发展生态农业治理沙漠化土地技术研究与示范项目可行性报告.doc
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1、发展生态农业治理沙漠化土地技术研究与示范项目可行性报告立项部门:农业部 项目主持单位:中国农业科学院 中国作物学会 项目执行单位:中国农业科学院 中国农业大学 甘肃、陕西、山西、河北、吉林、辽宁、北京、新疆、内蒙古、宁夏、青海省、直辖市、自治区有关农(牧)业科学院和农业大学 二二年九月 目 录 1 项目综述 2 目的和意义3 指导思想和总体目标 4 相关领域国内外技术现状和发展趋势 5 主要技术内容 5.1 保护性耕作技术体系 5.2 保育性高效草场经营技术体系 5.3防风固沙综合集成技术 5.4 可持续性农村能源技术体系 5.5 高效节水与施肥技术 5.6 高层次的农牧业结合技术 5.7 土
2、地承包管理制度改革 6 关键技术 6.1 基本技术 6.2 生态农业接口技术 6.3 节约资源技术 6.4 农民增收技术 7 技术路线 8 项目实施地点、承担单位及任务分工 8.1 实施地点及承担单位 8.2 实施规模及任务分工 9 项目实施年限及年度计划安排 9.1 实施年限 9.2 年度计划 10 项目的组织管理 11 相关保障措施 12 项目投资估算及效益分析 发展生态农业治理沙漠化土地技术 研究与示范项目可行性报告1 项目综述 防治沙漠化,控制和减少沙尘暴为害,不仅关系到21世纪我国生态环境治理和农业可持续发展,而且直接关系到我国北方地区和首都人民的身心健康,影响到2008年在北京举办
3、的奥运会。针对目前我国沙漠化土地扩展的趋势和沙尘暴频繁发生的现实,以及多年来“局部治理、整体恶化”的被动局面,为促使我国生态环境良性转化,保护人民的身体健康,促进农业的可持续发展,提高人民的生活质量和水平,建议尽快地开展通过发展生态农业的新途径来治理沙漠化土地的研究与示范。在我国北方11个省、自治区、直辖市建立25个试验示范区,每个示范区10平方公里。3年项目完成后,每个示范区带动3个县,25个示范区带动共69个县的沙漠化治理,每个县平均0.33万 km2,总计可带动21.6 万km2的沙漠化治理工作,占沙漠化土地54.4%。从中长期看,完成该项目将会带来良好的社会效益和生态效益。同时,从近期
4、看,还可以提高农牧民收入和生活水平,使农牧民收入比全县平均农牧民收入示范区提高20%30%,辐射点提高10%20%,示范县提高10%,亦具有显著的经济效益。 2 目的和意义 沙漠化是在干旱、半干旱及部分半湿润地区,由于人类不合理的经济活动和脆弱的环境相互作用而引起的土地退化和土地资源丧失的生态恶化过程。其主要特点和标志是土地的风蚀沙化,最终导致地表出现类似沙漠的景观。1995年联合国防治沙漠化公约秘书处指出:“从根本上说,它是一个人为问题,是由人类对土地的压力过大而引发并非逐渐扩大的沙漠所造成。” 中国科学院分别在1982年和2000年对沙漠化土地的成因进行了定量分析:其中樵采滥伐占 31.8
5、,滥垦荒占25.4,过牧占28.3,水系改变占6,工矿交通建设占3,沙丘前移占5.5。 沙漠化土地集中分布的地区在我国北方已经连成了一个东北-西南向的脆弱带,其面积占全国沙漠化土地的44 左右,由草原带、旱作(雨养)农田带以及位于二者之间的农牧交错带等三个部分构成。这个广袤的脆弱带包括嫩江平原西部(白城地区等)、科尔沁草原(哲盟及兴安盟东南)、西辽河上游及兴安岭东南(昭乌达盟)、辽西北、锡盟南部、乌盟山后以及河北坝上、鄂尔多斯草原(伊盟)、陕北、晋西北、宁夏东南等。此外,西北干旱地带的绿洲沙漠化土地则主要出现在沙漠和绿洲边缘以及内陆河下游,呈条带状或片状分布,约占沙漠化土地的18.9 。半湿润
