国际泥沙研究期刊陈月红

土壤资源利用中存在的主要问题是非农建设用地面积增加和退田还湖，耕地面积日趋减少，人地矛盾突出;不合理开发或超强度利用导致土壤质量退化。(一)气象灾害频繁洪涝灾害频发鄱阳湖水位受赣江等五河和长江来水双重控制。统计资料显示，鄱阳湖地区几乎每年都发生洪涝灾害。1954～1983年的30a间，洪灾面积超过50万亩的就有9次。4～7月，湖水根据河流来水，水位相应涨落变幅大，但水位不高(一般低于20m);7～9月，长江进入主汛期，湖水位受长江洪水顶托或倒灌影响而壅高，水位过程变化缓慢，长期维持在高水位。湖口实测水位高于20m的年份，多出现在7～9月。气候不正常年份，鄱阳湖水系洪水延迟、长江洪水提前到来，长江、鄱阳湖洪水即行遭遇，相互顶托造成最大洪峰。如1954年和1998年的大洪水，滨湖地区高水位持续时间分别长达123d和94d，外洪内涝，损失惨重。洪涝灾害多出现在4月至7月上旬，气象上称它为主汛期;有些年份也会出现春汛、秋汛和冬汛。主汛期重度洪涝灾害全省平均为3a出现一次，浙赣铁路沿线附近、沿江、滨湖地区洪涝频率高于其他地区。据统计，九江市的东北部、安义县、奉新县的3级洪涝灾害风险频率大于60%，即10a有6a为3级洪涝风险年份。干旱日趋严重与江西省其他地区相比，鄱阳湖地区气象干旱出现频率最大，干旱程度最高，是江西省两个干旱中心之一，主要原因在于周围地形地貌致使鄱阳湖盆地及四周8～10月降水量通常小于江西省其他地区。1950～2002年53a中，鄱阳湖地区出现了4次大旱灾，1978年出现了自1935年以来最严重的特大旱灾;严重旱灾(特大旱灾与大旱灾的合称)平均约10a出现1次，特大旱灾53a出现1次。伏旱中心区域在樟树、鄱阳一带，以樟树发生频率最高;秋旱以北部为重，多发生在鄱阳湖平原，以鄱阳县发生频率最高。从干旱的地理区域分布看，河谷平原较重，丘陵山地较轻;时间分布频率上是中等以上的伏旱或秋旱三年两遇;严重伏旱五年一遇，秋旱四年一遇。南昌市北部、九江市南部、丰城等地1级干旱风险频率大于30%，表明10a有3a以上干旱成灾面积达干旱受灾面积的1/2以上，以新建、都昌、万年等县1级干旱风险概率最高，达55%。大风灾害影响大鄱阳湖地区大风明显多于江西其他地区，平原河谷盆地大风多于丘陵山区。根据资料统计，鄱阳湖地区年平均风速在5m/s以上，日平均风速≥5m/s的天数达4d。大风最多的是庐山，平均每年达到103次，其次是鄱阳湖口的星子县，平均每年38次。鄱阳湖北部是冷空气入侵江西的大门，西北部的幕阜山和东北部的黄山山脉阻挡了冷空气的南下，冷空气只能从鄱阳湖口灌入。由于地势平坦，加上宽阔的水面摩擦系数小，冷空气可以长驱直入，因此，鄱阳湖平原为江西大风的高发区。大风主要有冷空气大风，锋面雷雨大风和湖区出现的风向不定、风速变化大、时间短促的“飑线”大风。异常气候异常气候包括低温冷害(倒春寒、小满寒、寒露风)，高温低湿，大风和冬季冻害等。倒春寒一般出现在3月中旬至4月上旬，冷暖空气交替频繁，冷空气入侵后，常出现低温阴雨天气，出现烂种烂秧现象。小满寒出现在5月中旬至6月上旬，日平均气温连续3d小于20℃，对早稻、棉花等作物生长不利。寒露风主要出现在秋分至寒露期间，冷空气从北部入侵南下，影响二季晚稻抽穗、扬花，造成空壳率增加。(二)森林植被覆盖质量低，抗灾能力下降为了对鄱阳湖流域进行综合治理，江西省政府于1985年启动山江湖开发治理工程。