针对传统盐碱土结构差、土壤颗粒细、洗盐效率低、容易返盐等问题，创建了“重塑土壤结构高效脱盐”生态修复盐碱地工程技术体系。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 针对传统盐碱土结构差、土壤颗粒细、洗盐效率低、容易返盐等问题，创建了“重塑土壤结构高效脱盐”生态修复盐碱地工程技术体系：开发出新型生物基改性材料，将盐碱土的“细小颗粒”粘结成稳定“大颗粒”，重塑了土壤的“团粒结构”，增大了土壤孔隙度，大幅度提升土壤的透水性，脱盐效率比传统提高10倍以上；发明长效缓释抗盐抗逆种子处理剂，在种子周围形成保护层，保护脆弱期种子正常萌发保护幼苗根系，提高盐碱地作物的出苗、保苗率及作物的产量；采用养分控释技术，创制的抗盐碱控释肥料将大大缓解NPK的溶解速率，减小速效肥料对种子和幼苗造成的盐害叠加同时养分释放缓慢，作物可及时吸收；再结合筑堤建闸、控水排盐等措施，显著降低了土壤表面返盐，系统攻克了盐碱地快速生态改良这一难题。 采用该技术体系，每亩地一次性使用300立方米淡水即可脱除耕作层盐碱，减少淡水使用量90%以上。已在山东、吉林、内蒙古、新疆等四大盐碱区域进行了大规模的推广示范与应用，取得了可喜的效果。在山东东营滨海盐碱地，改良前含盐量0.5%左右，和其他改良方法相比，小麦增产190%，收获后轮作大豆，大豆又增产271%。采用该技术模式，已超过一万公顷重度盐碱荒地，由原来的不毛之地转变为优质耕地。

成果针对双创教育重教育成效、轻价值引领等问题，依托省教改等项目，经过6年“调研—理论研究—实践方案制定—试点学院—全校实施”的探索，形成成果：基于“立德树人”的高校创新创业教育生态系统。

成果简介：    将农田排水沟渠进行生态改造后的生态浅沟，是农村空间纹理和环境生态系统中的重要元素，除了担负农田灌排水任务外，还利用内部土壤、微生物、动植物等形成的生态系统，达到削减农田排水和降雨形成的面源污染的目的。然而，在冬季低温下由于动植物休眠，微生物数量锐减、活性降低等原因，生态浅沟削减面源污染效果明显降低，

成果介绍通过预制透水钢筋混凝土箱体与插板的组合型结构，相邻箱体插板连接、插板固定与箱体两侧外壁中部卡槽，有效消减船行波，节约施工材料，降低工程造价，实现生态和经济效益。技术创新点及参数1、内核限制性航道中，优化硬质结构竖向尺度及纵向布置，增强消浪性能和临近岸坡水体的水流多样性。2、在迎水立面形成格栅型消浪结构，降低航道内船行波的反射，提高船舶航行安全与效率，尤其是在低水位期。3、上部形成透空板式防浪结构，在高水位时消减入射的船行波。减小在护岸平台和二级柔性护坡上荷载，提高植被和生态保护，凹凸错落形态提高水流多样性，利于水生动植物栖息。4、预制结构，实现工厂制作和机械化施工，提高施工效率，降低造价。插板结构，降低钢筋混凝土用量，工程造价节约15％～20％。市场前景与河道改造企业合作或承接政府的内河航道改造的设计与技术优化。短期成熟技术投入重点应用场景，可以1年回收投入成本。

我校生态研究中心王传宽教授研究组在生态学著名学术期刊Global Ecology and Biogeography（环境科学与生态学1区，IF = 6.045）和土壤科学著名学术期刊Soil Biology and Biochemistry（农林科学1区，IF = 4.857）上相继发表了题为“Effects of forest degradation on microbial communities and soil carbon cycling: A global meta-analysis”和“Trends in soil microbial communities during secondary succession”的系列研究成果，首次从两个不同微生物分类尺度探索了宏观生态学的演替干扰理论在微观土壤微生物生态学中的应用，全球数据整合分析发现：生态对策理论和演替干扰理论可以成功地解释生态系统进展演替和逆行演替中土壤微生物群落组成和结构的演变过程，不但推动了土壤微生物生态学研究的发展，而且对土壤固碳效应、生态系统模型等都有重要意义。 土壤微生物是陆地生态系统不可或缺的组分，是生物地球化学循环的重要调节者，在生态系统的稳定性、生产力和固碳效应的维持、生态系统服务功能的提供、生物多样性保护等方面发挥着不可替代的作用。然而，土壤微生物群落结构极其复杂，1克土壤就含有高达10亿个细菌和真菌细胞、由数万种分类单元组成，从而给微观生态学研究带来了巨大挑战。据论文的第一作者周正虎（博士生）和通讯作者王传宽教授介绍，该研究团队成功地将宏观生态学理论应用到微生物研究中，发现生态系统进展演替过程中K-对策微生物越来越占优势，而森林退化过程中（逆行演替）r-对策微生物越来越占优势。他们还发现K-对策占优势的微生物群落有利于土壤有机碳的固存，r-对策占优势的微生物群落则会将更多的土壤碳排放到大气中。这些成果不仅将激发微生物生态学的理论研究，而且将推进土壤微生物介导的碳循环过程的机理研究。

