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河流堤防建设干扰区生态修复研究 版权信息
- ISBN：9787030713193
- 条形码：9787030713193 ; 978-7-03-071319-3
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
河流堤防建设干扰区生态修复研究 内容简介
本书以黑龙江干流堤防建设干扰区为研究对象，阐明了河流堤防建设干扰区的概念，识别了干扰方式与作用机理。从土地、生态、景观三个层次构建指标评价模型，利用3S技术及多种评价方法对干扰前后的生态受损程度进行评价，建立土地复垦适宜性评价模型，确定土地复垦方向。系统梳理国内外生态修复技术，归纳提炼出相应的生态修复模式。基于数学模型与物理试验，优选*适宜的植物种类，制定生态修复方案。建立预测模型，对生态修复整体效果进行预测。 本书可供水文水资源及生态水利等相关领域的科研人员及环境保护与生态建设等领域的管理工作者参考。
河流堤防建设干扰区生态修复研究 目录
目录
前言
第1章 研究区概况 1
1.1 黑龙江流域基本情况 1
1.1.1 自然地理 1
1.1.2 气候特征 1
1.1.3 土壤植被 2
1.2 黑龙江堤防建设基本情况 3
1.2.1 堤防工程现状 3
1.2.2 堤防建设规划 3
1.2.3 堤防占地 4
第2章 堤防建设对生态系统的干扰分析 5
2.1 干扰区 5
2.1.1 干扰区范围 5
2.1.2 干扰区生态特征 7
2.2 干扰过程 8
2.2.1 占用方式 8
2.2.2 干扰方式 8
2.2.3 干扰机理 12
2.3 干扰后果 14
2.3.1 环境破坏 14
2.3.2 生态受损 14
2.3.3 景观破碎 15
2.4 典型区选择 16
2.4.1 生态修复的影响因素 16
2.4.2 黑龙江干流气候带分区 16
2.4.3 典型标段选择 20
2.5 本章小结 21
第3章 干扰区土地损毁评价 23
3.1 土地损毁评价模型 23
3.1.1 土地损毁评价指标 23
3.1.2 土地损毁评价方法 26
3.2 土地损毁程度评价结果及分析 26
3.2.1 第1标段 26
3.2.2 第7标段 27
3.2.3 第13标段 27
3.2.4 第17标段 28
3.2.5 第20标段 28
3.2.6 第22标段 28
3.3 本章小结 29
第4章 干扰区生态受损评价 30
4.1 生态受损评价模型 30
4.1.1 生态健康评价指标 30
4.1.2 生态健康评价方法 32
4.2 干扰区生态健康评价结果及分析 40
4.2.1 评价指标值的提取 40
4.2.2 生态健康评价结果 41
4.3 干扰区生态受损程度分析 43
4.3.1 评价指标值变化分析 43
4.3.2 模糊物元评价模型结果分析 45
4.4 本章小结 46
第5章 干扰区景观格局受损评价 47
5.1 遥感影像处理 47
5.1.1 景观生态分类 47
5.1.2 遥感信息提取 50
5.2 景观格局动态分析 60
5.2.1 干扰区所在市(县)景观格局分析 61
5.2.2 干扰区景观格局受损评价分析 81
5.3 本章小结 88
第6章 干扰区土地复垦方向 90
6.1 土地复垦原则与流程 90
6.1.1 土地复垦的原则 90
6.1.2 土地复垦的流程 90
6.2 土地复垦适宜性评价指标 91
6.2.1 评价依据 91
6.2.2 评价单元的划分 91
6.2.3 评价因子的选取 92
6.2.4 指标等级与标准 92
6.3 土地复垦适宜性评价方法 94
6.4 土地复垦适宜性评价结果及分析 95
6.4.1 评价指标值的提取 95
6.4.2 土地复垦适宜性评价结果 97
6.4.3 土地复垦方向的确定 99
6.5 本章小结 100
第7章 干扰区生态修复方案 101
7.1 修复目标与原则 101
7.1.1 土地复垦目标 101
7.1.2 生态修复目标 101
7.1.3 景观重塑目标 102
7.1.4 生态修复方案制定原则 103
7.2 生态修复技术 104
7.2.1 土地复垦 104
7.2.2 生态修复 106