通过发展经济、培植资源、保护生态环境等一系列重大举措，使森林覆盖率增长近1倍，但是，鄱阳湖流域的水土流失仍然比较严重。在鄱阳湖流域，森林资源有相当部分是人工林，以杉木和松树为主，物种单一，不利于水土保持。由于针叶林酸化土壤，林下灌草难以生长，不能形成乔、灌、草配套的水土保持植被条件，森林地表覆盖物少，土壤的透性差，无法形成强势的储养水源能力。森林资源的结构性矛盾削弱了覆盖率因素的作用，结果森林覆盖率迅速提高，林地质量却下降，直接导致涵养水土能力低。鄱阳湖泥沙主要来自五大河流及鄱阳湖地区间，多年平均进湖沙量042Mt，其中五河占总量的2%、区间占8%。五河进湖沙量中以赣江最大，占五河进沙总量的80%;其次为信江，占20%;鄱阳湖地区间入湖沙量270万t，仅次于赣江，占整个入湖沙量的8%(表5－3)。由于长期接纳“五河”带入的泥沙，而泥沙主要淤积在五河出口处及其附近的湖滩和草洲，加上不合理的围湖垦地，使湖面缩小北撤，行洪、蓄洪能力逐年减弱，湖滨区抵抗洪灾的能力降低。表5－3 各河流多年平均入湖沙量(据陈月红等，2002)(三)土壤退化利用RS，GIS为技术手段，研究证明:整个区域土地退化面积533180hm2，约占区域总面积的20%。主要是受鄱阳湖地区自然资源条件、社会经济状况和农民土地利用观念的影响，其中降水因素、耕地缺乏、城镇用地扩张、区域性贫穷的影响尤为突出。水土流失由于人口的快速增长，对粮食、燃料需求的不断增加，人地矛盾日益突出，导致陡坡垦殖，毁林开荒，粗放耕作，致使水土流失严重，生态环境严重破坏。根据遥感调查资料，鄱阳湖地区现有水土流失面积达5万hm2，占土地总面积的6%，占山地面积的2%(图5－2)。其中，轻度流失面积6万hm2，中度流失面积4万hm2，强度及其以上流失面积5万hm2。水土流失面积从20世纪80年代末至90年代呈现逐渐增加的趋势。虽然治理面积不断增加，水土流失有所遏制，但强度加大。图5－2 鄱阳湖地区水土流失与治理土壤沙化鄱阳湖周围丘陵岗地母质以花岗岩、页岩及红色粘土为主，由于降雨强度大、经济活动频繁、土地不合理利用，导致局部土地沙漠化。根据遥感调查，鄱阳湖地区现有沙化土地面积89万hm2，其中固定沙丘67万hm2，半固定沙丘36万hm2，流动沙丘85万hm2，沙化面积占湖区面积的2%以上，占全省沙化面积的30%以上。(1)矿山乱采，植被破坏，导致土地沙漠化矿山的无序开采，植被破坏严重，生态系统逆向演替，导致土地沙漠化。例如九江市星子县由于开采花岗岩、瓷土，使邻近庐山东南的低山丘陵产生明显的土地退化。根据1980年10月8日的卫星照片，矿山开采造成退化土地面积1km2，占全县土地面积的7%;而据1994年11月2日的卫星照片，退化土地面积7km2，占全县土地面积的7%，平均每年扩大38km2。(2)水蚀沙漠化水蚀沙漠化土壤，主要发生在岩性较疏松易蚀的第四系红色粘土阶地及缓丘、湖滨和河流下游冲积平原上，呈沙垅或沙丘链等形状，并有逐年扩大的趋势。主要分布在鄱阳湖滨、南昌县岗上镇和新建县厚田乡，及湖口、彭泽的长江南岸。厚田的风沙化土地以风成沙丘、沙质风蚀坑、波状片状沙地、蔓荆子沙堆及河流沙质沉积阶地交错分布，河流沙质沉积阶地含量大于40%，表层高达78%。在河流沙质沉积阶地上形成的风成沙丘、波状片状沙地为严重的风沙化土地。局部土壤污染鄱阳湖地区土壤重金属污染状况总体状况良好，但局部因矿山开采和金属冶炼，以及污水灌溉和城市垃圾施用，局部土壤存在重金属污染。