1、一、第二章水土保持基本原理、水土保持原理和技術(shù)、水文水資源學(xué)院、2，1、水土流失帶性規(guī)律2、水沙平衡原理3、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理4、生態(tài)學(xué)原理5、可持續(xù)發(fā)展原理、本章的主要內(nèi)容、自然地理要素的帶性規(guī)律和地域分布，掌握導(dǎo)致水土流失的帶性規(guī)律是因地制宜地進(jìn)行水土保持工作的前提一、水土流失帶性規(guī)律，一、自然地理環(huán)境的區(qū)域規(guī)律區(qū)域：指自然地理環(huán)境的各組成部分或自然綜合體沿地表規(guī)律分化而產(chǎn)生的差異。 形成地域差異的兩個(gè)基本要素是日照和地球的內(nèi)部能量。 不同地區(qū)的兩個(gè)基本規(guī)律：地帶性和非地帶性。 地帶性：包括緯向地帶性、經(jīng)向地帶性、垂直地帶性。 非地帶性：地球內(nèi)的作用導(dǎo)致的海陸分布、地勢(shì)起伏等地域性的差異。 (

2、1)緯向地帶性自然地理環(huán)境的各構(gòu)成要素或自然綜合體在緯向具有類似的屬性和組合特征。 (2)經(jīng)向地帶性自然地理環(huán)境的各構(gòu)成要素或自然統(tǒng)合體在經(jīng)線方向上從海洋向內(nèi)陸變化的規(guī)則。 (3)垂直地帶性海拔不同的自然景觀的垂直推移規(guī)則。 2、土壤侵蝕的地理分布(1)地表水熱狀況和外營(yíng)力地表水熱狀況不同，決定了不同性質(zhì)的外營(yíng)力作用及其強(qiáng)度。 土壤侵蝕過(guò)程：風(fēng)化、剝落、搬運(yùn)和堆積土壤侵蝕與地表水熱情況不可分離：高溫少雨地區(qū)，風(fēng)化作用以物理風(fēng)化為主，風(fēng)蝕嚴(yán)重的高溫多雨區(qū)，以化學(xué)風(fēng)化為主，水力侵蝕活躍的低溫少雨區(qū)，以風(fēng)蝕為主。 (2)侵蝕的地帶性規(guī)律有三個(gè)氣候侵蝕帶：冰雪氣候侵蝕帶：氣候特征是降雪量大于燒蝕量，形

3、成冰川或融水滲透，形成凍土，凍融侵蝕為主的濕潤(rùn)氣候侵蝕帶：氣候特征是氣溫高，降水量大于蒸發(fā)量， 多才多藝的水滲入地下潛水或地下流出，不滲入地下的水成為地表流出，以水力侵蝕為主的干燥氣候侵蝕帶：在地面蒸發(fā)量大于降水量的地區(qū)，空氣充分干燥，植被生長(zhǎng)受到限制，風(fēng)力作用極強(qiáng)，形成風(fēng)沙流破壞地表，以風(fēng)力侵蝕為主。 全國(guó)土壤侵蝕圖、濕潤(rùn)氣候侵蝕帶、干燥氣候侵蝕帶、冰雪氣候侵蝕帶、中國(guó)水土流失分布、1 .水量平衡、任意時(shí)刻任何地區(qū)收入(或輸入)水量與支出(或輸出)水量之差、I=O W、規(guī)定期間內(nèi)輸入?yún)^(qū)域的各種水量之和、(1)； 區(qū)域內(nèi)規(guī)定期間內(nèi)的蓄水量的增量，W=W2- W1 (W1、W2是規(guī)定期間的開(kāi)始和

4、結(jié)束的蓄水量)，規(guī)定期間內(nèi)輸出的各種水量的和單位：深度(mm )體積(m3)，e，Rs，w，p，Rs，Rg，Rg， 修正降水量、從地表流入的流量、時(shí)間帶內(nèi)蓄水增量，關(guān)于經(jīng)(3)封閉流域水量平衡方程式，Rs，Rg，=0，=0，多年平均：P=E Rs Rg，P=E Rs Rg W，2 .允許土壤流出量(t值)的坡耕地，作物長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)、持續(xù)穩(wěn)定地獲得高產(chǎn)(2)T值范圍美國(guó)根據(jù)滿足作物生長(zhǎng)需要的土層深度、流失區(qū)域大小、確保下游安全等條件決定不同情況的t值。 一般來(lái)說(shuō)，耕地土層深，斷面土壤肥力接近時(shí)，允許流出量大的土層薄，少量侵蝕生產(chǎn)力顯著降低時(shí)，其值低。中國(guó)采用的t值中國(guó)是在有效土層厚度的抗蝕年限基礎(chǔ)上