7.2.3 景观重塑 116
7.3 生态修复模式 119
7.3.1 植被立地条件修复模式 119
7.3.2 植物群落修复模式 125
7.3.3 生态经济模式 130
7.3.4 景观生态模式 131
7.4 草种选择 131
7.4.1 草种选择原则 131
7.4.2 草种选择步骤 132
7.4.3 草种适宜性评价 132
7.4.4 草种组合配置 140
7.4.5 草种种植试验 141
7.4.6 草种生长数值模拟 148
7.5 树种选择 161
7.5.1 树种选择原则 161
7.5.2 树种适宜性评价 162
7.5.3 树种生长数值模拟 167
7.6 典型标段的生态修复方案 174
7.6.1 方案整体设计 174
7.6.2 生态修复方案示例 175
7.7 本章小结 182
第8章 生态修复效果预测 185
8.1 植被覆盖度预测 185
8.1.1 干扰前LAI 值获取 185
8.1.2 草地LAI 预测 187
8.1.3 林地LAI 预测 188
8.1.4 植被覆盖度预测结果 189
8.2 水土流失强度预测 190
8.2.1 水土流失强度影响因子计算 190
8.2.2 水土流失强度预测结果 192
8.3 有效土层厚度预测 193
8.3.1 有效土层厚度影响因子计算 193
8.3.2 有效土层厚度预测结果 195
8.4 生态健康综合指数预测 196
8.5 本章小结 198
第9章 总结与展望 200
9.1 总结 200
9.2 展望 203
参考文献 204
前言
第1章 研究区概况 1
1.1 黑龙江流域基本情况 1
1.1.1 自然地理 1
1.1.2 气候特征 1
1.1.3 土壤植被 2
1.2 黑龙江堤防建设基本情况 3
1.2.1 堤防工程现状 3
1.2.2 堤防建设规划 3
1.2.3 堤防占地 4
第2章 堤防建设对生态系统的干扰分析 5
2.1 干扰区 5
2.1.1 干扰区范围 5
2.1.2 干扰区生态特征 7
2.2 干扰过程 8
2.2.1 占用方式 8
2.2.2 干扰方式 8
2.2.3 干扰机理 12
2.3 干扰后果 14
2.3.1 环境破坏 14
2.3.2 生态受损 14
2.3.3 景观破碎 15
2.4 典型区选择 16
2.4.1 生态修复的影响因素 16
2.4.2 黑龙江干流气候带分区 16
2.4.3 典型标段选择 20
2.5 本章小结 21
第3章 干扰区土地损毁评价 23
3.1 土地损毁评价模型 23
3.1.1 土地损毁评价指标 23
3.1.2 土地损毁评价方法 26
3.2 土地损毁程度评价结果及分析 26
3.2.1 第1标段 26
3.2.2 第7标段 27
3.2.3 第13标段 27
3.2.4 第17标段 28
3.2.5 第20标段 28
3.2.6 第22标段 28
3.3 本章小结 29
第4章 干扰区生态受损评价 30
4.1 生态受损评价模型 30
4.1.1 生态健康评价指标 30
4.1.2 生态健康评价方法 32
4.2 干扰区生态健康评价结果及分析 40
4.2.1 评价指标值的提取 40
4.2.2 生态健康评价结果 41
4.3 干扰区生态受损程度分析 43
4.3.1 评价指标值变化分析 43
4.3.2 模糊物元评价模型结果分析 45
4.4 本章小结 46
第5章 干扰区景观格局受损评价 47
5.1 遥感影像处理 47
5.1.1 景观生态分类 47
5.1.2 遥感信息提取 50
5.2 景观格局动态分析 60
5.2.1 干扰区所在市(县)景观格局分析 61
5.2.2 干扰区景观格局受损评价分析 81
5.3 本章小结 88
第6章 干扰区土地复垦方向 90
6.1 土地复垦原则与流程 90
6.1.1 土地复垦的原则 90
6.1.2 土地复垦的流程 90
6.2 土地复垦适宜性评价指标 91
6.2.1 评价依据 91
6.2.2 评价单元的划分 91
6.2.3 评价因子的选取 92
6.2.4 指标等级与标准 92
6.3 土地复垦适宜性评价方法 94
6.4 土地复垦适宜性评价结果及分析 95
6.4.1 评价指标值的提取 95
6.4.2 土地复垦适宜性评价结果 97
