科尔沁沙地荒漠化过程与生态恢复

第一篇 荒漠化防治概况与当代生态学发展

第一章 荒漠化及其防治概况

第一节 全球荒漠化研究

第二节 我国荒漠化现状及防治

第二章 荒漠化研究当代生态学发展

第一节 恢复生态学与荒漠化研究

第二节 景观生态学与荒漠化研究

第三节 生态水文学与荒漠化研究

第四节 生态系统管理与荒漠化防治

第二篇 科尔沁沙地荒漠化发生发展过程

第三章 科尔沁沙地的自然环境与退化原因

第一节 自然环境物征

第二节 荒漠化现状及发展态势

第三节 土地退化的原因及历史过程

第四节 干扰体系

第四章 科尔沁沙地荒漠化过程中的景观过程

第一节 研究区和研究方法

第二节 科尔沁沙地典型地区景观动态分析

第三节 科尔沁沙地典型地区景观动态与沙漠化的关系

第五章 科尔沁沙地植被发展生态过程

第一节 植被的历史变迁

第二节 植物退化的生态过程

第三节 植被自然发生与恢复过程

第四节 人工植被建设的方向与基本模式

第六章 科尔沁沙地水文特征及生态水文过程

第一节 区域水文概况

第二节 沙地植被主要分布类型与蒸散发

第三节 樟子松林冠截留与林内雨量

第四节 土壤水分与植物相互作用

第七章 科尔沁沙地土壤类型及其性质

第一节 半淋溶土

……

第三篇 科尔沁沙地生态恢复与综合整治

第八章 沙地植恢复与重建技术

第九章 沙区防护林体系的营造与效益

第十章 科尔沁沙地退化草地改良和管理

第十一章 盐碱地造与水田开发技术

第十二章 科尔沁沙地果树经济林及经济作物引种栽培

第十三章 科尔沁沙地生态经济模式与恢复对策

参考文献2100433B

《科尔沁沙地荒漠化过程与生态恢复》的内容包括了中国科学院沈阳应用生态研究所老一代科学家和年轻一代科技工作者近30年来在科尔沁沙地从事退化生态系统恢复与重建、沙地综合防护林体系营建、沙地人工植被恢复、退化草场改良、盐碱地改造与水田开发、沙地土壤类型与退体过程、沙地生态恢复对策与生态经济开发模式等方面的试验示范工作与研究成果，其中的许多研究成果与配套技术已经得到推广应用，并取得了较好的生态效益、社会效益和经济效益。

