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海外文摘

2014-04-08本刊

水利水电快报 2014年5期
关键词:耕作气候变化服务

旱地农业保护性耕作的土壤系统及产量变化分析-Agricultural Water Management,2011,98(11)

在撒哈拉以南的非洲半干旱地区,小农耕作的产量普遍较低,原因在于在作物生长关键期根区缺水。为解决这一问题,以坦桑尼亚东北部为例,在该地区耕作系统中,提出采用保护性耕作促进土壤健康,充分利用水资源就地回用的效益,并结合护根和施肥的土壤翻耕,开展了农场保护性耕作试验,研究其对增强土壤持水能力的作用。在6个试验期中,保护性耕作方式仅在其中1个试验期表现出明显的增产效益,即玉米总产量增加41%,单产增加65%。该时期降水量十分丰沛,约为549 mm。然而,在其他几个时期却表现出不同结果。在土壤系统改善方面,出现了细微而显著的化学及微生物学特性变化,但土壤的物理特性并未发生改变。由此提出了水源回用效益及其在半干旱条件下稳定粮食产量的潜力问题。结果表明,从短期来看,在水源条件良好的季节,采用保护性耕作方式具有增产效益,而在降水少的季节则难以保证产量;进而分析耕作系统改进方面的挑战,得出从长远角度看,保护性耕作对提高作物根区水资源利用效率具有潜在效益。

五大湖滨岸湿地生态系统服务综述-Aquatic Ecosystem Health & Management,2012,15(1)

自欧洲人定居以来,位于加拿大与美国交界处的五大湖内,原始滨岸湿地已消失了2/3。尽管如此,五大湖滨岸湿地重要的生态系统服务仍受人类活动压力因素的影响。随着人类活动干扰的增强,野生生物和渔业资源正在减少。为此,详细阐述了五大湖滨岸湿地的重要作用,并强调在制定管理决策过程中,应充分考虑该湿地对野生生物的生境、渔业资源和水质改善的重要生态系统服务功能,列举滨岸湿地为30种水禽、155种鸟类、55种爬行动物和两栖动物提供生存栖息环境等相关数据,强调保护湖滨堤岸的重要意义。相关研究表明,每年排入五大湖流域滨岸湿地的磷约4000t、氮约53000t。然而,还需要进一步开展研究,以明确压力因素带来的影响。为支持管理决策,需要明确特定压力因素或土地利用类型与生态系统服务之间的数量关系,并将其作为衡量反应生态系统服务的重要指标。

堤岸岩土特性与稳定性分析-American Journal of Environmental Sciences,2011,7(2)

在孟加拉国,土质堤防和河岸普遍存在堤岸侵蚀和溃堤的问题,这可能与岩土材质不稳定、施工方法不当、渗流和滑动等原因有关。通过调查贾木纳河和博多(Padma)河废弃的筑堤材料,从岩土力学特性的观点出发,按照日本工业标准(JIS)进行实验,采用极限平衡法对堤岸进行稳定性和稳态渗流分析。此外,以马努河河堤为例,论述了该河现有河堤的设计过程及堤防稳定性分析技术。结果表明,贾木纳河河堤土质并未采用理想的河堤材料。此外,由于未做好边坡防护,使得河堤极易受到侵蚀。而博多河大部分堤河材料均为粒级砂,粘土仅占25%。随着含水量的增加,两处河堤材料的渗透率和强度都迅速减小。然而,张力裂缝和坝址侵蚀也在较大程度上加剧了溃堤风险。因此,应改善筑堤土的岩土力学特性,以减少溃堤数量。在边坡防护中可利用沙袋、钢筋水泥复合材料。此外,为提高安全系数,还建议在堤防设计时进行渗流分析。

气候变化及其对国家安全的影响-American Journal of Environmental Sciences,2011,7(2)

气候变化日益成为国家安全最严重的威胁之一,这将给自然资源、沿海资源、生态系统、人类健康和人类居住地带来不利影响,还会对大规模的人类迁移、经济和社会造成影响。为应对气候变化对小岛屿国家、最不发达国家造成的威胁,通过使用电子和非电子数据库进行全面搜索,利用一系列有关气候变化影响和国家安全的关键词,系统地搜索相关文献。结果表明,气候变化对国家安全的影响主要表现在加剧环境恶化和资源短缺、大规模的人类迁移以及损毁基础设施等方面;对环境的影响主要表现在加剧海平面上升、增加极端天气事件、加剧淡水短缺、土地退化和污染等方面。除了环境难民的增加、严重风暴和落后经济可能带来政治方面的危害外,气候变化通过降低自然资源和人类生存的质量等途径也会给经济方面带来一定风险。因此,减少气候变化造成的威胁有利于国家安全,需要在地方和国家层面研究一种综合应对方法,实现可持续发展的适应性战略以及气候安全。

马来西亚农业应对气候变化适应性研究-American Journal of Environmental Sciences,2011,7(2)