6.4.3 土地复垦方向的确定 99
6.5 本章小结 100
第7章 干扰区生态修复方案 101
7.1 修复目标与原则 101
7.1.1 土地复垦目标 101
7.1.2 生态修复目标 101
7.1.3 景观重塑目标 102
7.1.4 生态修复方案制定原则 103
7.2 生态修复技术 104
7.2.1 土地复垦 104
7.2.2 生态修复 106
7.2.3 景观重塑 116
7.3 生态修复模式 119
7.3.1 植被立地条件修复模式 119
7.3.2 植物群落修复模式 125
7.3.3 生态经济模式 130
7.3.4 景观生态模式 131
7.4 草种选择 131
7.4.1 草种选择原则 131
7.4.2 草种选择步骤 132
7.4.3 草种适宜性评价 132
7.4.4 草种组合配置 140
7.4.5 草种种植试验 141
7.4.6 草种生长数值模拟 148
7.5 树种选择 161
7.5.1 树种选择原则 161
7.5.2 树种适宜性评价 162
7.5.3 树种生长数值模拟 167
7.6 典型标段的生态修复方案 174
7.6.1 方案整体设计 174
7.6.2 生态修复方案示例 175
7.7 本章小结 182
第8章 生态修复效果预测 185
8.1 植被覆盖度预测 185
8.1.1 干扰前LAI 值获取 185
8.1.2 草地LAI 预测 187
8.1.3 林地LAI 预测 188
8.1.4 植被覆盖度预测结果 189
8.2 水土流失强度预测 190
8.2.1 水土流失强度影响因子计算 190
8.2.2 水土流失强度预测结果 192
8.3 有效土层厚度预测 193
8.3.1 有效土层厚度影响因子计算 193
8.3.2 有效土层厚度预测结果 195
8.4 生态健康综合指数预测 196
8.5 本章小结 198
第9章 总结与展望 200
9.1 总结 200
9.2 展望 203
参考文献 204
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河流堤防建设干扰区生态修复研究 节选
第1章 研究区概况 1.1 黑龙江流域基本情况 1.1.1 自然地理 黑龙江是世界著名大河之一，跨中国、俄罗斯和蒙古三个国家，河道全长 4440km，流域总面积 185.6万 km2，其中我国境内 89.1万 km2，面积占全流域的 48%，黑龙江省行政辖区除绥芬河流域外，均属黑龙江流域，面积达 44.71万 km2。石勒喀河与额尔古纳河是黑龙江上源的两大支流，在洛古河汇合后称为黑龙江干流[1]。黑龙江干流全长 2821km，大兴安岭地区中俄界河段 1861km河道均位于黑龙江省北部。黑龙江省沿黑龙江右岸主要有漠河市、塔河县、呼玛县、爱辉区、黑河市、孙吴县、逊克县、嘉荫县、萝北县、绥滨县、同江市和抚远市等 12个市 (区、县)及红色边疆农场、逊克农场、嘉荫农场、延军农场、名山农场、江滨农场、绥滨农场、二九〇农场、青龙山农场、勤得利农场等 10个国有农场，总人口 172.19万人。 黑龙江干流堤防工程分布在黑龙江的右岸，沿岸地形地貌变化较大。黑龙江上游段为山区，位于岛状永久冻土带，沿江两岸山区地形起伏较大。上游段沿右岸分布有河滩地 32处，沿江长度 296km，滩地平均比降约为 1.87.。黑龙江中游可分为三段：**段为从结雅河汇入后至嘉荫县保兴山段，长 399km，右岸为宽窄变化幅度较大的阶地和河滩地，岸上地形平坦，地面平均比降为 1.2.；第二段为从保兴山至兴东段，长 149km，为兴安峡谷，河槽稳定，水深流急，比降约为 0.87.；第三段为由兴东至乌苏里江口段，长 434km，右岸有松花江、乌苏里江汇入，是土质肥沃的三江平原，除勤得利、街津口、抚远镇三处孤山外，沿江两岸地势低平开阔，江面宽阔如一长湖，比降约为 0.85.。黑龙江江道宽度从上游平均 600m到中游平均 1500m，松花江口以下平均 2000m，正常水面面积平均在 2246km2以上，正常水面宽度*大达 3700m，计入汊道后两岸之间*大宽度可达 13km(松花江口 )。 1.1.2 气候特征 研究区属于大陆性气候，受中纬度西风带和西伯利亚冷空气影响，具有春季干旱大风、夏季温热多雨、秋季晴冷温差大、冬季严寒而漫长的特点。