基于小流域尺度的森林水资源调控与水土保持生态建设技术

项目以长三角地区为对象，重点研究水土保持生态建设中亟待解决的坡面土壤侵蚀、植被水资源调控、裸露岩质边坡复绿等重大科学问题，构建以小流域为单元的水土保持生态建设综合配套技术，为区域生态安全和经济建设提供理论依据与技术支撑。 1.坡面尺度土壤侵蚀预测系列模型的研发 基于近20年的森林水文与土壤侵蚀定位监测，研发了泥沙瞬时单位线模型（GOIUG）、坡面流量计算模型、基于下垫面覆盖特征与通用土壤流失方程耦合的林地土壤侵蚀预测模型（FUSLE）以及坡耕地模型（ER-USLE），模型预测结果更加符合江淮丘岗区土壤侵蚀空间分布实际，预测精度较原有模型提高 10%以上，并可应用于同类型地区。 2.森林植被对水资源形成过程的作用机制与调控技术研究 围绕长三角地区城市群对备用水源的迫切需求，依托国家林业局长三角森林生态系统定位观测站，从单株—坡面—集水区三个尺度上，研究典型森林生态系统对降水的输入过程、耗水特征、水资源形成过程的影响，揭示林冠降水分配、灌草与枯落物截留、土壤渗透与水分传导、径流及其组分等作用机制，明确了高效水源涵养林构建的关键技术及其参数，提出了以水源地生态补偿为纽带，流域上下游联动为核心、以小流域植被恢复和经济发展为目标的“水土流失控制大、小循环”理论，为流域水资源保护与协同管理提供理论和技术支撑。 3.裸露岩质边坡快速复绿的长期维持作用机制及技术研究 以采石宕口、高陡边坡的生态修复为重点，研发了具有自主知识产权的高效溶石熟土微生物菌种、适于边坡复绿的专用保水剂及佳配比，揭示了土壤微生物在促进岩壁与基质的融合、植物根系形成及边坡稳定等方面的作用机制，形成了集高效溶石熟土微生物菌种、高陡边坡喷播复绿高效保水剂、矿区堆场水分渗漏控制、植物配置模式、固土防蚀等于一体的植被恢复综合配套技术，实现了高陡岩质边坡快速复绿的长期维持。 4.小流域水土流失综合防治技术研究 以小流域为单元，构建了水土保持健康评价指标体系，采用PSR概念模型和BP神经网络模型进行生态系统健康评价和等级划分，提出了以改坡造梯、建库修塘、截流拦蓄、低质低效林分质量提升为重点，以沟道治理、林农复合经营、村庄生态整治等多项技术于一体的水土流失综合防治技术体系，实现了山丘区小流域生态系统持续健康发展。