坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)規(guī)范編制說(shuō)明

《坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)規(guī)范》編制說(shuō)明一、工作簡(jiǎn)況1．任務(wù)來(lái)源陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)《坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)規(guī)范》是根據(jù)陜西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局《關(guān)于下達(dá)2023年度陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（陜市監(jiān)函〔2023〕410號(hào)）和陜西省林業(yè)局《關(guān)于下達(dá)2023年涉林地方標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃的通知》（陜林策字〔2023〕203號(hào)）批準(zhǔn)立項(xiàng)編制的，項(xiàng)目名稱為《坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)規(guī)范》，項(xiàng)目編號(hào)：SDBXM237-2023號(hào)。本標(biāo)準(zhǔn)的研究基礎(chǔ)主要來(lái)源于起草組成員單位承擔(dān)的國(guó)家“十三五”科技支撐計(jì)劃課題（黃土丘陵溝壑區(qū)坡體-植被系統(tǒng)穩(wěn)定性及生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)，2017YFC0504702）和陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（沙漠-黃土過(guò)渡帶植被結(jié)構(gòu)特征閾值與提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)研究，2021ZDLSF05-02）的研究結(jié)果的綜合與集成。2．起草單位陜西師范大學(xué)北京師范大學(xué)陜西省林業(yè)科學(xué)院中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所。3.主要工作過(guò)程自起草編制任務(wù)下達(dá)后，陜西師范大學(xué)、北京師范大學(xué)、陜西省林業(yè)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所聯(lián)合成立了標(biāo)準(zhǔn)起草組，明確了工作指導(dǎo)思想，制定了工作原則，確定了起草組成員的任務(wù)分工。首先，起草組在借鑒其他地方標(biāo)準(zhǔn)編制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，先后對(duì)與黃土高原丘陵溝壑區(qū)植被修復(fù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范《GBT16453.2-2008水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范荒地治理技術(shù)》《GB/T15776-2023造林技術(shù)規(guī)程》《LY/T2357-2014半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)喬灌草配置規(guī)范》《LY/T3316-2022黃土高原小流域植被修復(fù)技術(shù)規(guī)程》《LY/T2358-2014黃土丘陵溝壑區(qū)人工造林技術(shù)規(guī)程》等進(jìn)行了深入的分析和討論，全面了解了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵及編制方法。其次，結(jié)合本項(xiàng)目的要求，對(duì)已收集的資料進(jìn)行分析整理，并進(jìn)行坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)的整合研究與驗(yàn)證，為編制標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支撐。第三，采取專家咨詢，并組織召開(kāi)專家座談會(huì)的形式，對(duì)擬制定的標(biāo)準(zhǔn)所涉及的適用范圍、技術(shù)要求、可操作性等內(nèi)容進(jìn)行了充分的討論與完善。最終，通過(guò)研討明確了黃土高原丘陵溝壑區(qū)坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)規(guī)范的主要技術(shù)內(nèi)容。4.主要起草人本標(biāo)準(zhǔn)起草組人員來(lái)自四個(gè)單位的13名成員，均是多年從事黃土高原丘陵溝壑區(qū)生態(tài)方面的研究與推廣工作，各自的起草分工如表1所示。表1標(biāo)準(zhǔn)起草組人員及其分工姓名性別工作單位任務(wù)分工陜西師范大學(xué)負(fù)責(zé)人、總體統(tǒng)籌協(xié)調(diào)北京師范大學(xué)整體技術(shù)方案設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)文稿撰寫(xiě)中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究植被配置模式、標(biāo)準(zhǔn)文稿撰寫(xiě)陜西師范大學(xué)植被配置模式、標(biāo)準(zhǔn)文稿撰寫(xiě)陜西省林業(yè)科學(xué)院植被配置模式、標(biāo)準(zhǔn)文稿撰寫(xiě)陜西師范大學(xué)植被配置模式、標(biāo)準(zhǔn)文稿撰寫(xiě)陜西師范大學(xué)技術(shù)調(diào)查驗(yàn)證陜西師范大學(xué)技術(shù)調(diào)查驗(yàn)證北京師范大學(xué)植被配置模式、標(biāo)準(zhǔn)文稿撰寫(xiě)中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究植被配置模式、標(biāo)準(zhǔn)文稿撰寫(xiě)陜西師范大學(xué)技術(shù)調(diào)查驗(yàn)證北京師范大學(xué)技術(shù)調(diào)查驗(yàn)證陜西師范大學(xué)技術(shù)調(diào)查驗(yàn)證二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)1．陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)編制原則陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)《坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)規(guī)范》的制定，主要針對(duì)黃土高原丘陵溝壑區(qū)坡面和溝坡的生態(tài)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，從實(shí)施植被修復(fù)和配置技術(shù)等環(huán)節(jié)，均要具有可行性和可操作性；應(yīng)能夠指導(dǎo)丘陵溝壑區(qū)范圍內(nèi)坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控工作標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、規(guī)范化，以使工作技術(shù)全面、科學(xué)合理。本標(biāo)準(zhǔn)的起草，是依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)》給出的規(guī)則進(jìn)行的。2．確定本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)黃土丘陵溝壑區(qū)黃土濕陷性強(qiáng)，加之人為活動(dòng)和極端降雨事件頻發(fā)，坡體-植被系統(tǒng)的崩塌和失穩(wěn)問(wèn)題突出。失穩(wěn)使流域地表破碎度增加、土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力大幅下降，生態(tài)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增加。植被具有強(qiáng)大的生態(tài)水文和水土保持功能，對(duì)提升坡體穩(wěn)定性、阻控坡體水土流失等生態(tài)災(zāi)害具有顯著效益。植被系統(tǒng)功能的發(fā)揮與植被類型、群落結(jié)構(gòu)、種植模式等密切相關(guān)，不同植物類型的生物學(xué)特性存在顯著差異，植被恢復(fù)應(yīng)和坡體的立地條件相適應(yīng)，選擇不同的配置模式。根據(jù)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和黃土高原生態(tài)安全屏障建設(shè)的戰(zhàn)略需求，針對(duì)黃土高原丘陵溝壑區(qū)坡體—植被系統(tǒng)穩(wěn)定性低下、水土流失等生態(tài)災(zāi)害嚴(yán)重、林草植被結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題，規(guī)范植被生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)尤其關(guān)鍵?！镀麦w-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)規(guī)范》是申請(qǐng)者及其團(tuán)隊(duì)多年來(lái)從事黃土高原生態(tài)恢復(fù)研究總結(jié)出來(lái)的一套適宜于丘陵溝壑區(qū)進(jìn)行坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)災(zāi)害阻控的標(biāo)準(zhǔn)。申請(qǐng)人及其團(tuán)隊(duì)多年來(lái)，一直從事黃土高原生態(tài)恢復(fù)、水土保持等方面的技術(shù)研究，承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)科研項(xiàng)目，發(fā)表100多篇有影響的學(xué)術(shù)論文，獲得陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)（2011年、2024年）和陜西省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)（2018年、2020年）。該標(biāo)準(zhǔn)借鑒了近年來(lái)黃土高原生態(tài)恢復(fù)的新技術(shù)，是目前該方向上成熟適用的技術(shù)成果。它結(jié)合了丘陵溝壑區(qū)的環(huán)境和坡體-植被系統(tǒng)的特點(diǎn)，具有先進(jìn)性和可行性。申請(qǐng)人及其團(tuán)隊(duì)以黃土高原丘陵溝壑區(qū)自北到南、自西向東的35個(gè)小流域?yàn)閱卧ㄟ^(guò)高分辨率遙感調(diào)查了各類型失穩(wěn)體分布面積和主控因素，調(diào)查了坡溝單元多類型立地條件的自然植物群落特征，分析了典型植物群落根系特征及其力學(xué)特性、根-土復(fù)合體力學(xué)特征，評(píng)價(jià)了流域自然植被群落對(duì)土壤侵蝕的阻控，遴選了提升穩(wěn)定性的植被類型，優(yōu)化了阻控災(zāi)害的典型植被配置模式。該標(biāo)準(zhǔn)是申請(qǐng)者已經(jīng)完成驗(yàn)收的國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（黃土丘陵溝壑區(qū)坡體-植被系統(tǒng)穩(wěn)定性及生態(tài)災(zāi)害阻控技術(shù)，2017YFC0504702）和正在執(zhí)行的陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（沙漠-黃土過(guò)渡帶植被結(jié)構(gòu)特征閾值與提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)研究，2021ZDLSF05-02）技術(shù)成果的集中應(yīng)用體現(xiàn)；也是參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展，對(duì)前期多年研究成果提煉篩選而制定。三、試驗(yàn)驗(yàn)證在編寫(xiě)過(guò)程中，陜西師范大學(xué)、北京師范大學(xué)、陜西省林業(yè)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所聯(lián)合在黃土高原丘陵溝壑區(qū)開(kāi)展了坡體-植被系統(tǒng)的相關(guān)試驗(yàn)與技術(shù)驗(yàn)證工作，總結(jié)提煉技術(shù)流程，并對(duì)丘陵溝壑區(qū)坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)阻控工作進(jìn)行了研討總結(jié)，形成了統(tǒng)一技術(shù)方案，確保標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組成無(wú)漏項(xiàng)。