第一章 概论

第一节 研究意义

第二节 内容概要

一、荒漠绿洲地表能量传输与陆面过程模式研究

二、植物水分传输过程的研究

三、荒漠绿洲水分动态变化研究

四、不同水文情境下生态系统的响应

五、荒漠绿洲生态恢复技术

第三节 技术路线

第二章 荒漠绿洲生态系统特征

第一节 自然地理条件

一、气候

二、地质与地貌

三、水文水资源

四、植被与土壤

第二节 荒漠生态系统特征

一、天然绿洲生态系统

二、戈壁生态系统

三、沙漠生态系统

四、干旱中山丘陵生态系统

第三节 荒漠绿洲生态系统演变格局分析

一、生态系统类型的分布面积结构变化特征

二、荒漠绿洲生态系统类型的转移变化特征

第三章 荒漠绿洲地表热量传输特征

第一节 观测试验介绍

一、试验地及观测时段

二、试验仪器及观测项目

三、资料处理

第二节 荒漠绿洲小气候特征

一、太阳总辐射变化特征

二、绿洲风温湿变化特征

三、土壤温度日变化特征

四、绿洲与戈壁小气候特征对比分析

第三节 荒漠绿洲近地层湍流输送特征

一、近地面层湍流方差特征

二、地表动力学粗糙度

三、近地面层通量整体输送系数

四、湍流总动能及湍流强度特征

第四节 近地层热通量求解方法

一、近地层热通量求解方法

二、不同方法计算的近地层热通量结果比较

第五节 荒漠绿洲地表能量平衡特征

一、地面净辐射变化

二、柽柳林地表能量平衡

三、芦苇地地表能量平衡

四、绿洲与戈壁地表能量分布特征

五、绿洲土壤的热动态研究

第四章 荒漠绿洲陆面过程模式

第一节 陆面过程概述

一、陆面过程研究进展

二、陆面过程参数化研究进展

第二节 荒漠绿洲陆面过程模拟

一、模式介绍

二、陆面过程参数确定

三、柽柳林地陆面过程模拟

四、芦苇地陆面过程模拟

第三节 陆面过程对土壤水分的敏感性分析

一、柽柳林地下垫面敏感性分析

二、芦苇地下垫面敏感性分析

第五章 荒漠绿洲水分动态变化

第一节 地表水

一、荒漠绿洲区主要河道及支叉河道概况

二、地表水量平衡分析

第二节 土壤水动态模拟

一、荒漠绿洲土壤水分动态变化特征

二、荒漠绿洲土壤水分垂直分布与变化

三、荒漠绿洲土壤水分变化规律

四、荒漠绿洲土壤水分动态模拟

第三节 地下水均衡分析

一、均衡方程

二、均衡要素及参数的确定

三、地下水均衡计算结果

第四节 地下水运动模拟

一、地下水流系统概化

二、数学模型的建立

三、模型的校验与计算

四、地下水模型的生态预测

第六章 荒漠绿洲植物茎叶水分传输

第一节 植物茎叶水分传输概况

一、问题的提出

二、耗水研究的尺度

三、林木耗水研究的不足和未来趋势

第二节 胡杨叶片水分生理特性

一、胡杨叶片蒸腾时空变异特征

二、胡杨叶片光合特征

三、胡杨叶片水势及影响因子

四、胡杨叶片气孔导度特征

五、胡杨水分利用效率与气孔限制值的关系

第三节 胡杨树干液流特征及其对环境因子的响应

一、热脉冲技术在测定胡杨树干液流中的应用

二、胡杨树干液流的时空变异性研究

三、环境因子与胡杨树干液流的关系研究

第七章 荒漠绿洲典型植物根系吸水

第一节 植物根系吸水研究进展

一、植物根系研究方法

二、植物根系吸水模型研究进展

三、根系研究存在的问题及发展趋势

第二节 研究方法

一、试验方法

二、分形理论的应用

第三节 胡杨运输根系分布特征

一、运输根系分布频数

二、运输根系分维数

三、运输根系分布与土壤水分的关系

第四节 胡杨吸水根系分布特征

一、垂直方向一维根长密度分布

二、水平方向一维根长密度分布

三、二维根长密度分布

第五节 胡杨根系吸水模型

一、胡杨根系吸水模型的建立

二、胡杨根系吸水模型的验证

三、模拟结果

第八章 胡杨耗水的尺度转换

第一节 理论依据

第二节 尺度转换的途径和方法

一、基于生物学测定参数的尺度转换

二、基于生物学测定参数的一个简单比例的尺度转换

