生态清洁小流域建设理论及实践 ——以北京市密云县为例

论文摘要

本研究采取定性与定量相结合的方法,在大量的调查研究基础上,就生态清洁小流域三道防线的概念、划分原则、三道防线划分的指标体系以及三道防线水土流失治理措施体系做了深入的研究。(1)生态清洁小流域三道防线是按照“保护水源、改善环境、防治灾害、促进发展”的总体要求,围绕水资源保护,将小流域划分为“生态修复区、生态治理区、生态保护区”三道防线。第一道防线,生态修复区,位于远山中山及人烟稀少地区,山高坡陡,土层浅薄,遇暴雨易造成严重的水土流失,并且泥石流、滑坡等自然灾害时有发生。第二道防线,生态治理区,位于山麓、坡脚等农业种植区及人类活动频繁地区,生态环境脆弱,水土流失严重,是泥沙的主要来源;同时是村镇及旅游业集中区域,生活污水排放和垃圾堆放量大;农田和园地农药化肥使用量大,是非点源污染的主要发生地;因开发建设活动等人为造成的水土流失严重。第三道防线,生态保护区,位于河(沟)道两侧及湖库周边,是挖沙、采沙及废弃物投弃的主要区域;同时由于湿地萎缩,水体自然净化能力差。(2)综合分析了降雨、植被、地形、土壤、地质、土地利用现状及地貌等因子对小流域内水土流失影响,筛选了地貌部位、土地利用现状、植被盖度和坡度四个因子作为三道防线划分的指标。(3)以密云县为例,应用RS和GIS实现了三道防线划分指标提取。在此基础上分析了小流域间和小流域内指标分布的规律,建立三道防线划分指标体系。(4)在三道防线以及社会主义新农村建设思想指导下,对三道防线小流域综合治理措施体系配置做了初步研究,即:生态修复区,人口相对稀少、人为活动较少,主要采取生态移民、封禁措施及相应的政策保障措施,使生态环境通过自我修复,培育植被,在小流域最上游地区形成第一道生态防线,以达到涵养水源之目的。封山育林的方式主要全封、半封和轮封。生态治理区,人口相对密集,农地面积较大,人为活动对环境的干扰也最为强烈,自然植被覆盖度较低,水土流失为严重,同时具有点源污染和非点源污染,系统受干扰严重,该区由于土地利用形式多样,根据不同的土地利用方式将其划分为农业区、工业区、居民生活区和观光旅游区,在各个区根据其自身的特点,分别采取相应的农业生产措施、小型水利水保工程措施、污水及垃圾处理措施、绿化美化措施、生物措施和管理措施。重点治理生活污水垃圾和生产过程中的“三废”对环境的污染,建立垃圾、污水处理措施的空间布局,同时做好新农村建设中居民生活区的道路硬化、街道亮化和环境美化工作。生态保护区是接受污染物最多的一个区域,是三道防线的最后一道防线,主要采