据江西省地质调查院的调查，Cd，As，Cu，Pb，Zn等元素在鄱阳湖地区、沿江呈高值带分布，尤其是Cu高值区明显沿乐安河、饶河及鄱阳湖南湖分布;Hg主要在南昌市等城市及周边区形成高值区。因此，鄱阳湖地区局部土壤存在Pb，Cd污染，其中以Cd污染较为严重。Cd在鄱阳湖滨湖平原呈轻度污染，在修河入湖冲积三角洲平原呈中度污染;Hg在南昌市区、丰城市焦坑、抚州市河埠一带呈轻度－中度污染。南昌市、樟树市等城市及其周边地区土壤Hg，Cd污染主要由城市垃圾排放、污灌、化肥与农药施用等引起。简敏菲等(2005)在鄱阳县饶河入湖口设置采样点，对底泥和土壤样品进行了重金属元素Cu，Zn，Pb，Cd的测定与污染评价，鄱阳湖饶河入湖段的土壤或底泥受到不同程度的重金属污染(表5－4)。表5－4 饶河入湖段丰水和枯水期土壤及底泥中重金属污染指数(据简敏菲等，2005)耕地土壤肥力下降，酸化明显由于高产作物的推广应用和生产集约化程度提高，耕地土壤产出大幅度增加，但农民重用地轻养地，投入不足，耕地入不敷出。鄱阳湖地区是传统的绿肥产区，随着化肥的普及，农民转向以依靠化肥来获得粮食高产，绿肥生产大幅度减少，加之有机肥用量少，导致土壤有机质含量下降，耕地土壤有效库容减少，土壤缓冲性能降低，土壤耕性变差;土壤全氮含量部分下降，速效钾含量较低，微量元素有效含量下降明显。中国科学院南京土壤研究所1994～1996年在江西省余江县洪湖乡采集土样与第二次土壤普查资料进行对比表明(表5－5)，橘园和茶园种植15a后，表层土壤有机质和全氮含量下降，全磷含量提高;在旱耕系统中，由于投入较低，特别是有机肥很少，土壤肥力的主要演变特征是有机质和全氮降低，全磷增加，养分含量总体上有下降趋势;在高产水田中投入水平较高，土壤有机质提高，土壤养分含量增加，但土壤酸化明显。表5－5 红壤表层土壤(0～20cm)肥力的变化根据江西省地质调查院对鄱阳湖地区农业地质的调查结果也表明，比较第二次土壤普查资料，土壤pH下降1～5个单位。导致土壤酸化主要因素是酸性沉降和大量氮素肥料的不合理使用。南昌市是酸雨较严重的地区之一，酸雨频率高达87%。随着工业化进程的加快，酸雨强度加大。据中国科学院红壤生态实验站的定位测定结果，80%以上的降雨是酸雨pH<4，冬季降雨甚至达到pH<0的程度。若土壤持续酸化，土壤营养元素容易被雨水淋失，将导致土壤生产潜力下降。土壤次生潜育化鄱阳湖地区洼地，地下水位长年接近地表，土粒高度分散，潜育化严重。湖边山涧丘谷，光照不足，常因泉水浸泡或冷泉水灌溉，水温和土温较低，存在较大面积的冷浸田。平原地带，肥－稻－稻连作或双季稻连作冬闲，长期的淹水和排水不当，土壤干湿交替时间短，土壤次生潜育化较严重，致使土壤还原性有毒物质增多，养分有效性变差。鄱阳湖地区平原18万hm2渍害低产田中次生潜育化占50%～60%。(四)耕地面积减少耕地面积刚性递减20世纪80年代以来，由于工业化和城市化过程中建设用地的增加速度超过了新增耕地的增加速度、生态退耕占用耕地、农业结构调整占用耕地和灾毁耕地，耕地面积逐年呈刚性递减。根据统计年报，鄱阳湖地区耕地面积从1999年开始逐渐下降(图5－3)，耕地面积从1992年的05万hm2下降至2003年的71万hm2;2004年由于土地整理，耕地面积略有回升。而在城市化程度高的地区，因城市扩张和开发区建设用地的需要，耕地面积下降明显。