5、，分析了土壤潛在侵蝕危害的程度。 很明顯，無(wú)危險(xiǎn)型土壤是抗蝕劑年限最長(zhǎng)、允許流失量最大的極危險(xiǎn)型和破壞型，允許流出量取最小值。 水土保持技術(shù)規(guī)范明確提出，不同成土條件下允許流失量t的值分別為200t(km2a )、500t(km2a )和1000t(km2a )。 3 .沖擊研磨平衡，(1)泥沙運(yùn)動(dòng)，懸浮質(zhì)泥沙：懸浮在水中隨之而來(lái)的運(yùn)動(dòng)推移質(zhì)泥沙：受水流沖擊沿河底移動(dòng)或滾動(dòng)的河床質(zhì)泥沙：相對(duì)靜止地停留在河床上，懸浮，移動(dòng)，跳躍，推移，(2)一些概念輸沙率每單位時(shí)間流過(guò)河川的斷面在日平均輸沙率、年平均輸沙率、年輸沙量水流挾沙力一定水流條件下，當(dāng)河床處于平衡狀態(tài)時(shí)，每單位體積的水流挾帶(懸浮質(zhì))土

6、砂量(Kg/m3)。 (3)縱向平衡是來(lái)水含砂量與河(溝)段或水路段夾砂能力的平衡。 (1)不破壞研磨平衡：不發(fā)生清洗和堆積。 (2)沖擊研磨平衡：清洗量等于沉積量(動(dòng)平衡)。 截面平衡是指床面上的水流的作用流速、與床面土質(zhì)的耐沖擊性、截面內(nèi)的橫向進(jìn)給砂的平衡，不引起截面形狀的變化。 (4)剖面平衡，三，生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，一，定義，生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)以生態(tài)學(xué)原理為基礎(chǔ)，主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，以人類活動(dòng)為中心，圍繞人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與自然生態(tài)之間的相互發(fā)展關(guān)系這一主題，研究基于生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互作用的生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)，研究其矛盾運(yùn)動(dòng)中發(fā)生的生態(tài)中國(guó)： 20世紀(jì)70年代至80年代初，個(gè)國(guó)土生態(tài)經(jīng)濟(jì)體系分區(qū)域興起的區(qū)

7、域生態(tài)經(jīng)濟(jì)體系庭院生態(tài)經(jīng)濟(jì)體系流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)體系。 流域(或區(qū)域)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)：流域生態(tài)系統(tǒng)和流域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)交織在一起的復(fù)合系統(tǒng)。2、生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)構(gòu)成、(1)構(gòu)成要素、(2)構(gòu)成要素結(jié)合、人類要求的大致三個(gè)階段：1.簡(jiǎn)單生存需求2 .物質(zhì)享受3 .包括美麗環(huán)境在內(nèi)的全面需求。 (三)自然、經(jīng)濟(jì)和人口再生產(chǎn)的統(tǒng)一、自然再生產(chǎn)：自然的再生產(chǎn)過(guò)程。 人口再生產(chǎn)：從生態(tài)意義上來(lái)說(shuō)是種群再生產(chǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義上來(lái)看，是勞動(dòng)力的再生產(chǎn)。 經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)：是人類有目的的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。 那是以一定的生產(chǎn)關(guān)系相結(jié)合的人們通過(guò)利用自然物質(zhì)創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)產(chǎn)的過(guò)程。 3、生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；4、生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的功能、生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)

8、與再生產(chǎn)過(guò)程是物流、能源流、信息流與價(jià)值流的交換與融合過(guò)程。 因此，生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)具有物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞、價(jià)值增殖四大功能。 5、生態(tài)經(jīng)濟(jì)體系平衡、基本特性：結(jié)構(gòu)平衡、機(jī)制平衡與功能平衡；定義：生態(tài)平衡與經(jīng)濟(jì)平衡有機(jī)結(jié)合、相互滲透矛盾統(tǒng)一，是“自然選擇”和“人工選擇”進(jìn)化過(guò)程中水土保持的生態(tài)四、生態(tài)學(xué)原理、 1 .生態(tài)環(huán)境脆弱帶原理2 .恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理3 .景觀生態(tài)學(xué)原理、水土保持是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主體，在生態(tài)學(xué)原理中，與水土保持密切相關(guān)有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1、生態(tài)脆弱帶原理，定義：生態(tài)系統(tǒng)中有兩種或兩種類型：城鄉(xiāng)交接帶、干濕交替帶、農(nóng)牧交錯(cuò)帶、水陸交接帶、森林邊緣帶、沙漠邊緣帶等。