6、地带、湿润地带的沙漠化土地主要在河床的淤积扇上,呈斑点状分布。高寒地区的河流两岸也有沙漠化土地分布。 我国沙漠化土地扩展速度呈逐年加快的趋势。20世纪50年代至70年代中期,每年扩展1560平方公里;70年代中期至80年代后期,每年扩展2100平方公里;90年代中国科学院分析每年扩展3595平方公里。 我国许多地方政府防治沙漠化已有多年,虽然也取得了不少成绩,然而“局部治理、整体恶化”和沙区贫穷的被动局面依然存在,不仅困扰着沙区人民,也成了党中央和国务院的心腹之痛。究其原因,主要是不合理的土地开发、耕作和放牧、防治途径和技术所造成的。随着人口的增加,西北、华北土地大量开垦、草原过度放牧和人为破
7、坏自然植被,形成了大量裸露、疏松土地,为沙尘暴的发生提供大量的沙尘源。一遇大风便形成影响社会经济、危害人民健康的沙尘暴。 过去,许多人认为治沙主要就是治理沙漠,而且把这项工作交给其他个别部门去做。这的确是个误导。近年来,随着人们对自然规律认识的深化,防治沙漠化土地的观念和技术正在改变。科技部委托中国农业科学院等单位在调查研究和试验示范基础上,已经制定出保护性耕作推广计划,草原建设任务在增加,农村能源项目也成为亮点。如何进行综合治理沙漠化土地,是摆在农牧业科教工作者面前的重要任务。在沙漠化的成因中,滥樵滥伐、垦荒、过牧和水系改变以及滥灌等项,基本上是科技部门的业务或与农业科技部门关系更大,共占沙
8、漠化土地91.5%。农牧业科技工作者应义不容辞地担负起治理沙漠化土地的责任。依靠农牧业科教单位,在沙漠化地区建立治理沙漠化土地示范区,是科学治理沙漠化土地的重要途径。由于沙漠化土地多处于农牧交错带,所以必须采取农牧结合、综合治理。既要对症下药,治理风蚀农田和退化草原,发展农村可再生能源,建设生态家园富民工程,制止对沙生植被的破坏,又要将项目集成,把种植业、畜牧业以及其他如机械、节水工程等致富产业连接在一起,形成生态链和产业链,在沙漠化地区发展高效生态农业。一方面,建立良好的植被和残茬覆盖,提高农田、草原防风固沙能力,控制沙漠化土地的扩展,促使沙漠化土地良性逆转,减少或减轻沙尘暴发生,产生良好的
9、社会效益和生态效益;另一方面,通过耕作制度的变革,改良土壤,培肥地力,提高土地利用率和产出率,节本增效,提高农牧民收入和生活水平,产生良好的经济效益。 3 指导思想和总体目标 治理沙漠化土地必须遵循自然规律和社会经济规律。根据生态学原理,实施科学有效而易于实施操作的综合治理措施。项目的总体思路和指导思想,是依靠科技发展生态农业来治理沙漠化土地。具体指导原则是:(1)建设“小片高效生态圈”,满足经济发展需求,保护大片生态脆弱土地的原则;(2)生态效益与经济效益并重,治沙与致富相结合原则;(3)解决农民生活能源,实行沙区植被封育原则;(4)加大冬春季节地表留茬覆盖面积和推广冬季覆盖作物技术原则;(