图5－3鄱阳湖地区耕地面积变化图以南昌市为例，全市耕地面积从2000年的17万hm2减少到2004年的78万hm2，实际减少44万hm2(图5－4)，水田和旱地都有下降;而人口从2000年的39万人增加到2004年的78万人，人地矛盾日趋突出。耕地隐性流失现行的以耕地总量动态平衡为核心的耕地保护政策片面强调区域耕地数量上的平衡，而忽视质量上的平衡。补充的耕地质量难以保证，导致耕地质量总体水平的下降和数量的隐性流失。图5－4 南昌市耕地(水田、旱地)面积变化图目前，各地建设占用耕地，大部分集中在城镇周边较肥沃且旱涝保收的耕地上，而新增耕地的主要途径是未利用土地(主要为荒山、荒坡、荒草地等)的开发利用、农村居民点整理、耕地整理，以及废弃工矿用地的复垦利用等。一般未利用土地，土壤肥力和水资源条件较差，即使开发利用，也难以达到高产稳产状态。废弃工矿用地的复垦，因土壤理化结构和土壤肥力因素的破坏，以及可能存在的土壤污染，要恢复被占用前的良好耕作状态，不进行必要的工程措施和多年的生物修复是很难达到目的的。以南昌市为例，根据统计资料，2004年通过开荒和土地整理，当年新增耕地7174hm2，而当年因国家建设和其他基建占地等减少耕地面积8089hm2，占补相抵，减少915hm2。一般情况下开垦3～4hm2以上的耕地才能弥补占用1hm2现有耕地的生产能力。由此计算，南昌市当年至少应该开垦土地24267hm2才能保证当年耕地减少造成的生产力下降。

3 – 8：山东生产建设兵团一师一团兵团战士(排长)9 – 10：山东地质局第三地质队钻工10 – 8：中南工业大学地质系学生9 – 5：中国水利水电科学研究院(以下简称水科院)研究生部硕士研究生。获工学硕士学位，导师清华大学钱宁教授6 – 5：中国水利水电科学研究院博士研究生。获工学博士学位，导师清华大学钱宁教授5 – 2：水科院泥沙所工程师，主持三峡工程泥沙模型试验3 – 7：德国卡尔斯鲁厄大学水工研究所访问学者8 – 1：水科院泥沙所高级工程师2 – 12：德国洪堡基金会研究员1 – 12：德国卡尔斯鲁厄大学校长基金会特邀研究员，水文研究所客座研究员1 – 至今：国际泥沙研究培训中心教授级高工，博士生导师6 – 12：英文学术期刊International Journal of Sediment Research副主编，代理主编1 – 至今：英文学术期刊International Journal of Sediment Research主编12 – 至今：清华大学教授。兼荷兰水利研究生院IHE Delft，香港大学外聘教授1 – 至今：意大利巴利大学外聘教授，国际水利学会(IAHR)会刊“International Journal of River Basin Management”副主编 1979-1985：在钱宁教授指导下研究高含沙水流运动机理1985-1991：三峡工程重庆港区泥沙模型试验项目负责人1986-1987：珠窝水库泄空冲刷粘性淤积物的模型试验研究项目负责人1988-1991：获自然科学基金委员会青年科学基金资助研究非牛顿流体固液两相流运动8-1：德国大众汽车公司基金会资助研究非恒定水流中泥沙的起动1989-1991：指导硕士生研究冰盖流及冰盖流输沙1990-1991：小浪底水库坝前防淤泥沙模型试验项目负责人之一1991-1992 ：洪堡基金会资助在德国研究非牛顿体湍流运动1992-1994：在卡尔思鲁厄大学指导硕士研究生研究泥石流运动及其输沙能力和人类活动对中国淮河防洪的影响1992-1995 ： 参加欧共体项目Euro-slope研究山坡稳定和山区输沙1993-1994：在德国研究大气边界层模拟以及污染气体的扩散运动1995-1997：作为联合国开发计划署(UNDP)治河专家参加黄河三角洲可持续性发展研究 项目“Support for the Sustainable Development of the Yellow River Delta (UNDP Project NCPR/91/144) ，为项目组核心专家和主要报告人，负责研究控治黄河尾闾摆动, 水资源以及生态环境保护的方略, 并负责整个项目组向联合国提交学术报告和进展报告1995-1998： 获国家自然科学基金委员会首届杰出青年科学基金资助研究非恒定流输沙高含沙水流和泥石流，项目编号594250051994-2000：与德国著名学者如PEPlate, PBechteler, PErgenzenger等组织德中非恒定流输沙和中德非恒定流输沙合作研究,得到德国大众汽车公司基金会和中国自然科学基金委员会支持,在中国举办两次国际学术讨论会和在德国举办两次工作会并出版论文集。德国科学基金会（DFG）已经批准支持第三次德中非恒定流输沙学术讨论会2000年10月在慕尼黑举行，主要资助中方学者参加会议。1996-1999：指导博士生研究土地利用的变化对流域产沙和环境的影响以及人工神经网在产流产沙中的应用1997-2000：指导博士生研究泥石流入汇对主河淤积和河床演变的影响 以及高含沙水流长距离输沙的稳定性及其在黄河治理中的应用1997-2001：指导博士后研究“河口萎缩的机理和防止策略”1998-2002：国家自然科学基金委员会重大课题江河泥沙灾害的发生机制及防治策略项目第二负责人（项目号：59890200）, 项目第三课题“ 泥沙运动对江河洪水灾害特性的影响机理”第一负责人3 ：主持由中国自然科学基金委员会和美国自然科学基金联合支持的中美泥沙灾害学术讨论会，与美方学者共同主编论文集1998-2000：主持国际随机水利学学术大会(大会组委会主席), 86位外国学者20位中国学者参加2000- ：国际水利学会亚太地区分会理事、国际水利学会中国分会副主席1999-2003：指导博士后研究“环渤海水质泥质以及渤海富营养化和赤潮的数学模拟”，指导博士后研究“我国典型河口底泥污染及水污染研究”1999-2002：主持国家自然科学基金委员会和香港研究资助局重点项目“河口海岸泥沙、水流及污染物相互作用的机理与模型研究--以渤海湾与深圳湾为例”2000-2002：主持第二届国际防洪学术大会(大会组委会主席), 130多位外国学者40位中国学者参加2001- ：国际水利学会冲积水力学专业委员会委员2003-2006 ：主持国家自然科学基金委员会研究项目”植被侵蚀动力学及其应用”2004-2006：主持国家自然科学基金委员会和香港研究资助局重点项目“河流水沙环境生态综合管理--以东江为例”；主要研究人员参加国家自然科学基金委员会项目“河口泥沙需氧量及其影响因素的研究”2004-2008：主持国家科技部973研究项目”长江流域水沙产输及其与环境变化的耦合机理”的第六课题“流域生态与水利工程优化调控”

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