9、 界面生態(tài)學(xué)，(1)山地平原渡帶中國(guó)山地平原渡帶分為兩種：中國(guó)三階段階地第一階段臺(tái)地是青藏高原，海拔4000-5000m，第二階段臺(tái)地海拔2000-1000m，第三階段臺(tái)地海拔200-300m山地平原渡帶第一種是第一、二階段階梯和第二、三階段階梯的二是分布在樓梯內(nèi)部。 其脆弱性，內(nèi)、外力作用強(qiáng)，內(nèi)、外力抵抗力低，梯度大，常形成特殊的熱和動(dòng)力條件，易形成暖帶和暴雨中心。 駐馬店位于秦嶺黃淮平原的渡帶，多為暴雨中心。 山地平原由于渡帶降水量多，地形臺(tái)階大，坡度陡，水土流失較嚴(yán)重，如黃土高原、陜北高原等。 (2)農(nóng)牧交錯(cuò)帶東部農(nóng)區(qū)與西部牧區(qū)接觸處為半農(nóng)半牧區(qū)，其農(nóng)業(yè)用地和畜牧業(yè)用地呈插花狀分布，又稱

10、農(nóng)牧交錯(cuò)帶。 農(nóng)牧交錯(cuò)帶的氣候指標(biāo)：年降水量400mm的保證率25左右，年濕潤(rùn)度0.3農(nóng)業(yè)指標(biāo)，旱作農(nóng)業(yè)分布，風(fēng)蝕沙化耕地面積，農(nóng)牧業(yè)比重等。 農(nóng)牧交錯(cuò)帶是寬范圍的帶狀。 邊界呈帶狀，50350km。 農(nóng)牧交錯(cuò)帶的生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱：降水少，植被稀疏，保水保土作用弱，小干擾使系統(tǒng)崩潰，誘發(fā)沙漠化發(fā)生的氣候干旱變化和人的不合理活動(dòng)，是過(guò)度放牧、過(guò)度農(nóng)墾、采木等交替引起生態(tài)系統(tǒng)崩潰和沙漠化的誘因生態(tài)脆弱帶的特點(diǎn)： (1)是多種因素之間的轉(zhuǎn)換區(qū)，各因素相互作用強(qiáng)，常為非線性現(xiàn)象表示區(qū)、突變發(fā)生區(qū)、生物多樣性出現(xiàn)區(qū)；(2)抗干擾性弱；(3)變化速度快，空間遷移能力強(qiáng)。 2、恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理；(1)研究生態(tài)

11、系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建的技術(shù)和方法、生態(tài)學(xué)過(guò)程和機(jī)制。 恢復(fù)生態(tài)學(xué)包括基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)兩個(gè)研究領(lǐng)域。 基礎(chǔ)理論研究包括： (1)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)過(guò)程和相互作用機(jī)制；(2)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆性、生產(chǎn)力、恢復(fù)力和可持續(xù)性研究；(3)先鋒和頂層生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制和轉(zhuǎn)化規(guī)律研究；(4) 研究不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的損傷過(guò)程及其響應(yīng)機(jī)制；(5)生態(tài)系統(tǒng)退化的景觀診斷及其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究；(6)生態(tài)系統(tǒng)退化過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、仿真、預(yù)警和預(yù)測(cè)研究；(7)生態(tài)系統(tǒng)健康研究。 應(yīng)用技術(shù)研究： (1)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建的重要技術(shù)體系研究；(2)生態(tài)系統(tǒng)

12、結(jié)構(gòu)和功能的優(yōu)化配置和重建及其控制技術(shù)研究；(3)物種和生物多樣性的恢復(fù)和維護(hù)技術(shù)；(4)生態(tài)工程設(shè)施修訂和實(shí)施技術(shù)；(5)環(huán)境修訂和景觀生態(tài)修訂技術(shù)；(6)典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的優(yōu)化模型試驗(yàn)示范和推進(jìn)研究。 (2)退化生態(tài)系統(tǒng)退化生態(tài)系統(tǒng)：病態(tài)生態(tài)系統(tǒng)是指在自然因素、人為因素的干擾下，生態(tài)因素和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利于生物和人的生存的量和質(zhì)，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生與原平衡狀態(tài)或進(jìn)化方向相反的位移。 具體來(lái)說(shuō)，生物多樣性降低，穩(wěn)定性和抗逆能力變?nèi)酰到y(tǒng)生產(chǎn)力降低。 退化原因：自然干擾和人為干擾。 自然干擾包括地球環(huán)境變化(氣候變暖等)、地質(zhì)地形過(guò)程(火山噴發(fā)、地震、滑坡、泥石流等)、地區(qū)氣候變