年平均气温为 4.3～5.1℃，全年有 5个月平均气温在 0℃以下，其中 1月气温*低，平均气温为.30.6～.14.5℃，7月气温*高，平均气温为 17.8～25℃[2]。冻土深度分布不均，中上游北部地区冻土深度达 3m，中游地区为 25～30m。融冻层厚度变化在 0.5～2.5m，随土壤组成变化而不同。 流域内年降水量约为 500mm，受气候和地形条件的影响，年内降水主要集中在 6～9月，占年降水量的 70%；年际变化也较为明显，*大年降水量一般是*小年降水量的 2～3倍。 流域内水面蒸发能力较弱，年蒸发量为 500～600mm(采用 E-601型蒸发皿测量)，流域内陆面年蒸发量为 300～400mm，且受气候、地形、冻土及植被等条件综合影响，具有明显的区域性，主要体现在高寒山区径流系数较大，陆面蒸发较小；平原地区径流系数较小，陆面蒸发量较大；干旱少雨区，径流系数接近 0，陆面蒸发量与降水量基本一致。 1.1.3 土壤植被 黑龙江干流上游地区主要以暗棕壤和棕色针叶林土为主，中游地区以暗棕壤为主，白浆土和草甸土也有一定分布，下游平原地区则分布有暗棕壤及白浆土、黑土、草甸土和沼泽土。 黑龙江省南北跨越中温带、寒温带两个热量带，东西横贯湿润、半湿润、半干旱三个湿度带，故植物种类繁多。黑龙江省森林资源丰富，木材品种齐全，林质优良，是全国*大的林区和木材供应基地。同时，黑龙江省还有丰富的草原植被、草甸植被和沼泽植被。黑龙江省的沼泽和苇塘众多，全省苇塘面积 416万亩①，居全国**位。黑龙江省共有高等植物 184科、739属、2114种(包括苔藓、蕨类、种子植物 )。种子植物 110科、642属、1718种，分别占全国总科数的 46.4%、总属数的 24.7%、总种数的 6.7%。种子植物中被子植物 107科、636属、1701种；裸子植物 3科、6属、17种。植被类型有森林、森林草甸、草甸草原，还有隐域性草甸和沼泽 [3]。 黑龙江省植被的水平分布规律是：大兴安岭北部(伊勒呼里山脉以北)为寒温带针叶林，此类型以南的小兴安岭及东部山地为温带针阔混交林，南北呈现鲜明的纬度地带分布规律 [4]。在中温带区域内，从东部湿润地区往西部半干旱地区依次出现湿润的针阔混交林带 (东部山地)、森林草甸带、半湿润半干旱的草甸草原带和草原带。 1.2 黑龙江堤防建设基本情况 1.2.1 堤防工程现状 黑龙江干流堤防分布在黑龙江的右岸，线路长，范围广，经过多年整修加固，已初具规模，对保护沿江人民生命财产安全和发展生产起到重要作用。但是堤防经过几次洪水的考验，险工弱段多，险情严重，难以抗御较大洪水。每到汛期，抢险任务重，给当地人民生产生活带来极大困难。截至 2015年 4月，黑龙江干流有堤防 48段，总长度 638.369km，其中主堤长度 549.996km，回水堤长度 88.373km；现有堤防由土堤、砂堤和混合堤组成。 由于投入资金限制和缺少维修管理经费，已有的黑龙江干流堤防普遍存在防洪标准低，堤身断面窄小，险工多等问题，例如，砂基砂堤和双层地基堤段大部分没有采取可靠的防渗排水措施，施工时就近取土造成堤内、外坑塘密布，缺少护坡等防冰推措施，超高不够等。所以，当出现接近设计标准的洪水时，常出现极度紧张的防汛抢险局面，甚至出现溃堤。在 2013年洪水中，黑龙江干流堤防二九〇农场 52队段、萝北县肇兴镇柴宝屯段和同抚大堤八岔段先后出现溃堤，三处溃堤淹没总面积约 1300km2，淹没和影响村镇近 70个，人口约 5万人，给淹没区人民群众生命和财产安全造成了极大威胁。 1.2.2 堤防建设规划 黑龙江干流堤防建设是三江治理工程的重要组成部分，工程是在现状堤防的基础上，增加 38处新建堤防，黑龙江上游段新建堤防较多，中游段新建堤防集中在嘉荫县，经嘉荫峡谷段进入三江平原后，沿线新建堤防很少。建设地点沿黑龙江干流从上游至下游分别经过漠河市、塔河县、呼玛县、爱辉区、黑河市、红色边疆农场、孙吴县、逊克县、嘉荫县、萝北县、绥滨县、同江市、勤得利农场、抚远市等地区，堤防建设 800.445km，其中新建段堤防 188.07km(含改建新建堤长3.976km)，建设护坡 561.975km，堤防渗控处理长度 227.614km。