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黄土高原由于长期土地过度利用,己成为全国乃至世界上水土流失形势最为严峻、生态环境条件最为脆弱的地区之一。建国以来,国家在黄河中游黄土高原投入了大量人力物力进行水土流失治理,特别是退耕还林(草)政策实施后,黄土高原的土地利用结构已经有了明显改变,区域土壤侵蚀和生态环境状况也随之发生了变化。因此,探究土壤侵蚀和生态系统服务价值的时空变化特点,科学、客观和定量评价退耕还林(草)生态环境效益成为热门问题。基于此,本研究选择了已有一定研究基础,并且是退耕还林(草)重点区域的延河流域作为研究区域,以气候、土壤、土地利用等数据为基础,在GIS技术的支持下,探讨和评价退耕还林(草)对延河流域生态环境效益的影响。 本文计算了改革开放初期至2005年延河流域土壤侵蚀量和生态系统服务价值,并对退耕还林(草)前后生态环境效益的变化情况进行评价,具体包括: (1)延河流域土壤侵蚀量计算。基于己有的研究成果,以应用比较广泛的USLE通用流失方程为基础,结合延河流域实际情况筛选出适合该区域的降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡度坡长因子、地表植被覆盖因子、土壤保持措施因子的计算方法,并生成从改革开放初期至退耕还林(草)后不同年份的各因子值栅格图。在各因子计算结果基础上,借助Arcgis的栅格运算功能利用USLE方程计算退耕还林(草)前后各年份的土壤侵蚀量,进而对退耕还林(草)前后土壤侵蚀变化情况进行评价。结果显示,从改革开放初期到2005年,延河流域土壤侵蚀模数呈先增加后减少再增加的趋势。 (2)流域退耕还林(草)生态环境效益研究。实施退耕还林(草)改变了延河流域的下垫面情况,其生态环境影响涉及生物圈、土壤圈、水圈和大气圈,因此本文中分别选择净第一生产力、土壤保持功能、涵养水源功能和固碳释氧功能等项目,以综合评估延河流域实施退耕还林(草)的生态环境效用。由于净生产力、土壤保持量、水源涵养量、固碳量和释氧量等无法直接简单叠加,本文通过引入生态服务价值的评价方法,对净第一生产力、土壤保持、涵养水源和固碳释氧各单项生态服务功能的价值进行估算汇总,并借助生态环境效益综合评价指数模型综合评价延河流域退耕还林(草)前后生态环境效益的变化。在进行退耕还林(草)生态环境效益评价时,本文统一采用了改革开放初期降水数据,从而消除了降水波动的干扰,更科学、准确地反映了退耕还林(草)的影响。通过与改革开放初期生态环境效益综合指数的对比,发现退耕还林(草)前的1995年延河流域的生态环境质量有恶化趋势,而退耕还林(草)后延河流域生态环境质量逐渐改善,2000年生态环境效益综合指数已经回升至100以上,并在2005年进一步上升到104.09,说明退耕还林(草)政策的实施对延河流域生态环境的影响是积极的,生态环境质量在实施退耕还林(草)后向着好的方向发展。