我校黑龙江帽儿山森林生态系统国家野外科学观测研究站（生态研究中心）教师王兴昌（王传宽教授研究团队）,在农林科学著名学术期刊Agricultural and Forest Meteorology（农林科学1区，IF = 3.887）上先后发表了题为“Improving the CO2 storage measurements with a single profile system in a tall-dense-canopy temperate forest”、“Quantifying and reducing the differences in forest CO2-fluxes estimated by eddy covariance, biometric and chamber methods: A global synthesis”等系列研究论文，推进了森林生态系统碳通量的测定，对改进陆地生态系统碳通量观测技术有重要意义。 地球系统碳循环与全球气候变化息息相关，但目前陆地生态系统（特别是森林生态系统）CO2收支的定量测定依然是全球碳循环估测中不确定性的主要来源之一。精确测定森林生态系统碳通量是合理评估森林生态系统在生物地球化学循环及其调节气候变化作用的基础。据论文第一作者王兴昌博士和通讯作者王传宽教授介绍，目前森林生态系统尺度CO2通量测定的3种主要方法（测树学方法、箱式法、涡动协方差法），各有优缺点，其中涡动协方差方法以其高时间分辨率、原位无干扰连续监测等优点而应用越来越广泛。然而，全球森林生态系统复杂多样、冠层高大、地形起伏多变等因素，给涡动协方差方法的有效应用带来了很大的挑战。经过在帽儿山森林生态站历时10年的连续观测研究发现：利用常用的单点观测或标准廓线估计森林冠层CO2储存通量，均会明显低估森林与大气之间的净CO2交换，从而带来显著的测定误差。进一步的全球数据整合分析发现：涡动协方差方法获得的森林净固碳量比测树学法的测定结果高25%，但其生态系统呼吸又比箱式法的测定结果低10%，而且这种误差在地形复杂和冠层浓密的森林生态系统更为突出。究其原因，与开路涡动协方差系统的表面加热效应显著相关。这些研究结果有利于提高森林碳收支的估算精度，而且为全球CO2通量观测网络的数据融合与评估提供了重要的方法学依据。

本成果已获授权发明专利CN201310260592.6。本发明公开了一种生态纳米颗粒增强水泥基复合材料及其制备方法，采用工业废渣中的高强高弹球形纳米颗粒大量取代水泥，同时使用减水率50％以上的高性能外加剂及高强超细镀铜钢纤维，通过水泥、生态纳米颗粒、化学外加剂、钢纤维及其多元复合技术的有效和高效利用，大大促进了混凝土材料组成与结构优化，各组分优势叠加、成份互补。本发明解决了现有水泥基复合材料在标准养护和蒸汽养护条件下无法达到抗压强度300MPa以上、抗弯强度60MPa以上的难题，大大提升了工业废渣的高效再生利用率和核心技术价值，降低水泥基复合材料中水泥熟料的用量，适用于混凝土设计抗压强度为300MPa的大型土木工程结构材料。

