1步骤 6:预防保护区封育与改造(分值:7 分,建议用时 10 分钟)
知识点:
预防保护区封育与改造的主要树种类型及方法。
操作目的:
掌握预防保护区封育与改造的基本方法和技术手段。
操作过程:
在小流域内(图 10-1),根据指引进入预防保护区场景(图 10-2),查看各树种信息,根据树木长势、病虫害特征等,判断是否进行间伐处理。
间伐完成之后,查看资源库中的树种特征,选择合适的树木并拖到林地上进行补植,窗口内实时显示覆盖度、生物多样性指数和植被净生产力(图 10-3)。学生需要经过“间伐-补植”的反复操作,使各个指标达到目标值。
操作结果:
获得预防保护区治理后不同树种类型的配置,与其相对应的覆盖度、生物多样性指数和植被净初级生产力数据,用于生态清洁小流域治理的综合规划设计(步骤 11)。
2步骤 7:综合治理区工程措施(分值:10 分,建议用时 6 分钟)
知识点:
(1)水土保持工程治理措施的主要类型、布设方法及其对水土流失的影响。
(2)工程治理措施主要类型:水平梯田、水平阶、鱼鳞坑。
操作目的:
使学生熟悉水土保持工程治理措施的主要类型和常见规格,掌握水土保持工程治理的常见技术手段。
操作过程:
①在“小流域综合治理”模块下进入“治理区工程措施治理”界面(图 11-1),可在该操作界面右下角“资源库”中点击各工程措施图标查看 3 种主要工程措施“水平梯田”、“水平阶”和“鱼鳞坑”的基本特征及所需设计的规格参数(图 11-2)。
②点击各工程措施图标,结合界面右上角展示的措施对流域径流量和产沙量的作用结果(图 11-3),设置不同的措施参数探索各措施对流域径流量和产沙量的影响,并设计相应的工程措施(图 11-4)。
③根据设定的流域治理目标规划适宜的“减流、减沙”工程措施,把最优的措施方案保存到措施库中。
操作结果:
此步骤得到治理区坡面的工程措施方案,获得工程措施对流域产流产沙的影响数据,用于生态清洁小流域治理的综合规划设计环节。
3步骤 8:生态治理区林草治理措施(分值:10 分,建议用时 7 分钟)
知识点:
水土保持林草措施配置类型、方法及作用。
优选的林草配置模式:①深根性、耐贫瘠针叶树种混交;②冠幅较大的树种混交;③多层林配置模式(增加截留,减少径流)。
操作目的:
帮助学生掌握林草措施配置,熟练运用生态治理区土壤侵蚀控制的基本技术手段。
操作过程:
①在“小流域综合治理”模块下进入“治理区林草治理措施”界面(图 12-1),先浏览该操作界面右下角经济树种的种类和特征,了解用于南方红壤区小流域综合治理的主要经济树种(图 12-2)。
②通过键盘方向操作浏览治理区的地形地貌特征,根据“适地适树”原则选择适宜的树种和树种配置模式用于小流域治理(图 12-3)。
③可进行尝试用单一树种或多树种配置进行流域治理,在设置好树种,设置数量与间距后,点击“开始种植”即可在界面右上角获得当前树种类型和配置模式对径流量、产沙量和林果产量的影响(图 12-4),并可通过键盘方向操作浏览治理区全景和局部的种植情况(图12-5)。
④获得满意的树种配置模式后可通过操作界面右下角的“提交”模块将相应措施保存在措施库中。
操作结果:
掌握不同林草措施对流域的径流量、产沙量和林果产量的影响,获取适宜的林草配置模式,将该环节的实验结果用于生态清洁小流域治理的综合规划设计环节。
4步骤 9:生态修复区缓冲带治理(分值:10 分,建议用时 6 分钟)
知识点:
缓冲带类型与配置方法。
缓冲带类型:乔木林地、灌木林地、草地。
操作目的:
选择合适的生态保护区缓冲带控制范围,明确面源污染控制目标,使学生掌握面源污染控制的方法。
操作过程:
①在“小流域综合治理”模块下进入“修复区缓冲带治理”界面(图 13-1),在该操作界面内通过键盘操作查勘生态修复区及其周边环境的土地利用、地形地貌等特征(图 13-2)。
②在操作界面右下角的资源库中了解缓冲带类型的特征(乔木林、灌木林、草地、乔灌草组合,图 13-3)。
③尝试选择不同的缓冲带类型并更改缓冲带宽度,通过操作界面右上角实时联动的“氮磷截留率曲线”了解相应治理措施的治理效果(图 13-4)。
④根据氮磷截留率与缓冲带宽度的关系曲线,判断最优河岸缓冲带类型和宽度范围,保存相应措施后提交到措施库中。
操作结果:
获得生态保护区面源污染控制最优缓冲带类型和宽度。
5步骤 10:生态修复区河岸护坡治理(分值:5 分,建议用时 5 分钟)
知识点:
生态修复区河岸护坡措施类型与配置模式。
操作目的:
使学生掌握生态保护区提高河岸边坡稳定性的方法。
操作过程:
①在小流域综合治理模块下进入“修复区缓冲带治理”界面(图14-1),进入该界面后可以通过操作键盘方向键查看修复区的河堤和周边土地利用等环境特征(图 14-2);②浏览界面右下角的资源库认识主要的护坡类型,并通过鼠标左键将不同的护坡拖至河岸边坡,根据界面右上角与治理措施联动的河岸边坡稳定性随年限的变化曲线,了解和掌握不同护坡类型对边坡的防护效果(图 14-3);③根据实验设计选择其中一种护坡类型应用至河岸坡,同时可结合键盘操作查看护坡应用在河岸坡与周边环境的整体融合效果,最后点击应用将合适的措施后保存到措施库中(图 14-4)。
操作结果:
获得适合当前功能定位的最佳河岸护坡类型。
6步骤 11:小流域治理综合规划设计(分值:20 分,建议用时 20 分钟)
知识点:
生态清洁小流域治理措施的搭配与空间布局。
操作目的:
使学生掌握根据小流域功能定位去设计合理的综合治理规划。
操作过程:
①在小流域综合治理模块下进入“综合规划设计”界面(图 15-1),在该界面下可看到“现状问题与分区时操作的三区划分结果”,然后通过查看界面右上角措施记录表回顾的前面几个措施设计步骤中筛选好的措施,并查看“措施记录表”中各项措施的“代码”(图
15-2)。
②查看完措施记录后点击关闭,可利用鼠标左键选取操作界面的各治理类型下单项治理措施的代码(图 15-3)。
③应用措施时,先点击相应的措施类型,然后选择单项措施的“代码”,再通过“笔刷”将相关措施交错镶嵌布置或利用“框选”功能快速将同一措施布置在大的空间内(图 15-4),布置完成的网格会出现相应的措施代码,直到完成整个小流域的治理规划,或利用一键设置功能随机将单项措施布置在小流域的网格图上,如想重新布置相应措施,可以点击“重置”按钮重新开始布置。
④布置完成后点击“确定”按钮,完成治理措施在小流域内的应用。
操作结果:
在小流域网格图上,根据设定的功能目标,完成治理规划,形成小流域综合治理规划图。