干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 防沙固沙植树种草构件研究与示范

Arid

	防沙固沙植树种草构件研究与示范
	余建平; 杨凌; 余赟洁; 余绳鑫; 文润珍; 许世亮; 蔡芳; 王海燕
完成单位	宁夏银川瑞沙沙业研究部
登记(发布)日期	2015
中文摘要	一、课题来源与背景本项目课题是“防沙固沙植树种草构件研究与示范暨沙漠无灌溉护沙造林研究实验与示范”,课题自选。“治沙构件”为本单位发明专利(专利号ZL 200610091903.0)。宁夏地处“三北”风沙区,分别被毛乌素、腾格里、乌兰布和三大沙漠包围。降雨稀少,气候干旱,生态脆弱。自上世纪五十年代至今治沙工作取得了巨大成就,但尚有92.5%沙地等待治理。在21世纪的今天,我国已是世界第二大经济体,科技发展已有质的飞跃,防治沙害、重建沙漠生态技术也应向具有独立知识产权、普适性的工业-生态治沙技术方向发展,以进一步加快荒漠化治理和生态重建步伐。二、技术原理及性能指标 “防沙固沙植树种草构件”是采用“护沙治沙”“屏蔽治沙”理念和原则,开发研制的高效护沙治沙技术。技术原理是：由上顶板、下底板、侧壁板围成空心体,组成“天井”结构。构件铺设在沙面,下底板紧贴地表,遮护覆盖沙面,抑制土壤水分蒸发;上顶板和侧壁版挡风遮阳,使“天井”里温度、湿度相对稳定。植物在这种环境里较易成活,利于荒漠植被恢复和生态重建。在野外实验中,对构件进行了再创新。将构件的立体结构改为平面治沙板。这种平板结构其功能发生了质的改变。它保留了固沙、阻断土壤水分蒸发的特性,增加了新的集雨功能。平板在沙面组成大的集雨面,板边四周都是集水口,沙漠上的降水都迅速从板边四散进入沙层下部。减少径流损失,提高雨水收集效能。这种固沙、保水特性与高效集雨功能相结合,在旱期可有效保持沙层下水分不散失,使降水在沙中得以涵养。三、技术的创造性与先进性本技术的“护沙治沙”、“屏蔽治沙”、“适地适技”治沙技术理念与传统防风设障治沙、适地适树相配合,拓展并丰富了荒漠生态修复的理论体系。本技术通过遮护沙面、控制风力、热力对沙面激烈交换,同时保水、集雨,使沙漠稀少的雨水在沙层下贮存,有利于植物萌发、生根,为植物生长提供水源保障。改变了沙区环境的蒸发强烈,吸热多,水热不平衡状况,重新构建了沙区的适生环境,使植被与沙漠环境相适应。常规治沙采用拦截、围堵强风掀动沙面产生的“风沙流”的办法削弱、减轻危害。本项技术采用遮护沙面,从源头将风沙隔离,大幅度减弱“风沙流”造成的风蚀、沙埋等危害,从根源上消除沙害。遮护是抑制土壤蒸发的最好举措。遮护措施改变水分在土壤中循环路径,形成土壤水分闭路循环,引发土壤水窖效应,深度改变土壤水文状况。沙区植物从生理上、形态上,具备耐旱、抗逆,顽强生存的特质,只要有一定降水条件,采用“适地适树”的营造林方式,满足植物对水分的有限需求,维持水分平衡,可以开创护沙无灌溉造林。 “护沙造林”充分利用自然降水资源,对沙区植物形成独特、高效立体灌溉系统。落在板上的雨水,从板边形成滴灌点进入沙下,在板下成为蓄水、渗灌区。从而构成空中淋灌、地表滴灌、地下渗灌的高效立体灌溉系统。实现了人工与自然相结合的可持续生态治理模式。构件、治沙板主要功能是固沙、集雨、保水、保温、隔热、保肥。这些关键功能可以集成于同一设施,在同一实施过程中同时完成,迅速构建起高效率、低成本、稳定的生态恢复平台。充分节约水资源,缩短治理周期。为迅速修复荒漠生态在经济、技术层面成为可行。四、技术的成熟程度,适用范围和安全性技术实施验证选择在极端退化、完全裸露的高大、干燥活动沙丘顶上开展。沙丘顶部是沙漠风沙活动集中区,剧烈区。固沙造林采用非常规、逆向方式,从沙丘顶端上开始;栽树不浇定植水、不灌溉、不用保水剂、吸水剂、防蒸剂、生根粉、不换土,不钻孔,不用容器,不施肥等极端措施。采用三种不同方式进行植树;通过五年的长周期连续观察记录,表明护沙造林技术克服了干旱、流沙对生态治理的制约。经检测：在年降水≤200mm条件下,所护盖沙面终年保持湿润,土壤全年含水量≥7%,比裸露沙丘高13倍以上。降雨有86.3%进入沙中,70%的降水在沙中贮留。实验期间遭遇跨年度168天滴雨未下的大旱,土壤含水量仅比头年降低0.6-1.2%。实验种植的柠条,五年的成活、保存率达95%,实现固沙、无灌溉造林。实验表明护沙技术是节水技术、治沙板是节水设施;生态修复的研究成果具有典型性、普遍性,便于实用、推广。本技术使治沙、生态修复由以“防”沙为主、农业手工治理模式跨越到以工业“护”沙为主,在有一定降水条件的沙漠开展无灌溉工业-生态治沙。促进沙漠生态修复产业链的建立,推动沙漠生态修复设施向工业制备、机械制造升级。本技术设施采用再生材料制作,材料来源广、价格低,可适应沙区各种环境。沙漠生态修复与再生回收系统衔接有利于垃圾分类处理资源化和农用残膜回收利用。促进再生资源再制造产业发展。五、应用情况及存在的问题本项目治沙板设计使用再生塑料制作,在降低成本、提高质量上需进一步跟进研究,使其在沙漠环境中的降解速率与植被恢复重建的速率同步,目前尚无现成资料借鉴,需进一步研究开发新的制造材料。
中文关键词	治沙构件 ; 治沙板 ; 护沙治沙
成果类型	应用技术
中图法分类号	S775
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001680734
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243569
推荐引用方式 GB/T 7714	余建平,杨凌,余赟洁,等. 防沙固沙植树种草构件研究与示范[Z]. 应用技术,2015.