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频道本月排行地形测针板在坡面土壤侵蚀研究中的应用--《中国水土保持》2006年01期
地形测针板在坡面土壤侵蚀研究中的应用
【摘要】：采用放水冲刷法,通过5.2、7.2 L/m in两个不同的放水流量,在4 m长坡面(坡度20°)和3 m长沟坡(坡度50°)组成的坡沟系统土槽上进行了冲刷试验,用地形测针板法和坡面侵蚀沟测量法对坡沟系统的侵蚀产沙状况进行了对比研究。结果表明:采用地形测针板法不仅能测量计算坡面的土壤侵蚀量,而且能与W indows Surfer结合给出坡面侵蚀前后的三维立体图,较为直观地反映了坡面各不同空间部位的侵蚀量大小,且测量精度较传统的侵蚀沟测量法提高6~7个百分点。地形测针板法操作简便、易于掌握,是一种可靠的研究坡面土壤侵蚀空间分布的有效方法。
【作者单位】：
【分类号】：S157.1【正文快照】：
在坡面土壤侵蚀研究中,摸清土壤侵蚀的空间变化对于科学地布设水土保持措施具有重要意义。目前,常用的测量坡面土壤侵蚀量的方法有传统测量法和先进仪器测量法两种:传统的测量方法主要有填土法、侵蚀沟体积量测法等[1,2];先进仪器测量法主要有稀土元素(REE)示踪法[3~5]、三维
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400-819-9993贵州省土壤侵蚀经济损失估值初步研究--《贵州师范大学》2001年硕士论文
贵州省土壤侵蚀经济损失估值初步研究
【摘要】：在不合理的人类活动影响下，贵州土壤侵蚀日益加剧，带来了一系列的生态恶果，直接或间接地造成了巨大的经济损失。本文利用环境经济学的基本原理和方法，针对贵州生态破坏的综合表现形式与后果——土壤侵蚀严重的现状，根据贵州省土壤侵蚀的有关资料，采用最新遥感数据，综合评估贵州省土壤侵蚀的货币化经济损失，并阐明一些过去尚未弄清的有关概念。
各种生态因素之间是相互关联的，土壤侵蚀造成的经济损失是多方面的，其表现具有复杂性。本文选择了土壤侵蚀造成的N素、P素、K素及土壤滞留、淤积等实物型损失作为土壤侵蚀经济损失的指标，从场内与场外两个方面估算出贵州土壤侵蚀经济损失的货币化结果，并把土壤侵蚀经济损失的货币值与经济建设的主要指标进行对比，形象而直观地表达了贵州省土壤侵蚀经济损失的程度，同时，根据估算结果，提出了相应的对策，为环境管理决策提供了宏观的科学依据。
【学位授予单位】：贵州师范大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2001【分类号】：S157.1
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安徽省农业生态系统经济损失估算与分析
内容提要：安徽省农业生态系统面临着人口、自然灾害、生态破坏和环境污染的压力。本文构建了农业生态系统经济损失的指标体系和评估模型，估算出安徽省2002年农业生态系统经济总损失达22.05亿元，相当于当年农业总产值的1.67％，这一比例低于北京市和江苏省的比例。安徽省农业生态破坏损失值在空间分布上表现为丘陵区最为严重。&&&&　　农业生态系统是典型的经济—自然—社会复合系统，其内部各亚系统之间以及其与外部环境之间都存在物质、能量和价值的交换（马世骏、王如松，1984）。研究表明，生态系统的价值远远大于实际产值（许信旺、吴新民，2005；陈仲新等，2000）。生态破坏和环境污染造成农业生态系统功能和结构的破坏，也必将导致农业生态系统价值的损失。我国部分省（区、市）已开展了水土流失经济损失的估算（杨志新等，2004；赵善伦等，2002；王舒曼、曲福田，2002）。杨志新等（2004）计算出北京市土壤侵蚀经济损失相当于当年农业总产值的10．35％；王舒曼等（2002）等对江苏省大气资源经济损失进行了估算，结果表明，损失值相当于其国民生产总值的2％～3％。另外，刘晨等（1998）提出了水体污染经济损失的估算模型。但是，从生态破坏和环境污染两个方面对农业生态系统经济损失的估算目前研究不足。农业生产依赖于自然资源和环境，运用生态经济学原理和笔者近年来在皖实验研究的模型，计算农业生态系统被破坏后的经济损失，对正确评价农业生产经济效益，有针对性地开展农业生态系统修复，实现农业可持续发展，都具有指导作用。