书城工业技术综合生态系统管理在防治土地退化中的应用
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第21章 技术成果(11)

3.3.4庭院果树“四位一体”生态经济模式

本模式适用于半干旱黄土高原宽谷丘陵区,模式以四位一体生态温室和庭院果树共同构成,在雨水资源高效利用的果树栽培技术、设施果菜高产栽培及其水肥一体化管理技术体系,生物能源再生利用技术、设施养殖综合配套技术体系的支撑下运行。模式的突出特点是将家畜禽舍-厕所-沼气池-蔬菜瓜果-果树等有机结合,形成一个稳定的生态循环链。“四位一体”生态温室是以塑料日光温室为主体结构,在温室内,将沼气池、家禽畜舍、厕所、蔬菜栽培有机地结合在一起,形成一个良好的农业生态循环系统。通过这一良性循环,既提高了土地、空间、光能利用率,又解决了农村的生活能源,废弃物得到充分利用,减少了环境污染,增加了蔬菜、果园用肥,降低了生产、生活成本,是调整农业产业结构、大幅度增加农民收入的好模式。

3.3.5果-菜、果-苗立体复合高效多种经营模式

本模式适用于半干旱黄土高原宽谷丘陵区,有一定的集雨灌溉条件的河谷阶地或丘陵区域。模式由抗旱节水高效经济林栽培和节水高效良种蔬菜栽培组成。模式的突出特点是:在果树幼龄(早酥梨,株行距为3×4m)树冠小,光能和土地利用率低时,根据市场需求,采用间作套种的办法,立体间作套种良种蔬菜(特大牛角椒、毛粉西红柿、甘蓝、青丰冬、鞭杆胡萝卜等),繁育早酥梨、红梅杏、山杏、沙棘、柠条等优良果树、灌木等苗木,充分利用土地和水热资源,实现以短养长,长短结合,优质高效的目标。接近或达到成年期时,树冠较大,吸肥水能力渐强,宜套种马铃薯、葱、蒜或豆科绿肥植物--三角豆、黄豆、草木樨等,能改善土壤肥力,提高水果产量和品质,增加经济收入。

4.流域生态经济型林业体系建立及可持续经营技术研究

针对半干旱退化山区林业建设波动性大,退耕还林还草易反复的特点,在试验示范区开展以水土保持林为主的多功能防护林体系可持续经营试验示范,研究以流域为单元的乔灌草相结合的复合式退耕还林还草林业网络体系组分结构设计,林草植被结构优化配置与调控技术,多用途防护林体系的营造技术及可持续经营技术和农林牧复合式生态经济型农业体系的集成技术。并对不同植被恢复措施对土壤水分、结构、养分等因素的改善能力,以及林农、林草的耦合能力开展研究。

4.1半干旱退化山区生态经济型防护林体系的内涵

所谓半干旱退化山区生态经济型防护林体系,就是由以防护林(水土保持林、地埂防护林、坡地防护林、沟道防护林等)为主体的多林种、多树种、多层次的生物群体组成的生物学稳定、配置科学、结构合理、功能完善、具有一定经济效果的稳定生态效果的绿色人工生态系统的综合体。它是区域性人工复合生态系统的子系统,在人工复合生态系统中发挥着主体的、联接各种生产活动和启动整体生态、经济功能的重要作用。半干旱退化山区生态经济型防护林体系建设须以优化区域或流域土地利用和传统生产优势为基础,以发挥水土资源和生物资源生产潜力为依据,达到组成防护林体系的各林种的布局合理,最大限度地发挥防护林体系的经济效益、生态效益和社会效益。

4.2生态经济型防护林体系林种树种结构与配置优化

生态经济型防护林体系是一个以木本植物为主体的多种生物群体的集合,是边界模糊、内部复杂而开放的生态系统,它除了与外界广泛发生物质、能量、信息联系外,还与其他生物群体发生迁移和交叉现象,如混农林草药等的立体交叉配置。生态经济型防护林体系是一个流域生态经济系统的子系统,它对流域生态经济系统来说,起着极为重要的作用,其功能是通过自然的人为的物质能量的输入,体系内部和外部的调控,不断从环境中吸取有益资源(光、热、水、肥),抑制有害物质的输入(洪水、干旱等),防止有害物质的输出(水土流失、植被退化等),为其他生态系统、经济系统、社会系统提供有用、高效的生态、经济、社会效用,使体系与其他生态经济系统形成一种相互依从、相互促进的良好关系,促进整个流域生态经济系统的健康发展。

