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黄河三角洲盐碱化土地高效利用模式配置研究
添加时间: 2018-8-6 15:00:37 来源: 作者: 点击数:1008

山东省农业重大应用技术创新课题申报书

 

 课题名称: 黄河三角洲盐碱化土地高效利用模式配置研究         

一、课题概述

黄河三角洲是我国三大河口三角洲之一。由于形成较晚,是海陆交互作用形成的退海之地,土壤肥力低,加之气候干旱,地下水矿化度高,极易形成土壤盐渍化,生态环境脆弱,自然植被严重退化。黄河三角洲地区每年都形成较大面积的新生盐碱土,急需得到改良和利用。

本项目在筛选适宜耐盐植物的基础上,主要开展重盐碱地植被恢复模式、盐碱地土壤改良高效利用模式、盐碱地高效农作物利用模式和林农复合高效利用模式等方面的系统研究,全面系统地研究黄河三角洲盐碱地区不同类型高效利用模式,集成了耐盐植物农用、林用及植被恢复等多项功效,对耐盐植物开展多目标定向利用技术研究,使环渤海地区耐盐植物的经济效益、生态效益和景观效益得到最大程度地发挥和应用。采用化学措施、工程措施和生物措施相结合的手段,系统研究黄河三角洲土壤改良高效利用模式,有利于该地区盐碱化土地的可持续高效利用。

二、课题的必要性与意义

黄河三角洲位于山东省东北部,以垦利县宁海为轴点,北起套尔河口,南至淄脉河口,向东撒开的扇状地形,海拔高程低于15m,面积达54.5hm2,是中国最年轻的陆地。随我国东部经济的发展,黄河三角洲地区的开发建设逐渐被提升到国家发展战略的高度,200912月国家发展与改革委员会制定了《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》,对于黄河三角洲地区2010年到2020年的经济可持续发展与生态环境建设做出了全面的规划,特别强调经济发展与生态保护的有机统一,而且提出了生态优先发展的原则,对于产业空间布局明确规划为核心保护区、控制开发区、集约开发区三类,在生态建设和环境保护方面特别重视环境检测和环境治理的重要性。

黄河三角洲地区地域广阔、人均土地资源配制优良,新生土地面积不断增加,土地资源丰富,土地类型多样,土壤蓄水保水性能强,有机质分解缓慢而有利于积累;表层有机质含量在1%左右,植物生长所需基本元素的平均含量分别为N 0.04% P 0.06% K1.7%。光热资源丰富,日照时数在25712865h间,平均2682h,是我国日照较丰沛的农业区之一,年内日照时数峰值出现在5月份,低值出现在12月份。平均无霜期210d,降水量542.3mm842mm,多集中在夏季,占63.9%,年蒸发量为1962.1mm,是降水量的3.6倍,春季是强烈的蒸发期,蒸发量占全年的51.7%。黄河三角洲气候温和,四季分明,光照充足,雨热同期。春季气温较高,回升快;夏季天气炎热多雨,雨热同季;秋季温度降低,秋高气爽,天气晴朗,日照充沛;冬季气候寒冷干燥,雨雪稀少。从该区的气候特征看,适宜温带植物的生长。

    黄河三角洲土地总面积120余万hm2,具有特有的土地资源及利用特点,一是土地面积不断增大,黄河携带大量泥沙,每年使海岸线向海滩推进0.3km19741984年间黄河平均每年造陆6068hm21984年至今平均每年造陆2300hm2。该区是我国陆域土地面积自动扩展最快的地区,其造陆速度位居全世界河流三角洲之首;二是区内盐渍土资源丰富,面积达44.3hm2,这些盐渍土壤全部分布在近代黄河三角洲内,主要为氯化物盐土和氯化物潮化盐土;三是区内土壤组成以泥沙为主,形成时间短,地下水位浅,土壤养分含量低,容易引起土壤次生盐渍化和沙化。全区地下水位一般在23m,距海近者可达0.51.5m,受海水盐分和蒸发浓缩的影响,地下水矿化度高,一般1040g/L,高者达200g/L;四是生态系统脆弱,土壤极易返盐退化;五是开发利用水平低,开发潜力大,改造难度也大。

    黄河三角洲生物资源十分丰富,区内有各种生物1917种,其中属国家重点保护的野生动植物50种,列入《濒危野生动植物种国际保护公约》的种类有47种。

黄河三角洲由于形成时间较晚,是海陆交互作用形成的退海之地,土壤肥力低,加之气候干旱,地下水矿化度高,极易引起土壤盐渍化,生态系统脆弱性表现得极为典型。经过几十年的土地开发,该区域自然植被严重退化,林木覆盖率低,生态环境脆弱。由于树木能够涵养水源、保持水土、防止风沙、调节气候、减轻污染、绿化、美化环境,所以为了缓解环境恶化,维护生态平衡,在三角洲地区进行合理规划、充分利用土地,发展林业是十分必要的。