三、基于液流在胸径径阶分布的尺度转换

四、基于遥感影像的尺度转换

第三节 胡杨单株与林分水平耗水量的尺度转换

一、胸径与边材面积的关系模型

二、林分中边材面积的分布

三、林分耗水Ea的推算

第四节 胡杨林分尺度的耗水与蒸散发

一、胡杨林地蒸散

二、胡杨林地蒸散与环境因子的关系

第九章 荒漠绿洲水文过程与生态响应

第一节 地下水位变动对绿洲植被的影响

一、荒漠绿洲地下水位动态变化

二、地下水位变动对荒漠绿洲植被的影响

第二节 荒漠绿洲临界地下水位推求

一、临界地下水位数学公式的建立

二、临界地下水位的估算

第三节 植被生长与土壤水分、盐分的关系

一、植被生长与土壤水分的关系

二、植被生长与土壤盐分的关系

第四节 荒漠绿洲水分调控的生态响应

一、地表输水对荒漠绿洲水环境的影响

二、荒漠绿洲生态系统对输水的响应

三、植物群落与生态环境的耦合关系

第十章 荒漠绿洲生态恢复技术

第一节 荒漠绿洲水分稳定技术

一、技术原理

二、荒漠绿洲水分稳定技术

第二节 荒漠绿洲结构稳定技术

一、荒漠绿洲生态圈层与植物群落结构

二、维护稳定的措施

第三节 荒漠河岸林——胡杨复壮更新技术

一、荒漠河岸林——胡杨的习性

二、胡杨林更新复壮措施

第四节 荒漠绿洲边缘——梭梭造林补植技术

一、梭梭的生态习性

二、造林补植技术措施

三、戈壁梭梭造林效益

第五节 荒漠绿洲草地改良与生态经济型草库仑建设技术

一、荒漠绿洲草地功能

二、技术措施

第六节 荒漠绿洲的生态恢复与重建模式

一、绿洲生态恢复与重建模式

二、提高荒漠绿洲的水利用效益

参考文献

《荒漠绿洲水热过程与生态恢复技术》共分10章，重点介绍荒漠绿洲水热传输长期定位试验成果，确定了荒漠绿洲热量传输和水分传输的基本参数。通过对叶片、单株、林分和区域四个尺度蒸散耗水特性研究，明确了区域水平的需水量问题。采用胸径、边材作为空间纯量将单株水平的耗水进行尺度转换，探讨了地下水、根系吸水、树干液流和叶片蒸腾等垂直方向的水分传输过程，对荒漠绿洲生态系统水分传输机理进行了初步的研究。首次在额济纳荒漠绿洲建立了土壤—植被—大气模拟模型，形成了极端干旱区水热耦合的初步理论。对荒漠绿洲植被生长与生态环境耦合关系进行了试验研究，定量分析了地下水位变动对植物生长的影响，确定了荒漠绿洲不同区域决定植被状况的地下水位临界值，揭示了荒漠绿洲生态系统的演替规律。基于以上理论和通过试验示范，提出了荒漠绿洲水分稳定、荒漠绿洲结构稳定等技术，形成了荒漠绿洲生态恢复与重建模式。

《荒漠绿洲水热过程与生态恢复技术》可供水文水资源、生态水文、林学、资环等专业的科研人员，高等院校相关专业的师生以及生产、管理及决策部门的工作人员使用和参考。

矿山边坡生态恢复技术规程制定背景

随着中国对矿山边坡生态恢复要求的提升，裸露矿山边坡植被生态恢复是环境保护和生态文明建设的重要内容，有利于减少矿山地质灾害隐患，保护人民生命及财产安全，减少矿渣有害成分对水土的污染，走绿色矿业经济道路，同时还可以促进资源枯竭型城市转型发展。矿山边坡生态恢复实际工作中，由于没有规程的指导，往往不能正确选择边坡生态恢复技术，建造的坡面植被系统易退化，后期养护成本高。露天矿山闭坑后难以自然恢复开采前的原貌，需要人工生态修复技术干预，才能更好地践行“绿水青山就是金山银山”的理念。2021年湖南省约有859个废弃露天矿山（点）需要生态恢复，由此可见，矿山边坡生态恢复已经在湖南省形成新的产业，面对新型产业的出现，其顶层设计、施工与质量验收都需要规范统一的技术规程。鉴于此，制订了地方标准《矿山边坡生态恢复技术规程》（DB43/T 2057-2021）。

矿山边坡生态恢复技术规程编制进程

• 编制基础条件

自2005年，该标准项目组致力从岩石边坡植被恢复和硬质防护边坡生态防护工程设计施工一体化应用，在中国各省市完成多项实体案例工程，以技术研究带动项目落地实施，从项目实战经验优化工艺技术的进步，并在科技创新方面获得实质性的突破。