10、5)改革土地承包管理制度和激励农牧民积极参与原则。 通过系统而广泛的试验、示范和推广,达到既保护环境,促使沙漠化土地逆转,又发展经济,提高农牧民收入和生活水平并实现小康。同时,发展生态农业治理沙漠化土地,建立防治沙漠化新理论的理论,实现我国防沙治沙的历史性突破。这就是该项目的总体目标。 4 相关领域国内外技术现状和发展趋势 19世纪初美国大量用铧式犁开荒,在干旱、半干旱草原地带开垦出数千万公顷农田。 耕翻后多次耙压碎土、裸露休闲, 获得了几十年的好收成,粮食大量出口,为美国带来了丰厚的经济利益。 到了20 世纪30 年 代,连续数年在美国的西部刮起举世震惊的“黑风暴”。大风在没有遮拦的裸露农田
11、上横扫,成千上万吨表土被风刮走。如1934年5月的一场典型的沙尘暴从美国西部刮起,连续三天,横扫23国土,把3亿多吨土壤卷进大西洋。仅这一年美国毁坏300多万公顷耕地,不仅造成冬小麦减产510万吨,而且使16万农牧民倾家荡产。大批生态难民逃离西部,涌向东部。留下的人生活亦极其困难,其中不少人死于因沙尘暴引起的肺炎。 “黑风暴”惊醒了人们,推动了各种保水保土耕种方法的研究。经过半个世纪的试验研究和实践,开发出免耕法、退耕种草、留高茬、植林带、立风障等项技术措施,并将其综合应用,有效地扼制了沙尘暴的再度猖獗。美国60耕地实行免耕法种植。免耕法的核心技术:一是淘汰铧式犁,土壤不翻耕,残茬和秸秆覆盖田
12、面; 二是使用茬地播种机“铁茬”播种,随种子播种深施化肥;三是采用除草剂与浅锄相结合清除杂草。美国农业研究中心()1979年报告,与传统耕作对比,免耕、秸秆覆盖处理的土壤贮水量增加,径流量减少,蒸发量减少,增强土壤抗风蚀能力,从而提高了作物产量。 自1988年开始,美国依据地面秸秆残茬覆盖的多少,把土壤耕作分为三类:(1)播后地面覆盖率30,免耕或播前一次表土作业,称为免耕或保护性耕作。 澳大利亚干旱面积625 万km2, 占国土面积81。从20世纪初以来的几十年翻耕作业造成土壤风蚀、水蚀严重,耕作层变浅。科学家预测,如不采取有效措施100年后澳大利亚耕地面积将减少50。20世纪70年代以后澳
13、政府在全国建立了保护性耕作试验站。大量实验证明秸秆覆盖是一项防止风蚀保持水土的有效耕作方法。残茬覆盖可减少水土流失90,减少风蚀70%80。 加拿大位于北美的高纬度地带,气候寒冷,且土壤休闲期长,土壤翻耕后,裸露休闲1821个月。由于缺乏覆盖物的保护,土壤水分蒸发,盐碱度增加和抗侵蚀性能降低。自20世纪50年代起加拿大开始研究保护性耕作。集中解决了免耕播种机、除草剂等关键技术,铧式犁现已全部被淘汰,实行残茬覆盖,免耕播种。加拿大研究结果表明,免耕法有利于减少土壤侵蚀,保蓄水分,改善土壤结构,增加作物产量。 前苏联旱区分布在北纬 5053 度,包括草原带与半荒漠带,约有耕地9700万hm2,平均
14、年降雨量350450mm。风蚀面积达7000 万hm2。风蚀、水蚀和干旱严重威胁着农业。沙尘暴是该地区的主要灾难。前苏联于20世纪50年代试验无壁犁耕作法,又叫马尔采夫耕作法。包括留高茬(20cm), 无壁犁深松(35-40cm),茬地播种机播种。该法能保留雨雪,减轻风蚀、水蚀,提高作物产量,在前苏联得到大面积推广应用。 我国从20世纪60年代起开展保护性耕作的单项技术和农艺试验研究。60年代初,黑龙江国营农场开展了免耕种植小麦试验,江苏开展稻茬免耕播种小麦试验;70年代末,西南农业大学研究水田自然免耕法;80年代初,北京农业大学、陕西省农科院、山西省农科院、河北省农科院等,开展了以覆盖或少、
