我国是世界上水土流失和生态环境恶化最严重的国家之一,实现水土资源的可持续利用和生态环境的可持续维护是社会经济可持续发展的客观要求,也是当前我国亟需解决的两大问题。水土保持是改善我国生态环境、协调人与自然关系的最有效途径,也是对科学发展观即“以人为本,全面、协调、可持续的发展观”的理想体现。在建设生态文明和美丽中国的进程中,水土保持与荒漠化防治学科大有可为。“双一流”建设、“一带一路”、“京津冀”一体化和长江经济带等战略和倡议正逐步实施,国家重大水利工程如南水北调、三峡工程后续问题等都需要大量的水土保持专业人才。新时期的历史使命给予了水土保持与荒漠化学科新的机遇与挑战,如何继承和发扬学科优势,为国家生态文明建设贡献自己的一份力量,是一个涉及学科前途命运而又亟待解决的重大问题。
为了深入探索学科发展,提升我国高等教育综合实力和国际竞争力,加快水土保持与荒漠化防治学科进入世界一流学科的步伐,本书详细赘述了我国水土保持与荒漠化防治学科的发展历史、现状和存在问题;从科学研究、学科队伍和社会服务等方面综述了我国水土保持与荒漠化防治学科的发展概况;结合国家重大需求和国家政策,梳理了水土保持与荒漠化防治学科的优势和特色,并明晰了新时期水土保持与荒漠化防治学科的艰巨任务和举措;最后,从土壤侵蚀、流域治理、岩溶石漠化、山地灾害防治和林业生态工程五个方面分别进行了专题报告。
该书是根据水土保持与荒漠化防治专业建设的需求以及水土保持与荒漠化防治事业发展的新形势编写的,可作为全国各类高等院校水土保持与荒漠化防治专业及相关专业的重要参考书。
水土保持与荒漠化防治学科重大研究进展及研究成果
(1)流域治理及森林生态系统水文过程与机制研究
王玉杰团队对多尺度水文循环演变过程及尺度变异规律进行分析,揭示防护林调控功能的过程及机理;探明防护林典型林分结构特征并筛选优化;提出不同保护主体(水、土、气、路、田等)与林分结构的对位作用模式,实现长江流域防护林功能的定向调控,该成果获得中国水土保持学会科学技术一等奖;余新晓团队对水分利用效率(WUE)进行分析,侧柏和栓皮栎达到最优WUE时的土壤体积含水均在 19.6%~21.5%,即植物在受到低等土壤水分胁迫时,可达到植物水、碳耦合关系的最优环境解。与侧柏相比, 升高 CO2 浓度可以快的加速栓皮栎碳同化速率,最终栓皮栎最优WUE要高于侧柏最优 WUE( 图 1);张志强团队对基于BiomeBGC 的杨树人工林水分利用效率机理模型进行研究,构建景观尺度森林经营与气候变化对流域生物生产力和产水量影响的集成评价,对全国生态系统碳水通量、碳水耦合影响进行模拟,判断出制约我国高纬、内陆地区生态系统WUE季节变化的地区性差异因子,为我国人工和自然碳汇林的经营和监测等提供技术支撑(图2),相关研究成果发表在Biogeoscience,Journal of Hydrology, Forestecology and management, Soil Biology and Biochemistry 等期刊上。
(2)荒漠化防治
张宇清团队对沙地土壤碳过程、固沙植被生态过程、微生物生态方面进行了大量研究,发现沙地人工固沙植被与不同植被下的微生物群落结构有密切关系,揭示了几种不同固沙灌木种与土壤微生物的组配关系;揭示了我国主要沙漠/沙地土壤微生物的地带分布、群落结构特征及与碳氮过程相关的基因丰度情况;确认沙地土壤存在吸收大气二氧化碳的非生物途径并明晰了其影响因子;揭示了毛乌素沙地优势植被群落油蒿通过调控营养生长和生殖生长适应不同沙地生境的生理生态学机制。上述成果深化了对荒漠生态系统的科学认识,为我国沙区植被生态建设提供了理论依据,相关成果分别发表在 Plant and Soil、Science of the TotalEnvironment、ScientificReports、Frontiersin Plant Science 等期刊上;周金星团队对喀斯特区植被指数、生态需水量及水分利用效率等关系进行研究,初步发现喀斯特区植被指数每增加 0.1,生态耗水将增加40-60mm,指出在石漠化治理区,应根据生态需水和植被水分利用效率确定合理的植被恢复模式和恢复程度( 图 3)。
来源:中国水土保持学会