建设涵闸 110座，建设泵站 20座，建设堤顶道路 748.204km等。堤防建设中涉及堤防填筑及相应的护坡、护岸、建筑物、交通工具等。 黑龙江干流堤防建设工程部分堤防属于新建堤防，部分堤防堤高已达标，需要进行扩建以对局部断面加培。所有堤防中，除了开库康回水堤防、新街基堤防、三卡堤防等子堤防工程无护堤地，其余子堤防均有护堤地且基本上确定权属。 1.2.3 堤防占地 堤防建设用地涉及黑龙江干流沿线 12个市(区、县 )的 32个乡镇 72个村，包括漠河市、塔河县、呼玛县、黑河市、爱辉区、孙吴县、逊克县、嘉荫县、萝北县、绥滨县、同江市、抚远市，以及黑龙江省农垦总局的 9个国有农场，分别为红色边疆农场、逊克农场、嘉荫农场、延军农场、名山农场、江滨农场、绥滨农场、二九〇农场、勤得利农场。 黑龙江干流堤防建设工程占地为线性占地，沿线用地现状主要为耕地、林地，土地权属为农村集体所有和国有，国有土地主要为水务局权属的现有堤防的护堤地，还有其他国有单位的土地。局部堤段有拆迁移民，岸边河滩地基本都已开垦成耕地。本次堤防修建工程建设用地范围包括工程永久用地和施工临时用地，工程永久用地扣除水工建设用地(即水务局权属的护堤地用地)，为工程永久征地范围。 干流堤防建设工程永久征地范围包括以下几个方面： (1)堤身扩建和新建用地。 扩建或新建堤身占地，其中扩建堤身占地范围为现有堤防堤脚线至加高培厚的新堤脚线之间，有护脚和固脚的断面，算至护脚或固脚的外边线。 (2)新建堤防护堤地用地。堤防护堤地范围维持现状不变，仅对新建堤防背水侧 2m进行护堤地征收。 (3)穿堤建筑物用地。 新建大型建筑物用地按建筑物开挖轮廓征地，扣除与堤防重复的部分；新建小型穿堤建筑物占地若包含在堤身占地或管理范围内，不需要另外征地，超出部分占地计入堤身占地；拆除重建建筑物不需要新增占地。 (4)护岸工程用地。 主要为削坡和岸顶压边占地。 (5)上堤路、防汛专用路用地。主要为新建上堤路和防汛专用路用地占地，已有上堤路和防汛路维修加固不占地，如需扩建需新增占地。 黑龙江干流堤防建设工程在实际施工过程中是按照标段进行的，黑龙江干流堤防建设工程共划分为 23个标段，不同施工单位承担相应标段下包含的子堤防的新建、扩建 (加培或加厚等 )等任务。 第2章 堤防建设对生态系统的干扰分析 在江河上筑堤、修建挡水建筑物等水利工程是除害兴利，保障人们生活生产及生命财产安全的一项重要举措。然而，堤防工程在取得巨大社会效益的同时，也会不可避免地对一定范围内的生态环境产生不利影响，对生态系统造成极其严重的干扰，甚至产生不可逆转的损失。结合理论与实际，系统梳理黑龙江干流堤防建设对黑龙江干流生态系统造成的干扰，合理选取典型研究区，对于确定生态恢复的研究方法有重要意义。 2.1 干 扰 区 2.1.1干扰区范围 堤防建设干扰区主要是指黑龙江干流堤防建设过程中被破坏或占用从而无法正常使用的土地。具体是指在堤防建设过程中因取土、弃渣等活动受到挖损、压占而无法正常使用的土地。 本书研究的黑龙江干流堤防建设干扰区的范围主要包括料场用地、弃渣场用地、施工临建用地以及盖重、压渗用地。干扰区范围可以通过临时用地等征地文件、施工现场场地布置图、全球定位系统 (global positioning system， GPS)卫星定位等方法进行界定。 黑龙江干流堤防建设干扰区面积总计为 23638.87亩，按功能性划分，料场用地面积 15589.38亩，弃渣场用地面积 1273.86亩，施工临建用地面积 4609.33亩，盖重、压渗用地面积 2166.3亩，见表 2.1。另外，为满足土方挖取和排弃需求，需要在施工期间利用堤顶道路、附近村屯现有道路或在取土场、弃渣场到堤防工程区新建临时道路，全线总长 249.73km。按自然属性划分，干扰区原有占地类型中，耕地 9992.72亩，其中旱地 9948.36亩，水田 44.36亩；林地 8049.78亩；草地 3829.00亩；住宅用地 5.07亩；水域及水利设施用地 1727.81亩，其中护堤地 448.95亩；裸地 34.48亩。 表2.1 干扰区各市(区、县)及农场临时用地面积 (单位：亩) 表2.2 干扰区各地类临时用地面积 (单位：亩 )
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