15、免耕的试验研究,取得显著的增产效果。90年代中期,科技部组织中国农业科学院等单位合作,开展了冬小麦北移研究。近年,农业部组织农机部门在北方部分省、自治区、直辖市的30多个县开展了保护性耕作试验示范,取得了较好的效果。但是,在环保功能以及农机农艺结合方面还有待于进一步研究。尤其在发展生态农业综合治理沙漠化土地方面还有很多实际问题需要研究解决。通过农机农艺结合,保护性耕作与可再生能源建设、草原建设、畜群结构调整等综合措施发展生态农业,在治理沙漠化土地的同时,提高农牧民收入和生活水平,使农牧民实现小康。建立发展生态农业的综合技术体系,提高整体技术水平,是当前我国和世界农业可持续发展的必然趋势。 5
16、主要技术内容 5.1 保护性耕作技术体系 我国传统耕作对土壤耕作层多次耕翻耙耱,造成一个疏松的耕层,并与干旱大风的天气相配合,这是我国土地沙漠化的根源。我们的试验研究证明,由滥垦造成的沙漠化土地,完全可以通过保护性耕作加以防治。农业工作者的责任是找到一条既有经济效益又能保护生态环境的好办法。要从改革耕作制度上入手,彻底改革不合理的传统耕作方法。大力推广免耕法,实行保护性耕作,担当起治理沙尘暴的历史重任。 5.1.1 免耕法 免耕法是最大限度地减少土壤耕作和将作物残茬留于地表的一种耕作体系,是一种改良的、集约的、防治水蚀和风蚀的作物生产方法。该耕作体系取消了耕翻、耙耱、整地等传统作业。仅仅把条播
17、作为主要作业保留下来,但比传统条播难度更大。相对坚硬的土壤和地表残留物增加了条播的难度。因此,免耕播种机要求切割土壤的能力更强,同时能清理开沟器附近的残茬,消除种子发芽出土的障碍。 施肥通常和播种同时进行,采用侧位、深位或侧深位施肥技术,既不影响种子发芽,又可提高肥料利用率,促进幼苗生长。以化学除草为主,辅助以机械浅锄或人工除草。 5.1.2 作物残留物覆盖 作物残留物覆盖能有效地减少大风引起的沙尘颗粒运动。一方面它可以吸纳一部分风力,减少风对土壤的作用力;另一方面,由于把作物的残茬留在土壤表层,把根茬留在土壤耕作层,它们都能保护土壤颗粒,不被风力移动,从而控制沙漠化土地发展并减少减轻沙尘暴的
18、发生。 5.1.3 覆盖性冬季作物种植技术 冬小麦是防治春季沙尘暴的生态作物,北方地区应给予高度重视。不应过多减少冬小麦种植面积,要积极推行冬麦北移计划。在春季风沙严重的地区,利用冬小麦的保护土壤作用,即增加粮食产量,又保护自然生态。同时,也可种植黑麦和小黑麦等作物增加冬春土地覆盖面积。 长城沿线及以北的广大地区农田冬春季节缺乏绿色植被覆盖。过去普遍认为由于冬季严寒,种植冬季作物难度极大。我们近几年在宁夏、甘肃、山西、辽宁等地种植黑麦等越冬覆盖作物成功,充分证明覆盖性冬作不仅可以有效地消除农田风蚀沙化,促进农牧结合,而且有利于提高土壤肥力,改良土壤结构。 5.1.4 垂直于主要风向的带状种植和
19、带状耕作技术 试验研究表明:垂直风向的任何障碍物均可以改变风向和减小风速,减少土壤颗粒相互分离和输送,增加沉积作用。地表风障也包括常常被人们忽视的垂直于风向的田间带状作物及其残留物、杂草和土块等。垂直于主要风向,种植两三行高秆作物(玉米或高粱),收获时把秸秆和叶子全部留在原地作为风障,就能起到类似林带的作用而不再消耗水分。 5.1.5 彻底改变秋收后把畜群放入农田吃“大锅饭”的旧习 秋收季节把承包土地变为公共牧场的做法危害极大,畜群在收获后的农田里进行“扫荡”,就会使多年固沙保土的建设毁于一旦。农田承包到户已有多年,效果很好,其实际作用不亚于许多技术措施的总和。令人遗憾的是,这种短暂的公共放牧
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