&&&&　　一、安徽省农业生态系统面临的主要问题分析&&&&　　（一）人口日益增长给农业生态系统带来压力&&&&　　据统计，年，全省累计减少耕地174.2万公顷，人均耕地由1949年的0.183公顷，减少到1997年的0.07公顷，低于全国0.11公顷的平均水平，只相当于全国人均水平的67％，不到世界人均水平的22％。全省16个市中就有6个市的人均耕地面积低于联合国粮农组织确定的0.053公顷的警戒线。从水资源来看，安徽省淡水资源总量为675亿立方米（不包括过境水），人均水资源占有量为1120立方米，仅相当于全国人均水平的45％，不及世界人均水平的11％。淮北及江淮分水岭地区缺水严重，在平水年、中等干旱年和干旱年，全省分别缺水12亿立方米、63亿立方米和113亿立方米。&&&&　　（二）农业自然灾害频繁，生态环境趋于恶化&&&&　　安徽省地处中纬度位置，形成了气候上的过渡特征，冷暖气团活动频繁，天气多变，影响着降水的年际变化和季节分配，往往给安徽省带来水旱灾害，并出现暴雨、低温连阴雨、冰雹、霜冻、干热风等灾害性天气，对该省农业生产产生不利影响。丘陵山区的滑坡、泥石流等山地灾害也频繁发生，再加上过度砍伐、垦殖，造成严重的水土流失。全省水土流失面积为2．63万平方公里，占全省土地总面积的18.9％，是新中国建国初期的14倍，年均侵蚀量达2700万吨。严重的水土流失造成土地退化、生产力降低，乃至基岩裸露。同时，水土流失增加了河流、湖泊、水库的泥沙淤积，加剧了水旱灾害的频繁发生。&&&&　　随着安徽省工业化、城市化水平不断提高，环境问题正日趋严重，农业生态环境不断恶化。这主要表现在以下几个方面：一是农业生态环境受工业污染严重。以城市为中心的工业污染仍在发展，并向农村蔓延。1997年，全省县及县以上工业废水排放量为73346万吨，处理率仅为86.7％；非农业生活及其它排放污水69802万吨，大多未经处理直接排入江河湖库。淮河水系和巢湖水系除汛期外，水质常年在Ⅲ类以下，长江水质污染也逐年加重。许多工业固体废弃物任意堆放，大量侵占农业用地。1997年，工业废气排放量为3676亿立方米，比上年增加了1．7％，其中，SO2排放量为33.2万吨，比上年增加3.9％；全省酸雨出现频率为16.5％，铜陵、池州、芜湖、宁国等地酸雨危害较为严重。因此，农业生态环境受到破坏，农业水源、土壤、大气污染严重。二是农业自身发展不当造成农业生态环境破坏。化肥和农药的大量施用，导致农业非点源污染日趋严重。据统计，1997年，全省化肥施用量高达564.8公斤／公顷，2002年达639.24公斤／公顷，远远超过了发达国家为防止化肥污染而设置的225公斤／公顷的安全上限。农药使用量由1990年的7.2公斤／公顷上升到1997年的17．8公斤／公顷，增长了1．5倍，2002年仍达到17．57公斤／公顷。&&&&　　（三）农业生态破坏严重&&&&　　随着经济发展和人口增长，人们对资源的需求和消耗日益增大，人口、资源和环境之间的矛盾日益尖锐。由于片面追求经济效益最大化，在资源开发过程中忽视了生态保护，资源遭到不同程度的破坏，资源的生态功能减弱。生态破坏业已成为经济发展的限制因素。安徽省生态破坏主要表现在以下几个方面：①森林资源破坏。据统计，新中国初期安徽省森林覆盖率高达60％～70％，2002年，全省森林面积为317.1万公顷，森林覆盖率仅为27.95％。而且森林形态发生了很大变化，林相由原来的乔木、灌木、草本、地被等多层次的结构转变成以灌木、草本为主的简单结构，林木高度大幅度下降。森林面积锐减和结构简单的现状，加重了水土流失，使河流含沙量大增，河湖淤塞。据调查，1949年以来，水阳江、青弋江中下游河床普遍淤高1～1．5米，少数河段淤高达2～3米，新安江屯溪河段淤积2米左右。森林破坏造成森林土壤持水减少，涵养水分损失。②水资源破坏。由于水土流失加重，水库、塘坝、湖泊淤积，使蓄水量减少；河道淤塞，使通航里程缩短。围湖造田，不但使汛期湖泊调洪能力下降，也造成了渔业和其它产业损失，使复杂多样的生态循环单一化。③土地资源破坏。一是水土流失严重，造成大量的土壤有机成分流失。二是第二、第三产业占用耕地逐年增加，土壤次生潜育化严重。三是土地沙化现象在山区和淮北平原有加快之势，土地质量下降。④草场资源退化。皖南、皖草场资源主要分布在山地丘陵地区。分布零星，过度放牧，只放不养，造成草场退化。