• 广泛调研，收集资料

2019年1至2月，该标准编制组到广东省相关科技创新上市企业进行技术交流学习及外业调研，通过资料收集、现场考察与座谈，就湖南省矿山边坡生态恢复常用生态防护施工技术工艺应用的适应范围及特点进行深入探索交流。通过学习调研、总结经验，收集到相关的技术资料，为该标准的编制奠定了良好的基础。

2019年3至6月，该标准编制组骨干主要对中国各省市高校、科研单位、技术单位进行外业调查及技术联谊交流，走访的企事业单位主要有浙江大学、绿岩生态、西施生态、湖南省林业科学院、蒙草生态、天泉草业等。

2019年7月，该标准编制组工作框架初步形成，主要对矿山边坡生态恢复技术适用条件表和矿山边坡生态恢复植物筛选的初步提出和筛选，为整个标准的编制奠定了骨骼基础。2019年8月，该标准编制组编制了该标准文件的初稿。

• 反复修改、多次征求意见

2019年10月，该标准编制组征求中南林业科技大学陈传胜教授对该标准文件的初版提出修改意见，主要的修改意见有：该标准编制结构应完整且简约；对生态恢复技术适用条件表进行修改；对植物筛选进行补充；对各类生态防护技术规定还需进一步精简浓缩；对矿山边坡恢复治理的区域进行界定调整；满足其它标准格式要求的规定。

2019年11月，该标准编制组召开内部技术评审会议，对该标准讨论第一稿进行讨论，主要是对“矿山边坡生态恢复技术类别及适用条件”章节条款还需进一步提升，能正确指导矿山边坡生态恢复该标准项目设计、施工。该标准编制组在长沙召开第一次工作会议，对该标准讨论第一稿进行再次讨论，并要求按照中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写》（GB/T 1.1-2009）、中国国家标准《标准化工作导则—第2部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法》（GB/T 1.2-2002）进行校对修改。2019年12月，编制组在长沙召开第二次工作会议,对该标准讨论第二稿进行讨论，要求按照相关规范编制。

2020年1至3月，将修改的该标准讨论第二稿形成的该标准征求意见初稿发往相关单位及专家征求意见：中南大学、中南林业科技大学、湖南省农林工业勘察设计研究总院、江苏绿岩生态技术股份有限公司、湖南天泉生态草业工程有限公司。并收到以上5家单位的修改建议反馈表。

2020年4月，该标准编制组综合专家意见修改意见修改后，召开内部评审，根据内部评审专家的意见和建议修改完善了该标准，形成了该标准征求意见第一稿。2020年5至7月，该标准编制组反复探索验收调整形成该标准征求意见终稿。2020年8月，该标准编制组全部试验工作完成，并向社会公开征求意见，将该标准征求意见稿终稿上报中华人民共和国湖南省市场监督管理局申请审查。

• 发布实施

2021年4月2日，地方标准《矿山边坡生态恢复技术规程》（DB43/T 2057-2021）由中华人民共和国湖南省市场监督管理局发布。

2021年6月2日，地方标准《矿山边坡生态恢复技术规程》（DB43/T 2057-2021）实施。

矿山边坡生态恢复技术规程制定依据

地方标准《矿山边坡生态恢复技术规程》（DB43/T 2057-2021）按照中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准化文件的结构和起草规则》（GB/T 1.1-2020）给出的规则起草。

矿山边坡生态恢复技术规程起草工作

主要起草单位：湖南省核工业地质局三〇三大队、湖南中核建设工程有限公司、江苏绿岩生态技术股份有限公司、湖南天泉生态草业工程有限公司、芷兰生态环境建设有限公司、北京华夏绿洲生态环境工程有限公司。

主要起草人：于辉胜、罗忠行、刘斌、魏元泵、何安良、张永海、张东东、谢武平、文珺、祝蓓、吕平波、黄得万、任久杰、王慧敏、陈思羽、陶劲军、杨晓花、侯识荣、朱文景、张波、沈奕锋、梁伟、陈善湘、王志强、申新山。