13、化。 人為干擾：社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化活動(dòng)(工業(yè)化、城市化等)。人為干擾疊加在自然干擾上，共同加速生態(tài)系統(tǒng)退化。 一些干擾不僅給生態(tài)系統(tǒng)施加靜態(tài)壓力，還給生態(tài)系統(tǒng)施加動(dòng)態(tài)壓力。 干擾破壞或破壞環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的一部分成分，引起系統(tǒng)資源不足和一部分生態(tài)學(xué)過(guò)程或生態(tài)鏈的斷裂，導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。 (3)通過(guò)一種生物、生態(tài)和工程技術(shù)方法，人為地改變、阻斷生態(tài)系統(tǒng)退化的主導(dǎo)因子或過(guò)程，調(diào)整、配置和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)外物質(zhì)、能量和信息的流動(dòng)過(guò)程，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力恢復(fù)到一定或原始水平。 一般是人工修訂進(jìn)行，在生態(tài)系統(tǒng)層面進(jìn)行，分為自然恢復(fù)和人為恢復(fù)。 生態(tài)恢復(fù)和重建的困難與時(shí)間和生態(tài)退化的程度、自我恢復(fù)

14、能力及恢復(fù)方向有關(guān)。 不同地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力不同，恢復(fù)時(shí)間也不同，即生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)存在地域差異。 在溫暖濕潤(rùn)氣候下自然恢復(fù)速度快，在寒冷干燥氣候下自然恢復(fù)速度慢。 (4)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的基本目標(biāo)1 )實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的地表基礎(chǔ)(地質(zhì)地形)穩(wěn)定性；(2)恢復(fù)植被和土壤，保證一定的植被觀蓋和土壤肥力；(3)增加種類組成和生物多樣性；(4)實(shí)現(xiàn)生物群落的恢復(fù)，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和自我維持能力；(5)減少或控制環(huán)境污染；(6)增加視覺(jué)和美學(xué)的樂(lè)趣(5)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建的基本原則一般包括自然規(guī)律、社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則和美學(xué)原則。 自然規(guī)律遵循自然規(guī)律，是最基本的，社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)是后備和支柱，制約

15、著重建的可能性、水平和深度。 美學(xué)原則：應(yīng)該給予美麗的樂(lè)趣。 介紹了一些主要原則： (1)地域性原則：因地制宜。 (2)生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)原則：根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)自身的演繹規(guī)則逐步漸進(jìn)。 (3)最小風(fēng)險(xiǎn)和利益的最大原則。 (6)生態(tài)恢復(fù)與重建的一般操作步驟；(3)景觀生態(tài)學(xué)理論；(1)景觀生態(tài)學(xué)是研究在相當(dāng)大的區(qū)域內(nèi)，由許多不同生態(tài)系統(tǒng)組成的整體(即景觀)的空間結(jié)構(gòu)、相互作用、協(xié)調(diào)功能和動(dòng)態(tài)變化的生態(tài)學(xué)新分支。 景觀生態(tài)學(xué)理論可以指導(dǎo)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)踐，使其有適當(dāng)?shù)目臻g配置，達(dá)到退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的目的。 景觀可以分為：個(gè)自然景觀和人為景觀；(2)內(nèi)涵、景觀異質(zhì)性景觀結(jié)構(gòu)干擾理論尺度理論、景觀生態(tài)學(xué)在水

16、土保持中的應(yīng)用、五、可持續(xù)發(fā)展原理、1 .可持續(xù)發(fā)展概念以滿足現(xiàn)代發(fā)展要求、不損害和掠奪后代的發(fā)展需求為前提。 空間互利互補(bǔ)，不以鄰為界，時(shí)間無(wú)“赤字”，高效、循環(huán)、協(xié)調(diào)、有序、穩(wěn)定良性發(fā)展。 決定可持續(xù)發(fā)展的水平，用以下5個(gè)要素進(jìn)行測(cè)量。 (1)資源承載能力：基礎(chǔ)支持體系；(2)區(qū)域生產(chǎn)能力：動(dòng)力支持或福利支持體系；(3)環(huán)境緩沖能力：容量支持體系；(4)過(guò)程穩(wěn)定能力：過(guò)程支持體系；(5)管理調(diào)節(jié)能力：智力支持體系，2 .持續(xù)提供多種經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)：物資供應(yīng)和社會(huì)服務(wù)人員構(gòu)建可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的組織和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃法制，有適當(dāng)?shù)臈l例、經(jīng)濟(jì)政策、群眾有效參與程度的科研和教育，支持流域資源的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的教育和科研規(guī)劃。(2)生態(tài)環(huán)境方面生物多樣性生