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陕甘宁老区生态贫水化与生态管理模式研究

作　者: 延军平
导　师: 李怀恩
学　校: 西安理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 生态水文学生态贫水化数字地形图航片解译判断模型实证分析生态购买黄土高原陕甘宁老区
分类号: X171
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

分析陕甘宁老区40多个气象、水文测站截止2000年的实测数据，在先后6次赴陕北、固原和庆阳等地野外实地考察(约合210个工作日)、土壤水分测试和实证调研的基础上，对本区径流贫水、土壤贫水、气候暖干化、水土保持贫水、生态贫水及经济贫水等现象进行综合集成创新，突出体现在：建立生态贫水化新概念，提出生态贫水化评价新方法，提出增加水资源和改善生态环境的“生态购买”管理新对策。为深入研究生态水文学，解决生态变化→生态贫水化→生态恶化的不良循环提供理论支持。研究发现，近50年来，陕甘宁老区地表径流逐年减少，年均减少径流量约0.5×10~8m~3；目前人均径流量不足400m~3，低于联合国M＜500 m~3／a水资源贫乏国家(地区)的标准。陕甘宁老区气候有暖干趋势，全区增温线性倾向值为0.0194℃／a，高于全球近百年的趋势(0.005℃／a)，降水线性倾向值平均值为-1.0759mm／a。尽管经过长期治理并采取了多种水土保持措施，20世纪90年代仍是陕甘宁老区水土流失相对最严重的时期，典型区土壤平均年侵蚀强度0.784cm，面蚀与沟蚀强度的基本关系约为1：20～30。建立了生态贫水平衡关系，认为生态贫水是生态需水与生态用水之差，并通过典型区剖析其具有的理论意义，据此认为生态自然恢复是保持水土与增加地表径流的“双赢”途径。提出实现生态恢复的生态购买(Ecological Purchase)政策建议及实现形式，全面分析了进行生态购买的必要性、可行性，建议国家为了生态环境的持久安全，在生态环境建设中实行国家市场经济体制，选择生态环境极端脆弱且又具有全局意义的陕甘宁老区，启动生态购买工程，确立专门的职能机构，每年依据林草恢复的数量和生态质量付给林草所有者相应的货币，实现国家要“被子”与农民要“票子”的双赢效益。研究认为，在陕甘宁老区实行生态购买，可以加速实现山绿水清的秀美山川，根治生态贫水化。本文的主要创新性成果在于：西安理工大学博士学位论文________ 1.根据“受体模型”原理，首次提出全球变化立体缺水响应的生态贫水化观点.对生态贫水化进行了全面界定。认为气候变化对陕甘宁老区地表径流量逐年减少有重要影响，建立了研究区域年径流量对于年降水量与年均气温之间的关系式。并认为人体水库静态与动态总减少循环水量占90年代年均地表径流量的0.35%。 2.提出了黄土高原植被与土壤水库的演变模式(图3一28)和生态贫水化与生态建设阶段目标之间的关系(图2一29)。认为黄土高原要实现从荒山无水到青山绿水的转变，自然恢复是其生态建设的关键。 3.建立了生态贫水量、贫水度计算方法及生态贫水评价模型，认为上世纪50一60年代大体代表本底状况，生态需水与生态用水基本平衡;与生态需水量变化较小比较，90年代生态用水量大幅度增加:生态用水量与生态需水量差值即为生态贫水量。这一关系不失为一种科学而简便的计算方法，可为不同区域贫水程度的评价提供借鉴。 4.实证研究认为工程措施不能完全解决土壤侵蚀问题。建立了陕西横山县狄青源DOM数字地图，发现由于强烈风蚀与水蚀作用，1993年与1958年比较源面宽度缩小9%，狄青源北部最高点由1958年的1463m下降到1993年的1462m，35年下降了lm，年均剥蚀下降2.857cm。绥德典型区年平均土壤侵蚀0 .784emo 5.根据生态系统原理和市场经济观点，认为不能仅仅就水论水来解决水资源问题，首次提出解决生态贫水问题的植被恢复治本对策—生态购买及实现形式。建议国家把西部生态环境建设纳入基础设施建设项目范畴，以保证生态购买有稳定的经济基础。