針對(duì)坡體-植被系統(tǒng)生態(tài)阻控技術(shù)，在陜西省安塞區(qū)紙坊溝開(kāi)展了2017-2021年的試驗(yàn)驗(yàn)證工作，選取了存在草皮脫落和淺層滑坡風(fēng)險(xiǎn)的樣點(diǎn)，根據(jù)立地條件配置了不同植被，并測(cè)定了植被恢復(fù)后的生態(tài)效應(yīng)，包括可蝕性（Kr）（平均值較對(duì)照農(nóng)田減少了77.0%-95.1%）、綜合土壤可蝕性（CSEI）（平均值較對(duì)照農(nóng)田減少了41%-86%）、土壤儲(chǔ)水量（SWS）（與裸地對(duì)照相比，灌木群落降低44.3%，草本群落增加15.8%）、減流率（RRE）（平均值在37.5%-93.0%）、減沙率（SRE）（平均值在83.9%-99.6%）和減流減沙比（RRE/SRE）（平均值在43.4%-93.4%），表明該技術(shù)在改善和維持坡體植被系統(tǒng)生態(tài)穩(wěn)定性中效果顯著。在延安市延河流域，由東南向西北，沿著降水減少的梯度，分別在延安寶塔區(qū)、安塞延河灣和安塞鐮刀灣選擇代表性小流域，在生長(zhǎng)有典型植物群落的坡面上進(jìn)行土壤種子庫(kù)調(diào)查，結(jié)果顯示菊科、禾本科、豆科在種子庫(kù)物種組成中占重要地位，分別占種子庫(kù)物種數(shù)的24.44%、15.56%和11.11%，而土壤種子庫(kù)多樣性特征在不同群落、不同微生境間沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)和顯著性差異。在安塞區(qū)典型小流域縣南溝、坊塌溝和馬家溝對(duì)6種典型植物群落的根系分布特征及其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明黃土丘陵溝壑區(qū)典型植被群落根系以細(xì)根為主，0-60cm內(nèi)各土層細(xì)根均占70%以上；不同植物根系的抗拉特性差異顯著，整體看檸條根系抗拉力最大，白羊草根系抗拉強(qiáng)度和根系極限延伸率最高（平均抗拉強(qiáng)度和極限延伸率是其他植物的6.83-3015倍和1.23-5.41倍）；在固土護(hù)坡、增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度方面，草本類植物白羊草優(yōu)于苔草，半灌木、灌木植物類檸條優(yōu)于鐵桿蒿、茭蒿和狼牙刺。參考文獻(xiàn)：BaojunZhang,GuanghuiZhang,HanyueYang,HaoWang,NingningLi.SoilerodibilityaffectedbyvegetationrestorationonsteepgullyslopesontheLoessPlateauofChina.SoilResearch,2018,56:712-723.BaojunZhang,GuanghuiZhang,HanyueYang,HaoWang.SoilresistancetoflowingwatererosionofseventypicalplantcommunitiesonsteepgullyslopesontheLoessPlateauofChina.Catena,2019,173:375-383.BaojunZhang,GuanghuiZhang,HanyueYang,PingzongZhu.TemporalvariationinsoilerosionresistanceofsteepslopesrestoredwithdifferentvegetationcommunitiesontheChineseLoessPlateau.Catena,2019,182:104170.BaojunZhang,GuanghuiZhang,PingzongZhu,HanyueYang.Temporalvariationsinsoilerodibilityindicatorsofvegetation-restoredsteepgullyslopesontheLoessPlateauofChina.Agriculture,EcosystemsandEnvironment,2019,286:106661.PingzongZhu,GuanghuiZhang,HongxiaoWang,BaojunZhang,XueWang.LandsurfaceroughnessaffectedbyvegetationrestorationageandtypesontheLoessPlateauofChina.Geoderma,2020,366:114240.PingzongZhu,GuanghuiZhang,HongxiaoWang,BaojunZhang,YingnaLiu.SoilmoisturevariationsinresponsetoprecipitationpropertiesandplantcommunitiesonsteepgullyslopeontheLoessPlateau.AgriculturalWaterManagement,2021,256:107086.PingzongZhu,GuanghuiZhang,HongxiaoWang,ShukunXing.SoilinfiltrationpropertiesaffectedbytypicalplantcommunitiesonsteepgullyslopesontheLoessPlateauofChina.JournalofHydrology,2020,590:125535.PingzongZhu,GuanghuiZhang,HongxiaoWang,HanyueYang,BaoyunZhang,LiliWang.EffectivenessoftypicalplantcommunitiesincontrollingrunoffandsoilerosiononsteepgullyslopesontheLoessPlateauofChina.JournalofHydrology,2021,602:126714.Jun’eLiu,XunchangZhang,ZhengchaoZhou.Quantifyingeffectsofrootsystemsofplantedandnaturalvegetationonrilldetachmentanderodibilityofaloessialsoil.Soil&TillageResearch,2019,104420.蘇雪萌,劉俊娥,周正朝,李秋嘉,趙富王.黃土丘陵區(qū)不同植物根系抗拉力學(xué)特性.水土保持研究,2019,26(3):2