因此,生态经济型防护林体系建设的好坏,质量是否优良,不仅关系到体系本身的稳定性,还决定对体系外部不利环境的适宜程度大小和对灾害环境的抵御能力,更重要的是关系到对流域生态经济系统所做的贡献大小。因此,衡量一个地区、一个流域生态经济型防护林体系质量好坏、功能高低、目标是否达到,必须看其输出的生态效益、经济效益和社会效益的大小。

生态经济型防护林体系的功能水平取决于体系的结构要素和结构关系,而结构要素和结构关系在整个体系、林种及具体林分等不同层次上都有其特定的含义,决不是简单、片面地理解为防护林和经济林的叠加就是生态经济防护林体系。生态经济型防护林体系结构要素的基本单元是林种,在干旱、半干旱退化山区,应以水土保持林为主的防护林体系为主体,兼顾经济林、薪炭林、用材林和特用林。

在林种的起源上和组成上,主要是自然的和人工的相结合,以灌为主,草灌乔相结合,并包括一部分处于从属地位的植物。乔木、灌木、草本植物是构成林种的基本要素,不同的树种构成的林种其稳定性和功能差别各一,并在不同的生态位上也有差异。因此,林种结构要以土地生态类型和环境容量为基础,以对生态、经济效益的不同要求为目标,因地制宜,适地适树地布设林种的空间格局,形成点、带、片相结合,乔灌草相结合,林农、林果、林草、林药等立体复合形式。

4.3主要优化树种的抗旱配套造林技术

在植树造林、退耕还林还草、改善生态环境的过程中,影响林木成活的因子主要有树种、气候和林木栽植及经营管理技术。不同的树种因其遗传特性的差异出现需水量有较大的差异。气象因素(光照、气温、湿度、风速)不仅影响蒸散的速度,而且也直接影响林木的生长发育。从植物的基本生活要素来看,光、热、水、养分诸方面,该地区光、热条件比较好,而水分条件因年降水量小,造林地降水量的“再分配”,使造林地实际承受降水量与土壤实际渗透吸水量不同,不同造林地具有不同的土壤有效水分容量。

热量平衡和水分平衡是自然地理过程中具有决定意义的主要机制。按气候、土壤和作物三方面的因素来分析土壤水分状况,充分利用降水,发展径流林业,从而直接反映不同造林地在宜林宜草的性质和生产潜力之间的差异。为提高黄土地区造林成活率,土壤水分条件应作为造林的主要限制因子。如何采用合理的蓄水、保水、节水措施,根据不同的土壤水分条件,选择适宜的造林树种、整地季节、整地技术等,从而提高该地区的造林成活率和保存率。经过多年试验示范,将现有单项技术进行组装配套,总结出适宜该地区的综合造林配套技术和提供最佳造林技术模式,大幅度提高造林成活率与生长量。

半干旱退化山区地形起伏,沟壑纵横,水土流失严重,形成水分条件完全不同的小生境,加之土壤干层存在,增加了人工植被的难度。过去宁南山区造林成活率与保存率不足40%,其主要原因是造林中把关不严,在起苗、运输、发放、栽植过程中没有严格按操作规程办事,导致苗木失水严重,根系受损,使造林成活率低;受恶劣的气候影响,春季造林时干旱多风,根系供水能力弱,导致苗木失水死亡;造林成活后管护不利,人为破坏严重。试区针对上述问题,推广防风抗寒、抗旱的造林技术,采用与之相配套的集流、平茬、深栽、覆土埋苗等管护技术,取得了明显效果。

4.4生态经济型防护林体系经济的可持续性

营造各种生态经济型防护林,有效地改善了示范区恶劣的生态环境,产生了明显的经济效益。

4.4.1加快了农业产业结构调整的步伐

随着种草植树面积的不断扩大,在带动了草畜产业发展的同时,又可带动相关产业的发展,从农村各业的生产关系来看,草畜产业是联系各业的中心纽带,以种植牧草为基础,可以延伸多条产业链条,构成巨大的牧草产业体系,不仅对促进当地劳动力就业、转移、脱贫致富具有重要意义,而且可以提高牧草科技含量,带动相关产业发展。进行草畜耦合,可以带动草食畜牧业的发展,肉、奶、皮、骨都可以作为加工原料,形成一个庞大的产业链,加快了特色优势产业的发展步伐,农业内部结构日趋合理,全县粮、经、饲比例由76∶15∶9调整为66∶19∶15,种、养、加产值由71∶27∶2调整为58∶31∶11。