为使马来西亚农业应对气候的快速变化,政府和其他相关机构提供了各种方法,但收效不大。为分析其对气候变化的适应程度,以马来西亚雪兰莪州(Selangor)西北部综合农业开发区的稻农为研究对象,通过问卷调查收集、获取可靠资料,并采用描述统计学和有序回归法进行数据分析。结果表明,大部分农民认为从市场额外购买并追施肥料并无必要。有41.4%的农民认为政府提供的帮助并不足以应对气候变化。因此,农业和农民生活的持续性对外界支持具有较强的依赖性。除鼓励和补贴之外,需要采取农民培训和激励措施,逐步提高其对气候变化的适应性。

均值方差模型在日本小型灌溉坝维修中的应用-Damu Kogaku,2011,21(2)

日本许多小型灌溉坝建坝较早,溢洪道设计标准偏低。为确保坝体稳定,应对其进行维修。结合均值方差模型(MVM),将坝体维修工程视为投资组合,对使用寿命内的每场可能洪水,以内部收益率(IRR)的形式计算每项小型灌溉坝维修工程的返回值。对超出某频率的洪水,采用近似概率理论计算其预期收益率和标准偏差。结果表明,将该模型应用于小型灌溉坝维修工程,可在确保坝体稳定的前提下,使效益投资比(B/C)最大化。同时还表明,夏普指数和预期收益率是决定此类工程权重和优先秩序的关键指标。

蓄水水库库底灌浆研究-Damu Kogaku,2011,21(1)

通过钻孔和示踪拍照调查发现,八潮(Yashio)水库存在渗漏问题。在水深约500m处发现有大倾角型裂缝,可能是由火山口内壁的水热交替和大规模岩石蠕变造成的。由于水深限制,无法采取帷幕灌浆技术,基于地形地势研究,选用向蓄满水的水库库底岩床实施灌浆的方法,泥浆可能会带走地下水径流。评估灌浆后渗漏减少及库底灌浆情况。结果表明,通过这种灌浆方法进行修复可有效减少水库渗漏问题。

堆石坝外部变形监测中关键点选取法-Damu Kogaku,2011,21(1)

土石坝外部变形监测是大坝安全监测管理的重要项目,但监测成本高。为降低大坝管理和调度成本,急需合理地运用量测设备。为此,提出了一种选取关键监测点的方法,作为测量其外部变形的方法之一。在日本许多堆石坝上安装全球定位系统(GPS),可有效地测量土石坝外部变形情况。结果表明,该方法可实现快速调查,且耗费成本相对较低,可在节约成本的基础上满足大坝安全监测的要求。

生态系统服务价值重复计算的原因及对策-Ecological Research,2011,26(1)

重复计算是生态系统服务研究中一个较为普遍的问题,会给其服务价值评估带来不确定性且可靠性较低。基于以往生态系统服务价值的研究成果,分析了重复计算的基本原因,包括歧义定义、生态系统服务分类不一致、对生态系统复杂性理解不到位、对单个系统服务的排他性与互补性认识不足、服务的时空依赖性,以及生态系统服务评估方法的交叉与缺乏等。进而总结了降低生态系统服务评估重复计算的几种措施,包括定义生态系统服务的时空尺度、评估由生态系统获取得最终效益、建立一致的生态系统服务分类系统以及根据研究实际选取合适的评估方法等。可为下一步研究生态系统服务价值提供参考。

泥沙淤积对大坝和水库管理的影响及对策-Journal of Environmental Science and Technology,2012,5(5)

农业用地不合理、生态系统管理不到位会导致一系列环境问题,如水土流失会造成土壤退化。随着水土流失趋于严重,泥沙淤积量也会逐渐增多。以埃塞俄比亚为例,针对片蚀、沟蚀、沟岸和沟壁侵蚀、河床与河岸侵蚀及滑坡等多种水土流失形式,详细阐述了由此产生的泥沙淤积对科卡(Koka)、安格瑞(Angerb)、雷泽达迪(Legedadi)和吉格吉贝(Gilgel Gibe)等用于水力发电、城镇供水和农业灌溉的水库造成不利影响,并指出严重的淤积状况还可能会使居民生活、灌溉和水力发电供水不足、水利设施保养维修费增加、水质下降、清淤成本投入增加以及航道堵塞等。建议在今后水库建设中加强以下措施:①在流域中上游地区实施流域综合管理,包括各类水土保持措施;②在水库上游增加植被缓冲带,以减少水土流失;③由于清淤工作耗资巨大,应在新建大坝和水库的设计阶段更多地关注流域水土保持;④制定和实施技术可行的国家战略与政策,并使其与减缓水土流失和泥沙淤积的方法相协调;⑤加强并深化对此类问题的研究。综上所述,认为流域综合管理是当前实施的、处理此类问题的有效方法,值得借鉴。

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