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硕士论文 吉林西部沙地生态恢复与高效利用技术研究

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硕士论文-吉林西部沙地生态恢复与高效利用技术研究,共40页,28576字。
第一章 前 言
1.1 研究目的和意义
我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,全国沙化土地面积已达262.2万㎞2,占国土面积的27.3%,每年扩展近2500平方公里,相当于“沙化”掉一个县,据测算,全国每年因沙漠化造成的直接经济损失高达540亿元 [1,2,3]。吉林省西部沙地主要指分布在白城、松原各市(县)的沙地,位于松辽平原的科尔沁沙地东缘和松嫩沙地南部,东靠长春、西连内蒙古、南接四平与内蒙古、北邻黑龙江,处于半湿润、半干旱的农牧交错带,总面积808,601hm2,占全省风沙土面积的77.07%,其中沙耕地总面积419,454 hm2,占全省沙耕地总面积的73.36%[4,5,6]。
吉林省境内有三条大沙带贯穿其间,最大的为通榆县向海至前郭县乌兰图嘎的向-乌沙带,这里雨热同季、光照充足、地下水资源丰富,但是也存在生态环境脆弱的问题,主要表现为:风大而频繁,年平均大风日数45天左右;降水少、蒸发量大,年平均降水量为400mm左右、蒸发量为1800mm以上,春旱频率达90%以上;流沙严重,40年平均沙化增长率为1.5%以上;沙地利用方式落后,生产力水平较低[7]。
长期以来,由于人口数量急剧增加, 生态系统负荷日益超载, 单一的粮食生产方式破坏了生态系统的结构,人为的不合理开发,导致这里的生态环境恶化、流沙跑风现象严重,成为吉林省沙尘暴的主要源地之一,严重影响了西部农业和农村经济的发展。土地沙化不仅使沙地生态系统的自身结构和演进过程产生负面影响,而且对发生区人们的生存和经济发展亦产生负面影响。为建立一个集沙地生态环境治理与产业化发展于一体的样板,实现由传统农业向现代农业的转型,为西部沙地生态环境的治理与产业化的顺利发展提供样板及技术支撑,我们在吉林省农业综合开发领导小组办公室和科技部农业科技成果转化资金项目(03EFN216900279)资助下,开展了“吉林西部沙地生态恢复与高效利用技术研究”。在研究工作过程中我们遵循可持续发展、自我设计与人为设计理论(Self-design versus design theory),以景观生态学原理为指导,在尊重人和尊重自然,实现人与自然和谐发展思想的指导下,紧紧围绕西部沙地生态恢复及高效利用技术为中心开展各项研究工作,在总结已有工作的基础上,对沙地生态恢复与高效利用等方面的研究有了较大进展[8,9 ,10]。
1.2 国内外研究现状
世界上的沙漠(沙地)治理工作,最初出现于欧洲中部的沿海国家,早在 1316年德国人就已经开始海岸沙地造林工作,随后丹麦(1660)、匈牙利(1709)等国也先后开始了海岸沙地造林研究。19~20 世纪中期,苏、美、英等国继承了前一阶段的固沙造林成果,并向纵深扩展,从单一栽植乔木的沙地造林阶段,发展到乔、灌、草结合的植物治沙阶段[1]。在治理的技术路线上,前苏联防止牧场退化的措施是增加避风林、放牧林,形成复层结构草场,提高放牧草场的生产力和抗风蚀能力,牧场防护林在有效范围内提高牧草产量 10%~20%,正确确定载畜量、控制对草本植物的啃食强度、在沙地草场补种均具有控制草场退化的作用 [11]。新西兰、澳大利亚等国实施疏林草原建设工程,以色列正在实施稀疏化草原工程[12] 。在半荒漠地带造林不要超过 10%的沙丘面积,降水较多的草原地区,造林也不应全面进行,大约是沙地总面积的 1/3左右[13]。总之,国外的沙漠(沙地)植被建设技术中参考价值最大的就是前苏联的关于植物种类选择和配置的理论与技术,以及澳洲和以色列的疏林草原建设工程。
我国治沙大致经历了4个发展阶段:第一阶段(1949~1955年)、第二阶段(1956~1965年)、第三阶段(1966~1977年)和现阶段(1978年至今)[14]。我国科学工作者开创和发展了自己的风沙物理学、沙漠环境学、沙漠植物学、沙漠生态学等基础研究领域;在沙漠生物学和生态学、沙漠化研究、沙漠化土地的整治等方面取得重要进展[15,16]。我国在植物防沙技术、沙地造林种草技术、工程治沙技术、综合防沙治沙技术领域取得了许多技术成果,建立了干旱区绿洲防沙治沙模式、干旱区铁路、公路防沙治沙模式、半干旱区黄土丘陵风沙地防沙治沙模式、半干旱区农牧交错带防沙治沙模式等[17,18]。国家林业局在黄河上中游及北方地区的12个省市自治区建立了与当地自然环境相适宜的退耕还林模式。通过人工措施保护、恢复、建设植被是治理沙漠、沙地和防止沙漠化的最有效、最经济、最持久、最稳定的措施,也是改造利用沙漠化土地的重要途径 [19,20]。国内外对沙地的治理技术主要有工程治沙(高立式沙障、低立式沙障、平铺式沙障)、植物固沙、化学固沙(沥青乳液固沙、沥青化合物固沙)、风力治沙(渠道防沙、拉沙修渠筑堤、拉沙改土)和水力治沙等措施【21,22,23】。植物固沙不仅对流沙起到了保护和固定作用,而且还会引起风沙土理化性质、微生物、土壤酶等发生一系列变化,为促进风沙土的成土发育创造了条件[24] 。
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论文专业:环境工程
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