&&&&　　二、农业生态系统经济损失估算指标和方法&&&&　　（一）农业生态系统经济损失估算指标的选取&&&&　　农业生态系统是由农业自然资源和环境子系统与农业生产子系统所组成的复杂系统。生态破坏和环境污染给农业生态系统造成的经济损失主要涉及农业自然资源中的森林资源、水资源、土地资源、草场资源等，农业自然环境中的水环境、大气环境及土壤环境等，以及农业生产子系统中的种植业生产、畜牧业生产、林业生产和渔业生产等。农业生态系统受到生态破坏和环境污染造成的损失都具有发生的同源性和受损体的同一性。发生同源性是指生态破坏和环境污染对农业生态系统而言，都源自人类社会的生产和生活活动；受损体的同一性是指当生态破坏和环境污染发生后，受到损害的对象是同一受损体的集合。因此，在构建农业生态系统经济损失指标体系时，需要分别依据研究对象、损失类型、资源要素和受损体分层次划分指标，以保证指标的完备性。由于损失同时发生在某一区域某一时段内，故令M为某一区域内某一时段的总损失，M；（i＝1，2，3……）为各单项损失，并保证指标之间相互独立，损失转化为货币值的函数为P（M），P（M）＝Σ（Mi）。因此，笔者将农业生态系统经济损失的估算指标分为3级，其中，第一级指标2项，第二级指标8项，第三级指标21项。具体指标列于图1(略)。&&&&　　（二）计算方法和模型&&&&　　生态系统经济损失的计算方法仍处在探索过程中，但计算过程不可避免地会遇到生态破坏累积和年增量的处理问题，徐嵩龄（1997）提出了计算生态破坏损失的资源价值型和核算型计算方法。本文采用核算型计算方法，并将与农业生产相关的土地资源、森林资源、水资源及草地资源作为受损体，考察受损体破坏后对生产可能造成的影响。但是，本文在计算过程中未考虑生态系统破坏对生态系统本身的影响。因此，本文未计算诸如生物多样性减少的损失、二次损失等。农业生态系统经济损失分析的基本方法有替代市场价值法、影子工程法、市场价值法、调查评价法等。各种方法均采用如下通用模型来表示：M=f（C，E，D，P，B），其中，M为各破坏项目的经济损失值；C为计算公式中的单位换算系数；E为价格系数，例如拦沙费用、化肥价格等；D为破坏量，例如森林破坏面积、退化草场面积等；P、B为参变量，例如各类土地侵蚀模数，土壤N、P、K含量等。表1(略)列举了农业生态系统经济损失的计算公式。&&&&　　三、结果与分析&&&&　　（一）安徽省农业生态系统经济损失强度&&&&　　经计算，2002年，安徽省农业生态系统经济总损失达到了22亿元，相当于当年农业总产值的1．68％，其中，环境污染致农业生产损失为7．78亿元，生态破坏致农业生产损失达14．27亿元。环境污染致农业生产损失最严重的是作物生产损失，将近6亿元，占环境污染导致的总损失的77％；其次为畜牧业损失，达0.8亿元；渔业损失为0.49亿元。另外，环境污染造成物质损失也达0.49亿元。&&&&　　生态破坏损失按要素分布表现为水资源破坏导致的损失最多，达5．5亿元，占生态破坏导致的总损失的38．69％。森林资源和土地资源破坏损失排列其次，分别为3．87亿元、3．78亿元，占总损失的27.15％、26.52％。草场资源损失只占总损失的7.64％。&&&&　　从表2(略)、图2(略)可见，2002年，安徽省森林资源损失大于6000万元有六安、安庆、宣州、黄山，而阜阳、毫州、淮南最低；水资源损失以六安、安庆最高，以淮南最低；土地资源损失超过3000万元的有安庆、六安、宣城、阜阳等市，而铜陵、蚌埠最低；草场资源损失以安庆最高，以蚌埠、淮南、马鞍山、阜阳、毫州最低。笔者认为，造成以上现象的原因是：①自然地理状况（例如土地面积和类型、地质地貌以及气候水文等因素）控制了各地物质循环的方向和强度。例如，安庆、六安、宣城、黄山分别属大别山区和皖，水资源、土地资源和森林资源破坏损失均高于位于淮北平原的淮南、淮北、毫州。②人类活动加速自然侵蚀过程。例如，不合理的土地利用、过度砍伐森林，使宣州、安庆两市的土地资源和森林资源损失成为全省之最。从图2(略)四种类型损失值变化曲线看，波峰和波谷变化趋势基本一致，尤其是森林、水和土地资源的损失曲线走向一致，揭示了它们具有一定的相关性。这是生态系统要素之间相关性所导致的结果。&&&&　　（二）农业生态系统经济损失的地域差异&&&&　　安徽省生态系统经济损失受自然、社会、经济因素的影响，地区分布不均，地域差异明显。①丘陵、山区总经济损失高于平原区。