1 成果简介我国山区河流众多，许多河流的河床侵蚀下切，并以溯源冲刷方式传播到上游沟谷，引起沟坡增大，岸坡失稳和整个流域的土壤侵蚀，在汛期暴雨作用下，常常引发崩塌、滑坡和泥石流等自然灾害。阶梯深潭系统是山区河流中常见的一种河流地貌形态，由一段陡坡和一段缓坡相间组成，在纵剖面上呈阶梯状。天然阶梯深潭系统是在水流冲刷过程中自然形成的，是一种增加河床阻力、消减水流能量、抑制河床侵蚀下切的健康河床结构，这种结构在自然界具有较大的稳定性。然而，自然发育阶梯-深潭系统往往需要经过较长的时间，在具备一定条件的山区河流，模仿天然阶梯深潭系统建造人工阶梯深潭系统，也可以取得控制河流下切、避免或减少地质灾害的效果。自 2006 年开始，清华大学先后在云南、四川、甘肃等省，开展了人工阶梯深潭系统在山区河流治理方面的野外试验研究。研究成果显示，人工阶梯深潭系统不仅能够有效地控制河流（沟谷）下切、改善河流生态环境，对于泥石流灾害也具有明显的防治作用。目前，对于阶梯深潭系统发育程度（河床结构强度）的研究正在进一步量化；同时研制了一批专用的测量工具，如用于测量河床结构的“ 河床结构测量排” 、用于阶梯深潭系统流速场测量的“ 湍流脉动流速仪” 等；阶梯深潭系统的消能减灾机理研究正在不断深入。通过对阶梯深潭系统生物栖息地多样性的定量研究，采用大型无脊椎底栖动物对山区河流的生态多样性进行评价，为山区河流生态评价量化指标体系的建立奠定了基础。  治理前                                              治理后生态条件改善，河床稳定 图 1 吊嘎河人工阶梯深潭治理前后  修建前沟道内碎石散乱                            修建后沙石沉积水沙分离，控制了泥石流发生 图 2 建造人工阶梯-深潭系统前后的文家沟  汛期前                                                  汛期后阶梯深潭系统泥沙淤埋 图 3 拦山沟人工阶梯-深潭系统治理汛期前后2 应用说明实例 1：云南东川市吊嘎河（小江流域支流）人工阶梯深潭方法试验。近年来吊嘎河的河床下切迅速，同时带来了一系列的地质灾害与生态环境问题。 2006 年，课题组在吊嘎河设立了试验站，开展了人工阶梯深潭方法试验研究。试验结果表明，试验段水面面积有所增大，河床底质、水深和流速多样性也得到提升，河床侵蚀下切得到有效控制，维持了较为稳定的河床环境。人工阶梯和深潭段的河床底质、流速和水深环境交替出现，在空间层次上塑造了富于变化和多样性的水生动物栖息环境。对大型底栖无脊椎动物的采样及评价结果显示，人工阶梯深潭布置后，随着水生栖息地多样性增加，单位面积底栖动物密度、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势，水生生态得到改善。吊嘎河的试验成果，还为 2009年以来采用人工阶梯深潭方法治理泥石流奠定了基础。 实例 2：四川省绵竹市清平乡文家沟滑坡堆积体泥石流治理方法试验。文家沟滑坡是汶川地震造成的第二大滑坡，滑坡堆积体总量达 8160 万方，文家沟内堆积体厚度达 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡体上形成深达 50 米的 V 型冲沟，并引发了多次泥石流灾害。暴雨使沟床不断下切，两岸坡度变陡而坍塌，碎屑物进入水流就形成泥石流。 2009 年，课题组在文家沟滑坡体上的冲沟内建造了 33 级人工阶梯深潭对泥石流进行治理，取得了良好的效果。所建造的人工阶梯深潭试验工程虽然十分简易、单薄，但是工程造成的巨大阻力消减了水流能量，使沙石沉积、水沙分离，成功地控制了沟床下切，对于控制泥石流发挥了重要作用，避免了泥石流灾害的发生。 实例 3：甘肃省礼县拦山沟泥石流治理。长江上游白龙江、西汉水等流域是典型的干旱河谷，其特点是高原上深切宽阔河谷，河谷比周围高原明显干旱。区域内植被覆盖度低，由于长期干旱和风化，流域内积累了大量的土石碎屑，遭遇突发暴雨时可能发生滑坡和特大泥石流，对城镇和村庄造成极大威胁。甘肃武都地区礼县的拦山沟是西汉水的支流，由于沟谷深切，侵蚀极为强烈，泥石流常常发生，据调查沟口泥石流堆积泥沙约 170 万吨。 2009 年 6月课题组在拦山沟开展了泥石流治理试验，建造了 17 级人工阶梯深潭试验工程。试验结果表明，沟道在人工阶梯深潭系统的保护下不再下切，维持了沟岸的稳定，且阶梯深潭系统消散水流能量，使得泥石流不能起动，当年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量达31.9 mm， 拦山沟仅有不足 100 吨泥沙物质进入西汉水，达到了控制泥石流的目标。3 效益分析阶梯深潭系统发育较好的山溪常常伴随着良好的河流生态环境和优美的溪流景观，因此仿照天然的人工阶梯深潭系统常用于河流的生态修复与景观塑造，用于山溪森林公园建设可带来额外的休闲旅游经济收益。4 合作方式技术转让或合作开发，商谈。5 所属行业领域能源环境。

  陆地生态系统是全球陆地碳循环过程中重要的碳汇，同时，由于气候干旱、城市扩张等因子的扰动作用，陆地生态系统可释放大量二氧化碳，而成为碳源。作为陆地生态系统的指示因子，陆地NPP不仅反映了植被的光合生产能力，而且直接反映了生态过程（如碳源/汇）。全球陆地NPP的时空变化和影响机制具有较大的不确定性，是科学界争论的一个重要焦点。对城市用地扩张和气候驱动因子二者的陆地NPP响应进行单独分析的研究成果已有很多，但综合探讨城市扩张因子和气候驱动因子对陆地NPP变化的影响和相对贡献的研究较少，尤其是在全球尺度上的分析目前仍然处于空白。本研究利用30米分辨率的GlobeLand30数据分析了2000-2010年全球城市用地时空动态，同时结合MODIS的NPP产品（MOD17A3）、CASA模型和LPJ-Hydrology模型计算陆地NPP的时空分布，进而全面探讨过去十年间全球城市用地扩张和气候驱动因子对陆地NPP的影响。研究发现，2000-2010年全球城市用地扩张导致陆地NPP呈现减少的趋势（22.4 TgC year-1），这抵消了由气候驱动因子导致的NPP增加部分的30%。本研究分析了全球城市用地扩张和气候驱动因子对同期陆地NPP变化的影响和相对贡献，研究成果对于理解全球陆地NPP变化的复杂机制具有重要意义。