全文目录

1 选题意义及研究现状  13-34
  1.1 选题背景  13-14
  1.2 水文水资源研究进展  14-23
    1.2.1 现代水文学及水资源研究  14-17
    1.2.2 地理水文学研究  17-18
    1.2.3 生态水文学研究  18-19
    1.2.4 水利工程与水资源管理  19-20
    1.2.5 环境用水／生态用水与生态环境用水(需水)研究  20-21
    1.2.6 生态贫水研究  21-23
  1.3 全球变化区域响应研究进展  23
  1.4 生态环境建设实践进展  23-25
  1.5 现有研究的不足与存在问题  25-26
  1.6 本文研究思路  26-30
  1.7 研究区域概况  30-34
2 陕甘宁老区生态贫水化特征  34-54
  2.1 径流贫水化  34-42
    2.1.1 区域水资源评价指标  34-36
    2.1.2 径流贫水化  36-39
    2.1.3 径流变化周期分析--无定河为例  39-42
    2.1.4 小结  42
  2.2 土壤贫水化  42-54
    2.2.1 黄土土壤物理性质与土壤水库  43-47
    2.2.2 农田土壤干燥化  47-49
    2.2.3 经济林地土壤干燥化  49-50
    2.2.4 人工生态林地土壤干燥化  50-53
    2.2.5 小结  53-54
3 陕甘宁老区生态贫水化成因  54-100
  3.1 气候暖干化  54-66
    3.1.1 气候变化趋势  54-56
    3.1.2 气候变化的聚类分析  56-63
    3.1.3 气候变化与地表径流量关系  63-65
    3.1.4 小结  65-66
  3.2 水土保持贫水化  66-86
    3.2.1 水土流失程度实测数据分析  67-76
    3.2.2 典型村水土流失程度实证分析  76-82
    3.2.3 水土保持与贫水化及水土保持目标  82-86
    3.2.4 小结  86
  3.3 生态贫水化  86-96
    3.3.1 “水态破坏”与生态建设(破坏)  87-90
    3.3.2 生态建设与产流变化  90-93
    3.3.3 自然恢复与生态环境建设目标  93-95
    3.3.4 小结  95-96
  3.4 经济贫水化  96-100
    3.4.1 石油开发  96
    3.4.2 煤炭开发  96-97
    3.4.3 人体水汇  97
    3.4.4 生活用水  97-99
    3.4.5 小结  99-100
4 陕甘宁老区生态贫水化程度评价  100-128
  4.1 贫水化的提出  100-102
    4.1.1 贫水化的不同理解  100-101
    4.1.2 关于生态贫水化  101-102
  4.2 建立生态贫水水分平衡关系的理论基础  102-108
    4.2.1 水分平衡(循环)原理  102-103
    4.2.2 生态／环境用水  103-104
    4.2.3 水资源评价  104-105
    4.2.4 生态用水  105-106
    4.2.5 研究生态贫水化的出发点  106-107
    4.2.6 建立生态贫水水分平衡关系的思路  107-108
  4.3 生态贫水量(度)计算方法设计  108-118
    4.3.1 生态贫水量(度)及特点  108-116
    4.3.2 生态贫水原因初步判断  116-118
    4.3.3 几个需要说明的问题  118
  4.4 典型小流域生态贫水程度比较  118-122
  4.5 生态贫水化综合评价  122-123
    4.5.1 评价模式  122-123
    4.5.2 评价结果  123
  4.6 区域贫水化程度评价  123-126
    4.6.1 区域贫水化程度评价模型  123-124
    4.6.2 90年代区域贫水度的判定  124-125
    4.6.3 1999年年度贫水度的判定  125
    4.6.4 年度贫水化程度变化趋势  125-126
  4.7 小结  126-128
5 生态贫水化的生态管理模式  128-171
  5.1 生态购买的经济学基础  128-134
    5.1.1 社会福利博弈  128-130
    5.1.2 负所得税  130-132
    5.1.3 购买性支出与政府采购  132-133
    5.1.4 稀缺资源影子价格判断  133-134
  5.2 生态购买设计  134-171
    5.2.1 关于购买  134-136
    5.2.2 陕甘宁老区实施生态购买工程的必要性  136-144
    5.2.3 生态购买的可行性  144-156
    5.2.4 生态购买的准备  156-162
    5.2.5 生态购买的经费设计  162-168
    5.2.6 操作办法  168-169
    5.2.7 小结  169-171
6 结论  171-174
  6.1 资料与野外工作情况  171
  6.2 主要研究内容小结  171-172
  6.3 主要创新性成果总结  172-173
  6.4 需要进一步研究的问题  173-174
参考文献  174-188
致谢  188-189
附: 读博士学位期间主要工作  189

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