三、水土保持科技重點研究領域
(一)重大基礎理論
1、土壤侵蝕動力學機制及其過程
應用力學與能量學經典理論與研究方法,研究土壤侵蝕過程及其侵蝕力、抗蝕力的演變、能量傳遞與作用機制,全面揭示土壤侵蝕的過程與機制。
近期研究的重點:水力侵蝕過程與動力學機理,風力侵蝕過程與動力學機制,重力侵蝕,如滑坡、泥石流與崩崗等發生機理,人為侵蝕與特殊侵蝕過程機制。
2、土壤侵蝕預測預報及評價模型研究
用數學方法定量描述各個因子對土壤侵蝕的影響,以及侵蝕過程,最終預報土壤流失量。
近期研究的重點:土壤侵蝕因子定量評價,坡面水蝕預測預報模型,小流域分布式水蝕預測預報模型,風蝕預測預報模型,區域土壤侵蝕預測評價模型,農業非點源污染模型,滑坡、泥石流預警預報模型,多尺度土壤侵蝕預測、預報及評價模型,以及各類預報模型的適用范圍及效果評價。
3、土壤侵蝕區退化生態系統植被恢復機制及關鍵技術
不同類型區生態系統植被退化的類型及成因,不同類型區退化生態系統植被恢復機制和途徑及近自然恢復程度。
近期研究的重點為:不同類型區植被自然恢復過程人工干預的條件和技術,不同類型區植被潛力、穩定性維持機制,不同區域植被區系與生態環境因子耦合關系,不同區域植被的生態功能評價技術、不同類型區植被建設的區域布局和不同尺度的景觀格局及其對生態系統間相互關系的影響。
4、水土流失與水土保持效益、環境影響評價
長時期和大范圍的土壤侵蝕,以及長期開展和正在實施的重大生態建設工程,對環境構成多方面的深刻影響,使得水土保持和土地利用活動成為侵蝕地區現代環境發展演化的主要驅動力之一。分析揭示水土流失、水土保持對本地、異地區域環境過程和環境要素的影響,為區域社會經濟持續發展和進一步的水土保持決策提供支持。
近期研究的重點:水土流失與水土保持對環境要素和環境過程影響的研究,水土保持效益、環境影響評價指標與模型,土壤侵蝕與全球變化關系。
5、水土保持措施防蝕機理及適用性評價研究
我國水土保持歷史悠久,水土流失治理措施豐富多樣,系統分析總結各地區水土保持措施,闡明各種措施的防蝕機理與適用區域,對指導我國生態建設,以及豐富世界水土保持措施知識庫具有重要作用。
近期研究的重點:水土保持措施防蝕機理,水土保持措施適用性評價,水土保持措施效益分析。
6、流域生態經濟系統演變過程和水土保持措施配置
流域是相對完整的自然單元,它既是地表徑流泥沙匯集輸移的基本單元,也是水土保持措施配置的單元。根據流域土壤侵蝕、水土資源的時空分異規律,綜合布設各種治理措施。研究小流域尺度的土壤侵蝕過程、土壤侵蝕治理過程及兩者共同驅動下的生態經濟系統演替過程,是土壤侵蝕與水土保持學科的重要組成部分。
近期研究的重點:小流域土壤侵蝕及其環境演化過程研究,侵蝕-治理雙向驅動下小流域生態系統結構與功能研究,小流域水土保持措施配置和流域健康診斷,數字流域及其流域過程模擬。
7、區域水土流失治理標準與容許土壤流失量研究
水土流失治理目標已從單一維護土地生產力轉向保護侵蝕區生態環境、減少非侵蝕區的損失等多目標并重。區域水土流失治理標準與容許土壤流失量、水土流失危險性程度、土壤可改良程度、社會經濟發展水平、環境質量要求等緊密相關。
近期研究重點:影響區域水土流失治理標準的因素及其定量計算方法,區域水土流失治理標準分級系統與計算方法,容許土壤流失量的影響因素及其定量計算方法等。
8、水土保持社會經濟學研究
水土流失和水土保持都是與一定社會經濟條件相聯系的,隨著經濟社會的發展,水土保持與人類文明的關系愈來愈密切。應在研究自然科學方法和手段的同時,加強水土保持與社會經濟、法律、道德倫理、文化、管理體制等人文和社會經濟學方面的研究。
近期研究重點:水土流失和社會經濟發展的關系,社會經濟政策對水土保持的影響,水土保持對社會經濟發展的貢獻,不同區域的人口承載力,人口、土地利用結構對水土流失的影響。
9、水土保持生態效益補償機制
水土流失不僅造成上游流失區土地退化,生態惡化,制約經濟的持續發展,更嚴重危害流域中下游地區生態、防洪安全。限制上游地區的一些生產經營行為與規模,保護生態,以及通過經濟補償的形式解決上游地區人們的生存與發展問題,愈來愈成為人們普遍關注的熱點。
近期研究重點:水土流失區土地生態經濟功能分區、評價模式,水土保持與流域防洪減災的關系,水土保持生態效益補償標準及其補償機制。
10、水土保持與全球氣候變化的耦合關系及評價模型
人類活動引起全球氣候變化加劇,造成災害性天氣頻發,影響人類經濟與社會發展結論已被科技界研究證實,并日益引起世界各國政府的高度關注。水土流失與水土保持改變下墊面,影響全球碳循環,引起氣候的變化,同時全球氣候的變化也會影響區域水土流失強度與水土保持的效果。
近期研究重點:水土流失、水土保持與全球氣候變化的內在聯系、評價指標與標準,全球氣候變化對區域水土流失、水土保持造成的影響,水土保持與全球氣候變化的耦合關系及其評價模型。
(二)關鍵技術
