环境综合承载力，结果如图1所示。2013年永德县综合承载力为0.517 2。依据土地利用总体规划成果和人口发展预测出2020年综合承载力为0.509 8，较2013年有所下降，但仍处于中级承载力水平。其中，承载力最高的乡镇为永康镇，最低的为乌木龙乡。按照分级标准，永德县内各个乡镇中并没有高级承载力的地区。其中，资源环境承载力较高的乡镇有小勐统镇和永康镇；资源环境承载力为中级的乡镇有德党镇、大雪山乡、崇岗乡；资源环境承载力较低的为勐板乡、亚练乡、班卡乡和大山乡；资源环境承载力低的是乌木龙乡。
3 结论
1）依据综合承载力的结果，综合承载力较高的2个乡镇小勐统镇和永康镇都是永德县最主要的粮食生产地区，在保护耕地的前提下还有较大的建设开发空间，小勐统镇由于在2013年有较大的农村人口转化为城镇人口，故城镇生活空间的承载形式较为严峻，故需要在调整完善中对建制镇和农村居民点之间进行结构调整。
2）处于资源环境承载力中级的德党镇、崇岗乡和大雪山乡3个乡镇中，德党镇作为永德县城所在地，需要更多的建设开发空间，通过土地利用总体规划后其综合承载能力有所提升；崇岗乡虽然资源承载力较好，但其水土流失和地质环境较为严重，要在注重生态保护的前提下进行建设开发；大雪山乡在保护好自然保护区的前提下，仍然具有较好的耕地人口承载力和建设开发空间。
3）处于资源环境承载力较低的勐板乡、亚练乡、班卡乡和大山乡中，勐扳乡和亚练乡的环境承载力较好，但资源承载力严峻，应控制人口规模，提高对自然资源的利用能力；班卡乡和大山乡资源环境承载情况相对严峻，班卡乡耕地资源丰富，但地质灾害易发性为全县最高，而大山乡水土流失最为严重，应注意保护生态环境，进行合理的开发建设。
4）处于资源环境承载力低级的只有乌木龙乡，其资源承载能力为全县最低，经过土地利用总体规划使得至2020年其综合承载力有所提升，但承载形势依然严峻。应控制人口规模，与全县其他地区加强交流和发展。
针对资源、环境和人口对区域进行资源环境承载力评价，本研究虽然对单要素和综合承载力进行了连续评价，但以乡镇作为评价单元并不能较好地反映空间地理位置上的承载力水平。通过2013与2020年的承载力对比，指出了各l镇的不足，可为土地利用总体规划的调整与完善提供相应的依据。
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篇10
【关键字】水土保持；效益监测；评价原则；指标
1 水土保持效益的概念
水土保持效益是指在一个治理区域内，通过采取综合性的水土保持措施，所产生的对当地居民及其生产、生活直接或间接获益提高部分的统称。按目前比较统一的认识，水土保持效益包括以下三个方面：
一是经济效益，指采取防治措施后所产出的可进入流通领域的产品，如坡耕地修梯田后比原坡耕地增产的粮食，栽果树后生产的果品比原坡耕地传统种植方式收益增加的部分，荒山荒坡营造水土保持林所增加的木材蓄积等。二是生态效益，指采取防治措施后使生态环境因子由劣到优的变化，如土壤抗旱力增强、昼夜温差变小、空气湿度增大、土壤侵蚀量减小、大风日数减少等。三是社会效益，即水土保持不仅使实施者或实施区收益，而且对实施者或实施区以外的社会区域及其成员都有益处，如防止交通中断、流域下游免遭洪水危害、减少水库淤积、增大土地的人口承载力、调整土地利用结构和农村经济结构、降低风沙旱灾等。水土保持这三大效益，生态效益是基础，经济效益是核心，社会效益是目的。
2 水土保持效益监测的内容与程序
2.1 水土保持效益监测的内容
2.1.1 土壤侵蚀因子监测：主要包括地貌、地面组成物质(土壤)、植被、气象、水文等自然因子以及不合理的人为活动因子的监测。
2.1.2 水土流失状况监测：主要包括水土流失类型、面积、分布、水土流失量和水土流失强度变化情况以及对下游和周边地区河湖库塘泥沙淤积以及洪涝、干旱、水污染等水土流失危害监测。
2.1.3 生态修复工程执行情况监测：主要包括生态修复区各种水土保持生态修复措施的类型、数量、规模、分布、实施进度及实施质量，主要是小型水利水保工程、小水电及沼气池等生态能源工程的安全稳定性，补植林草的成活率、保存率等。
2.2 水土保持效益监测的程序
水土保持生态修复效益监测与评价是一项复杂的系统工程，涉及多学科领域的知识原理、技术程序和方法复杂。
2.2.1 前期准备阶段：组建监测工作组，收集水土保持生态修复工程的有关要求，收集生态修复区自然条件与社会经济情况资料，以及有关地形图和规划文本图件资料等，通过资料的整理分析和初步踏勘调查，深入细致地了解和掌握修复区自然条件、社会经济情况，特别是生态修复工程的要求和所要达到的目标，在此基础上，研究制定详细的监测实施方案、工作计划和野外监测工作细则，制定有关监测登记表格。