4.4.2林草混交配置的饲草生产能力及效益

草地生物量由造林初期的1198.38kg/公顷(2002年)增加到2003年的4114.5kg/公顷,增长了243.34%。2004年,由于降雨量小于2003年使得草产量又下降到1696.35kg/公顷,但是从降雨量上可以看出2002年的降雨量明显高于2004年的降雨量,而2004年的草地生物量却比2002年提高了41.5%,说明营造防护林后草地生产力有了显着的提高。

4.4.3生态经济型防护林中经济林的直接收益

截至2005年,全村共种植优质牧草320公顷,年产鲜草952338.32Kg,产值190.48万元;退耕还林319.65公顷,荒山造林205.66公顷,治理沟道103.20公顷,年产薪柴23000kg(折合10.8t标准煤),产值1.29万元,年产山杏、山桃种子74465.28kg(山杏还未结果),产值29.7861万元,全村4年林果业收入221.55万元。

5.半干旱退化山区生态农业建设综合评价

生态农业建设的目的就是追求生态、经济和社会效益,实现可持续发展。生态建设是一项社会化的系统工程,包含多学科和多部门的协调动作,其效益也表现为多方面。经过五年的国家科技攻关,研究人员、地方部门以及当地群众在项目示范区实施了诸如退耕还林草、兴修梯田、植树种草、水保耕作、结构调整等多方面的生态农业建设等诸多措施的实施,有效地促进了当地农村经济的发展和生态环境繁荣改善,取得了良好的综合效益。

对半干旱退化山区生态农业建设取得的效益从生态、经济和社会效益进行综合评价,可以为生态农业措施的合理实施提供依据,也是生态农业建设技术在当地乃至黄土高原同类地区推广的必要前提。

生态农业建设综合效益评价:

区域生态环境综合评价是协调区域经济开发与生态环境保护之间关系,实现区域可持续发展的重要手段,是一个正在迅速发展中的研究领域,综合效益评价就是要保持生态系统的平衡,从生态经济系统的观点出发,以提高系统的整体功能和效益为目的。指标体系是由若干个指标按照一定的规则,相互补充而又相对组成群落指标体系,它是各种投入资源利用效果的数量表现,反映各类生产资源相互之间,生产资源和劳动成果之间,生态子系统和社会、经济子系统之间的因果关系,能够应用统一计量尺度把治理效益具体计算出来,为进一步调整和治理方案设计奠定基础。

从目标层和制约层来看,宁夏半干旱退化山区的生态农业综合效益受经济效益、生态效益和社会效益的影响,其权重值分别为0.3、0.4、0.3。就经济效益而言,人均纯收入是最主要的因素,其权重值达到0.3。就生态效益而言,影响和制约生态效益的主要因子是土壤侵蚀模数、林草覆盖率,其权重值分别达到0.219、0.164。影响和制约社会效益的主要因子是人口增长率、人均有粮和人均基本农田,其权重值均为0.333。

通过对示范区五年的综合治理可以看出:经济效益、生态效益和社会效益明显增加,经济效益、生态效益和社会效益分别由“十五”初期的0.539、0.492、0.648增加到0.995、0.981、0.901。综合效益也由十五初期的0.553增加到0.961。

从“十五”期间的治理效果来看,随着治理时间的增加,经济效益、生态效益和社会效益一直呈增长趋势,年平均增长率分别达到0.21、0.24、0.09。截至2005年,经济效益、生态效益和社会效益分别比2001年提高了84.5%、99.4%、39.3%。

从当前的治理效果来看,虽然“十五”期间的生态治理取得了显着的成绩,但是生态环境综合治理是一项复杂的社会工程,受到多种自然因素和人为因素的影响,而这些因素都会直接或间接地影响到综合效益。因此,本结果和理想的目标还有一定的距离,需要进一步加大治理力度,以恢复生态为中心,以发展经济为基础,加强政府的保障职能,只有生态效益、经济效益和社会效益三个效益兼顾,共同提高,才能实现生态效益、经济效益和社会效益的协调发展和综合效益的稳步提高。