分别属于大别山区和皖的五市（安庆、六安、黄山、池州、宣城）的农业生态系统经济损失占全省总损失的48％。其中，安庆、六安二市总经济损失位于全省前二位。属于黄淮平原的宿州、阜阳、淮北、淮南、蚌埠、毫州六市农业生态系统经济损失只占全省总损失的22％。就农业生态破坏损失而言，安徽省山区的损失占61.2％，皖北平原六市只占7.9％。而就环境污染损失而言，北方六市的损失占47％，土地面积却占全省土地面积的76％；其它地区的环境污染损失占53％，土地面积却占全省土地面积的24％。②南方人均生态破坏损失高于北方。以淮河为界，南方人均农业生态破坏损失高于北方，全省人均总损失为22.4元。淮河以北六市的人均生态破坏损失和单位面积损失低于全省平均水平，六市的人均损失为4.47元，其它市的人均损失高达36.23元。环境污染损失则表现出相反的情况。北方六市虽然人口基数大，但人均环境污染损失为13.1元，仍高于全省人均水平，是皖南、皖人均损失值9.25元的1.4倍。由此可见，皖南生态破坏损失强于皖北，皖北环境污染损失高于皖南。&&&&　　安徽省生态破坏损失受自然、社会、经济因素的影响，2002年，单位面积损失值地区差异明显（见表3(略)）。单位面积损失值小于每公顷40元的有蚌埠、阜阳、宿州、毫州等市，这些市均位于淮北平原地区，农业生态系统单一。而单位面积农业生态破坏损失值大于每公顷120元的六安、安庆、宣州、池州、马鞍山、芜湖等市均位于山地和丘陵地带，属生态脆弱带。位于皖南的黄山虽属山区，但黄山为国家级风景名胜区和古牛降国家自然保护区所在地，上世纪80年代以后就开始实施的封山育林、小流域综合治理等水土保持工程已发挥了显著的生态效益。多年来，黄山通过宣传教育、环境立法，人们的环保意识逐渐增强，保护生态环境已成为人们的自觉行为。黄山单位面积农业生态破坏损失值明显低于周边地区。&&&&　　生态破坏损失产值比是指某种资源破坏的损失值同与此相关产业当年产值的比值。经计算，安徽农业自然资源破坏总损失值（即生态破坏总损失值）相当于农林牧渔总产值的1.09％。森林资源损失产值比大于13％的池州、黄山、滁州均处在山地、丘陵或过渡带，这三市均有一定面积的国家森林公园，森林资源以保护为主，传统林业生产的产值不高。由表4(略)可见，各种资源的损失产值比以草地资源最小，为0．27％，以水资源最高，为5．59％；六安市水资源损失产值比居全省之首。这反映了渔业发展尚不够，水热因子是该省农业生产的潜在优势。笔者在对皖农业自然资源系统评价中曾得出过同样的结论。&&&&　　四、结论与讨论&&&&　　本文在分析安徽省农业生态系统所面临问题的基础上，运用生态经济学原理，对农业生态系统经济损失做了具体分析，将农业生态系统经济损失划分为农业生态破坏损失和环境污染致农业生产损失。2002年，安徽省农业生态系统经济损失达22．05亿元，其中，农业生态破坏损失为14．27万元，环境污染致农业生产损失为7．78亿元。总损失相当于当年农业总产值的1．67％，这一比例低于北京市、江苏省的比例。这除了与计算方法有一定差异有关外，也与模型参数选择不同有关。北京市、江苏省的劳动力价值、替代工程价格均高于安徽省，例如，按北京市拦截泥沙工程投资标准100元／立方米计算，仅泥沙流失损失一项就相当于当年农业产值的6．6％，这种计算方法显然不符合安徽省的实际。同时，这也说明安徽省农业生产还处在低层次发展阶段，农业生态环境状况优于发达地区。&&&&　　计算结果表明：安徽省农业生态系统经济损失的空间差异明显，丘陵地区及山区与平原过渡带是生态破坏最严重的区域，理应成为生态环境治理和生态修复的重点地区。皖北平原农业生态系统经济损失以环境污染致农业损失为主，皖南、皖以生态破坏损失为主，这一结论符合实际情况。位于皖北的淮河仍是需重点治理的全国性污染河流，而皖南、皖西是全省水土流失的重灾区。在各项生态破坏损失中，森林资源损失最多，而其它资源损失与森林资源的破坏都有千丝万缕的联系，因此，林业生态工程建设尤为迫切。单位面积农业生态破坏损失值是衡量资源自身遭到破坏程度的指标，可用于衡量资源的可持续性。损失产值比是衡量农业生态系统经济效益的指标。损失产值比越小，反映农业生产过程净效益越高；损失产值比越高，反映农业生产过程中资源所付出的代价越大。
（许信旺 作者单位：池州师范专科学校资源环境科学系）&&&&
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