2.2.2 监测实施阶段：依据制定的监测实施方案和野外监测工作细则，对项目区进行全面踏勘调查，通过踏勘调查，选定典型地块设立固定观测样方，对水土流失及生态修复的效益进行长期定位观测，并按照拟定的工作计划，开展面上的调查或遥感监测，及时掌握项目区水土流失及生态修复的效益情况，尽可能全面地收集第一手的监测数据资料。
3 水土保持效益的评价方法
3.1 评价指标
建立评价指标体系的原则
评价指标体系可依据区域特征和治理目标进行构造，其特征主要表现为：在时间上反映水土保持生态修复的速度和趋势，在空间上反映生态经济系统的整体布局和结构，在数量上反映治理的规模，在层次上反映流域系统的功能和水平。这样的指标体系就不只是单指标的延伸，而是兼有描述、评价、解释和决策等功能的有机体系。构造指标体系时应遵循下列原则：
指标的客观性：指标必须客观存在，符合区域实际情况，避免受人为影响严重的指标。
指标的主导性：不同区域和不同治理措施产生的效益是不相同的。在具体评价时，应选择主要的治理措施及其产生的效应进行评价。
指标的独立性：单个指标反映流域的某一侧面，指标之间应尽力不相互重叠，不存在运算或因果关系。
指标的可量化性：指标可以用数量表达，每一项具体数值同反映的效益内容相一致。
指标的可操作性：指标必需的资料容易取得、必需的计算方法容易操作；避免计算复杂、采集困难的指标。
指标的适应性：指标在用于评价流域治理效益时应有可比较性，不能受事物以外的因素影响。
指标体系的系统性：措施之间的联系，反映到效益指标之间也有着内在的联系。某一指标反映问题的一个侧面，相联系的指标体系就能反映流域系统整体。
3.2 评价指标的遴选
由于区域的广泛性和流域特征的多样性，评价内容和指标的数目会随参评流域分布范围的变化，其变化趋势一般是评价的范围愈大，指标愈向具有主导作用、更为普遍适应、客观和更易采集的指标集中。为了突出重点，又能避免以往指标选用中的面面俱到，本文按照指标或实际采用的量化指标含义相同与否，对所列参考文献选用的指标项目进行分析、归纳。
频数统计分析法是统计具有工作经验并对该领域有深人了解的学者所选指标的集中程度，因此，某指标频度大小反映了该指标表征研究对象该方面特征的大小，客观性、普遍适用性、主导性以及指标数据的易获得性的大小，也反映指标的科学性、客观性；由相互联系的具有较大频度的指标构成的指标体系就能够最大程度地综合反映对象的整体特征。为此，选择频度≥0.5即被选取频率超过一半的10个指标构成评价指标体系。该指标体系基本上反映了水土保持治理过程中改善生态环境、发展当地经济的生态经济系统建设的复合效果，旨在将计算评价的结果作为流域生态经济系统建设、调整生产布局、强化环境管理和合理开发利用土地的依据。该指标充分体现了生态――经济――社会这三方面的和谐统一。根据频数统计分析法，确定区域水土保持生态修复效益评价指标体系内容如下：
3.2.1 生态效益指标：治理程度、林草覆盖率、土壤侵蚀模数。
3.2.2 经济效益指标：劳动生产率、土地生产率、人均纯收入、粮食面积产潜力实现率。
3.2.3 社会效益指标：人均产粮、农产品商品率、劳动力利用率。
3.3 评价指标的算法
3.3.1 常规国标法：根据(GB/T15774―95)《水土保持综合治理――效益计算法》预测自规划措施实施后任一年的水土保持经济、生态、社会效益，并用静态、动态两种方法进行经济效益分析。
3.3.2 模糊评价法：模糊评价分为单因子和多因子评价，通过对不同指标取不同权重，根据模糊集理论，每个指标的评价构成一个模糊子集，全部指标的综合评价组成模糊集的映射，即模糊关系。
3.3.3 层次分析法：层次分析法可对多目标、多准则、多层次的复杂问题进行分析，通过建立层次分析模型构造判断矩阵、层次排序和诊断结果分析对效益进行评价。
应用此方法评价水土保持生态修复综合效益，是在其基本原理的基础上，针对不用流域的自然、经济、社会条件及修复措施，并根据研究时期内各项效益的实测、词查或计算结果的指标值，给出各自的评价得分值，然后参照评价等级划分标准，评价其修复水平的高低和系统建设的功能。
4 结束语
水土保持是多学科的综合性工程，农、林、水、环境等部门均不同程度地涉及，水土保持是一个涉及面宽、综合性强的系统工程，其效益充分表现在生态、经济和社会的各个领域，如何在效益评价中体现其综合性有待于进一步探讨。
参考文献