论文目录

• 1 引言
• 2 研究现状
• 2.1 国内外小流域水土流失理论研究
• 2.1.1 定性描述阶段
• 2.1.2 定量分析与模型初步建立阶段
• 2.1.2.1 观测资料简单分析时期
• 2.1.2.2 通用方程建立和修整期
• 2.1.3 模型发展与新技术应用阶段
• 2.2 小流域综合治理实践
• 2.2.1 国外
• 2.2.1.1 第一个阶段为山洪泥石流防治阶段
• 2.2.1.2 第二阶段为水土保持综合治理阶段
• 2.2.1.3 第三阶段为山区小流域治理的持续发展阶段
• 2.2.2 国内
• 2.2.2.1 萌芽与探索阶段（1950～1979 年）
• 2.2.2.2 确认与试点阶段（1980～1991 年）
• 2.2.2.3 以经济效益为中心发展阶段（1992～1997 年）
• 2.2.2.4 大流域规模防治阶段（1998 年至今）
• 2.3 存在的问题
• 3 研究区选择及区域概况
• 3.1 研究区选择
• 3.2 研究区概况
• 3.2.1 研究区自然概况
• 3.2.1.1 地貌
• 3.2.1.2 地质、土壤
• 3.2.1.3 气候
• 3.2.1.4 水文
• 3.2.1.5 植被
• 3.2.2 社会经济状况
• 3.2.3 水土流失现状
• 4 研究内容和方法
• 4.1 研究内容
• 4.2 研究方法与技术路线
• 5 生态清洁小流域三道防线概念及其理论
• 5.1 生态清洁小流域三道防线的概念
• 5.2 生态清洁小流域三道防线理论依据
• 5.2.1 系统论理论
• 5.2.2 生态经济学原理
• 5.2.3 景观生态学原理
• 5.2.4 可持续发展理论
• 5.2.5 综合集成理论
• 5.2.6 水土保持学原理
• 5.3 三道防线划分原则
• 5.3.1 景观格局相似性原则
• 5.3.2 水土流失的相似性
• 5.3.3 治理措施相似性
• 5.3.4 土地利用方式相似性
• 5.3.5 生态功能相似性
• 5.4 三道防线划分步骤
• 5.4.1 基础资料的收集和处理
• 5.4.2 划分指标体系建立
• 5.4.3 三道防线的划分
• 6 生态清洁小流域三道防线划分指标体系建立
• 6.1 三道防线划分指标筛选
• 6.1.1 三道防线划分指标筛选原则
• 6.1.1.1 科学性原则
• 6.1.1.2 可行性原则
• 6.1.1.3 定性与定量相结合原则
• 6.1.1.4 动态与静态相结合原则
• 6.1.2 三道防线划分影响因子分析
• 6.1.2.1 降雨因子
• 6.1.2.2 植被因子
• 6.1.2.3 地形因子
• 6.1.2.4 土壤因子与地质因子
• 6.1.2.5 土地利用现状
• 6.1.2.6 地貌部位
• 6.1.3 三道防线划分指标分级标准
• 6.2 三道防线划分指标获取
• 6.2.1 植被盖度
• 6.2.1.1 NDVI植被指数
• 6.2.1.2 PVI植被指数
• 6.2.1.3 SAVI植被指数
• 6.2.1.4 MSAVI植被指数
• 6.2.1.5 TSAVI植被指数
• 6.2.1.6 VARI植被指数
• 6.2.1.7 GEMI植被指数
• 6.2.1.8 N*植被指数
• 6.2.1.9 VCI植被指数
• 6.2.1.10 植被盖度的估算
• 6.2.2 坡度
• 6.2.2.1 数字高程模型的获取
• 6.2.2.2 坡度分析
• 6.2.3 土地利用类型
• 6.2.3.1 训练样本选取
• 6.1.3.2 分类后处理
• 6.2.4 地貌部位
• 6.3 数据预处理与分析
• 6.3.1 图层叠加
• 6.3.2 数据预处理
• 6.3.2.1 数据统计方法
• 6.3.2.2 数据统计结果
• 6.3.3 流域间数据分析
• 6.3.3.1 坡度与地貌部位的关系
• 6.3.3.2 植被盖度与地貌部位的关系
• 6.3.3.3 土地利用与地貌部位的关系
• 6.3.4 流域内数据分析
• 6.3.4.1 白马关小流域
• 6.3.4.2 松树峪小流域
• 6.3.4.3 上庄子小流域
• 6.3.4.4 西康各庄小流域
• 6.3.4.5 吉家营小流域
• 6.3.4.6 古石峪小流域
• 6.3.4.7 对家河小流域
• 6.3.4.8 其他小流域
• 6.3.5 指标阈值确定
• 7 三道防线治理实践
• 7.1 三道防线划分
• 7.2 三道防线水土流失特征分析
• 7.2.1 生态修复区
• 7.2.2 生态治理区
• 7.2.3 生态保护区
• 7.3 三道防线水土流失防治措施体系
• 7.3.1 生态修复区建设
• 7.3.1.1 封山育林
• 7.3.1.2 生态移民
• 7.3.2 生态治理区建设
• 7.3.2.1 农业生产措施
• 7.3.2.2 小型水利水保工程措施
• 7.3.2.3 污水、垃圾处理
• 7.3.2.4 产业结构调整
• 7.3.3 生态保护区建设
• 7.3.3.1 沟道水土保持工程
• 7.3.3.2 河道整治措施
• 7.3.3.3 河岸植被缓冲带建设
• 8 结论与讨论
• 8.1 结论
• 8.2 讨论
• 附件1
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 发表论文清单
• 致谢
• 博硕士论文同意发表的声明