1、水土流失區林草植被快速恢復與生態修復關鍵技術
針對我國目前土壤侵蝕區區域植被結構不盡合理,林草措施成活率與保存率低,植被生產力及經濟效益不高等問題,應加強區域植被快速建造與持續高效生產方面的研究。主要有:高效、抗逆性速生林草種選育與快速繁殖技術,林草植被抗旱營造與適度開發利用技術,林草植被立體配置模式與豐產經營利用技術,特殊類型區植被的營造及更新改造與綜合利用技術,不同類型區生態自我恢復的生物學基礎與促進恢復技術,生物能源物種的篩選與水土保持栽培管理技術,經濟與生態兼營型林、灌、草種的選育與栽培技術,小流域農林復合經營技術。
2、降雨地表徑流調控與高效利用技術
水土流失是水與土兩種資源的流失,“水”既是水土流失的動力,又是流失的對象。在當前水資源十分緊缺的形勢下,更應切實保護和高效利用水資源。要通過匯集、疏導地表徑流等措施使“水”、“土”兩種資源更有效地結合,提高利用率。需要研究的關鍵技術有:降雨——地表徑流資源利用潛力分析與計算方法,降雨徑流安全集蓄共性技術,降雨徑流網絡化利用技術,降雨地表徑流高效利用的配套設備。
3、水土流失區面源污染控制與環境整治技術
水土流失是面源污染的載體,流失的水體和土壤攜帶的大量氮素、磷素、農藥等物質,是下游河湖、水庫面源污染物的主要來源。水土保持應與提供清潔水源和環境整治相結合,在改善當地生產條件、提高農民生活水平的同時,控制面源污染,保障城鄉飲用水安全。需要研究和開發的關鍵技術有:氮磷流失過程及其綜合調控技術,流失養分的局域多層空間綜合防治措施優化配置調控技術,水源地面源污染防治技術,農村飲用水源的生態保護與生活排水處理技術,生態清潔型小流域建設技術,流域尺度面源污染防治措施及控制技術體系,土壤侵蝕區農村生態家園規劃方法及景觀設計技術,土壤侵蝕區農村環境整治與山水林田路立體綠化技術。
4、開發建設項目與城市水土流失防治技術
新時期,隨著我國經濟社會快速發展,工業化、城市化步伐的加快,開發建設項目和城市建設過程中人為造成新的水土流失防治的關鍵技術研究十分迫切。主要有:不同下墊面開發建設項目棄土棄渣土壤流失形式、流失量及危害性評價,城市土壤侵蝕特點、流失規律、危害與防治對策,開發建設項目與城市土壤侵蝕綜合防治規劃與景觀設計,開發建設嚴重擾動區植被快速營造模式與技術,不同類型區開發建設項目水土保持治理模式與技術標準。
5、水土流失試驗方法與動態監測技術
長期以來作為研究工作基礎的土壤侵蝕實地試驗觀測和動態監測工作還比較薄弱,亟待加強。同時,監測體系剛剛建立,各地開展監測的內容、技術和方法不一,觀測資料難以統一分析和對比。亟需加強的關鍵技術研究有:區域水土流失快速調查技術,坡面和小流域水土流失觀測設施設備,溝蝕過程與流失量測驗技術,風蝕測驗技術,滑坡和泥石流預測方法與觀測設備,凍融侵蝕監測方法,水土流失測驗數據整編與數據庫建設,全國水蝕區小流域劃分及其數據庫建設,水土保持生態項目管理數據庫建設等。
6、坡耕地與侵蝕溝水土綜合整治技術
坡耕地改造是改變微地貌、有效遏制水土流失的關鍵技術。研究重點是:不同類型區高標準梯田、路網、水系合理布局與建造技術,不同生態類型區坡地改造與耕作機具的研制與開發,梯地快速培肥與優化利用技術。
溝壑整治與溝道治理開發是水土保持主要措施之一。研究重點:壩系合理安全布局、設計與建造技術,溝壑綜合防治開發利用技術,淤地培育與提高利用率技術,泥石流、滑坡、崩崗綜合防治技術。
7、水土保持農業技術措施
緩坡耕地將在我國一定時期內的農業生產中長期存在,大量坡耕地的存在又是我國土壤侵蝕的主要策源地,在農牧交錯區、黑土區、以及土層極薄的土石山區,由于受地形和投入等因素的限制,大量坡耕地難以通過基本農田建設及時加以改造。因而,亟需加強水土保持保護性耕作、保護性栽培、管理等關鍵技術研發。主要有:水土保持土地整治與帶狀種植模式技術,緩坡耕地水土保持保護性耕作機具研究,不同作物水土保持保護性耕作專用技術與模式,免耕、等高耕作技術。
8、水土保持數字化技術
水土保持數字化是數字地球思想及其技術在水土保持領域的應用與發展。“水土保持數字化”可以定義為按地理坐標對水土保持要素狀況的數字化描述和處理,它借助地球空間信息技術,對水土流失影響因子、水土流失以及水土保持防治措施、水土保持管理等信息按照數字信號進行收集、貯存、傳輸、分析和應用。主要研究的內容有:水土保持數字化的技術標準,水土保持信息基礎設施的構建,水土保持數據庫設計與開發,業務應用服務和信息共享平臺建設技術,應用信息系統開發。
9、水土保持新材料、新工藝、新技術
水土保持也必須吸收相關學科和行業的發展成果,加快新材料、新工藝和新技術的應用研究。需研究的關鍵技術有:核素示蹤技術在土壤侵蝕過程與規律研究方面的應用,土壤侵蝕動態監測的“3S”技術開發和應用,風沙區表土固結材料與技術,工程開挖造成的陡峭崖壁噴混植生技術,植生袋技術,坡面植被恢復過程中土壤保濕劑使用技術等。
|