长江上游水库消落带土壤侵蚀机理及其生态利用模式
批准号:
U2040207
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
258.0 万元
负责人:
贺秀斌
依托单位:
学科分类:
土壤侵蚀与土壤肥力
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺秀斌
中文摘要
水库消落带在稳定库岸、净化水质、美化景观、保育生物多样性和保障水库安全运行与河流健康等方面发挥关键作用;但特殊的水文节律导致其土壤侵蚀动力过程复杂,反季节长时间淹水环境导致其生态利用极为困难。本项目针对长江上游水库消落带土壤侵蚀剧烈、生态脆弱、生境胁迫等特点,选择干、支流不同类型土质消落带为研究对象,利用野外调查、遥感动态监测、核素示踪、磁性示踪、CT探测、野外定位观测与试验、室内模拟实验和模型评价等方法,阐明长江上游水库消落带特殊水文节律下土壤侵蚀时空分异规律和土壤-植被特征演变规律;揭示复合营力耦合作用下的消落带土壤侵蚀过程机理;采用“生物多样性-生态系统结构-过程与功能-服务”级联式概念框架,建立基于消落带生态利用的植物资源质量及生态价值评价方法;提出消落带生态利用对策与生态重建模式。研究结果可丰富和扩展水土保持科学基础理论,为长江上游水库消落带环境整治与生态利用提供科学依据。
英文摘要
The reservoir riparian zone provides key functions in bank stabilization, water quality purification, landscape aesthetic values, biodiversity conservation, and maintaining safely operation of reservoirs and health of river systems. But the specific hydrological regime leads to complicated mechanic processes of soil erosion, while anti-seasonal prolonged flooding makes it extremely difficult for eco-using of this landscape. With regards to intensive soil erosion, ecological fragility, and extreme habitat condition in the reservoir riparian zone on the upper Yangtze River, and by using field survey, remote-sensing dynamic monitoring, nuclide tracing, magnetic tracing, CT, on-site field observation and experiment, in-door simulation and modelling and targeting different types of soil riparian zone along the mainstream and tributaries, this study aims to: (1) reveal the spatial and temporal pattern of soil erosion under the specific hydrological regime in the reservoir riparian zone on the upper Yangtze River, and soil-vegetation evolution pattern; (2) illustrate the processes and underlying mechanisms of soil erosion driven by integration of multiple forces; (3) formulate an evaluation framework for plant resources and ecological values under the eco-using orientation by applying the “biodiversity-ecosystem structure-processes and functions-ecosystem services” conceptual framework; (4) suggest eco-using strategies and ecological reinforcement modes. Potential results could enrich and expand basic theory of soil conservation sciences and provide scientific guidelines for environmental improvement and eco-using of reservoir riparian zone on the upper Yangtze River.
水库消落带在稳定库岸、净化水质、美化景观、保育生物多样性和保障水库安全运行与河流健康等方面发挥关键作用,但特殊的水文节律导致其土壤侵蚀动力过程复杂,反季节淹水环境导致其生态利用与保育极为困难。本项目调查了长江上游水库消落带土壤、植被、气候、水文、水质等多源信息,实施了湿润、干热、干旱等典型类型区消落带野外科学考察和样方断面的动态观测,开展了冲刷、浸泡和水压渗透等模拟试验。分析了消落带土壤侵蚀特征、土壤侵蚀强度及危险度的时空分异规律,揭示了不同坡度下降雨径流、波浪、重力单营力及其交替耦合侵蚀过程与作用机理,建立了消落带土壤侵蚀评价方法。三峡消落带长期观测数据表明:近岸波浪力是水库消落带侵蚀的主要动力因子,波浪侵蚀占消落带侵蚀总量的75%;在水库消落带形成初期年剥蚀土层厚度最高达60mm,人工植被重建后基本无侵蚀发生。 .基于水文节律、库岸景观和生态服务功能等需求,筛选了不同类型区消落带适生植物,布设了消落带植被退化、自然恢复、人工植被场地的动态监测断面。分析了不同水文节律、淹水深度、土壤类型、地形和土壤侵蚀与泥沙淤积等因子对消落带植被的影响,揭示了消落带土壤−植被特征演变规律及其互动效应机制。长江上游水库土质消落带植被盖度均大于50%,并随着高程的增加,植被盖度、土壤SOC、TN含量呈递增趋势,而土壤TP含量呈减少趋势。.针对消落带特殊的复合生态系统,及其边缘性、过渡性和敏感脆弱性特征,采用“生物多样性−生态系统结构−过程与功能−服务”级联式概念框架, 提出了适合长江上游水库消落带的植物资源质量及生态价值评价方法。基于消落带土壤侵蚀规律与土壤−植物互动效应机制的认知,结合消落带生态服务功能的不同需求与治理方向,集成研发了消落带保土稳岸、拦沙截污的植被组配技术、简易工程与植被相结合的近自然修复技术,提出了消落带生态综合利用与保护对策、海拔分层生态治理技术模式和生态修复模式。
三峡消落带土壤结构变化与抗剪强度响应机理
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批准号:41771321
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2017
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负责人:贺秀斌
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依托单位:
三峡消落带干湿交替条件下土壤微结构变化特征
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批准号:41171222
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2011
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负责人:贺秀斌
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依托单位:
流域侵蚀产沙的沉积物Cs-137解译模型
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批准号:40671120
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2006
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负责人:贺秀斌
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依托单位:
国内基金
海外基金