黄河三角洲地区的开发正在迈入一个新的时期,与以往不同的是现在走综合开发、全面发展之路,既注重开发利用资源、发展经济,又强调整治环境、维护生态平衡。这样,从指导思想上明确了以植被恢复为主要内容的生态建设的地位和作用。该地区土地广阔,光热充足,气候适宜,自然资源丰富,地理位置优越,是国家重要的能源基地,随着人口增长和国民经济发展,开发利用自然资源是必然选择。因而,开展黄河三角洲典型盐碱化土地高效植物利用模式配置研究,有利于该地区的植被的系统恢复,不仅对于退化土地的有效整治和生态重建具有重要的示范作用和实践意义,而且对于改善当地人类生存环境和实现区域可持续发展也具有重要的意义。

三、课题的研究内容

(一)课题拟解决的主要技术难点和问题分析;

1、耐盐植物的选择、高效利用和配置技术

黄河三角洲为滨海盐碱地区,生长有多种盐生和耐盐植物,主要有绒毛白蜡、刺槐、臭椿、银杏、冬枣、大果沙棘、白刺、柽柳、沙枣、芦竹、无花果、碱蓬、合欢、芦苇等几十余种。本课题需要从耐盐种质资源中分别筛选出适合轻度、中度和重度盐碱土壤条件的盐生、耐盐植物,并针对其生物学特性进行高效利用和配置研究。

2、高效土壤改良利用模式研究

土壤盐碱化是黄河三角洲地区植被生长的主要限制性因子。虽然可以选择不同耐盐程度的植物进行合理开发和利用,但大大限制了耐盐植物的高效利用和配置。如果采用工程和化学技术对盐碱化土壤进行有效改良,可显著提高黄河三角洲地区盐碱地的利用效益,如果选择和优化土壤改良利用模式是本课题的主要技术难点之一。

(二)课题主要研究的内容、技术路线和创新点。

主要研究内容:

1、重盐碱地植被恢复模式研究

在黄河三角洲近海地区重盐碱化土地上主要开展白刺、柽柳、碱蓬等盐生和高度耐盐植物的优化配置以及高效栽培技术。

2、盐碱地土壤改良高效利用模式研究

在了解该地区盐渍土盐分运移规律的基础上,主要开展上农下鱼模式、条田模式、化学改良和生物学改良相结合等高效利用模式,探讨各种利用模式对土壤水盐运动影响和改土效果,提出优化利用技术措施。

3、盐碱地高效农作物利用模式研究

选择适宜耐盐农作物,确定适宜栽培利用地区和土壤条件,开展农作物优化配置模式及相应的高效栽培技术。

4、林农复合高效利用模式研究

在中度和轻度盐碱地上主要开展林农复合高效利用模式研究,主要内容包括:耐盐经济树种栽培模式、农林复合经营模式、林草间作模式等。

    主要创新点:

1、全面系统地研究黄河三角洲盐碱地区不同类型高效利用模式,集成了耐盐植物农用、林用及植被恢复等多项功效,对耐盐植物开展多目标定向利用技术研究,使环渤海地区耐盐植物的经济效益、生态效益和景观效益得到最大程度地发挥和应用。

2、采用化学措施、工程措施和生物措施相结合的手段,系统研究黄河三角洲土壤改良高效利用模式,有利于该地区盐碱化土地的可持续高效利用。

四、现有工作基础与优势

(一)国内外现有技术发展、技术标准和相关知识产权现状及预期分析

美国、澳大利亚、以色列等国家纷纷开展对盐渍土开发利用的研究,在盐碱地土壤特性、水盐运动规律、工程措施改良等方面已取得不少成果。我国也对盐渍土的形成机理、水盐运动规律开展了深入研究,重点从农田水利工程技术方面对盐渍土实施了大范围的改良,取得了良好效果。同时,采取不同手段,选育出绒毛白蜡、转基因耐盐杨树、耐盐玫瑰等耐盐植物材料,为进行盐碱地生态修复奠定一定基础。

(二)课题组、课题依托单位及主要协作单位研究基础(已有的研发经历、科技成果、科研条件与队伍现状等)。

课题依托单位-山东省林业科学研究院是我省唯一的大型省级综合性林业科研机构。主要针对全省林业的重要科学技术问题,开展应用基础研究、应用研究和开发研究,承担国家、部、省下达的科研项目,培养技术人才,面向全省提供林业技术服务。

目前,我院共有专业技术人员102人,其中,研究员30,高级工程师30,博士14人,硕士10人,有突出贡献的中青年专家4人,科技拔尖人才2 人,享受政府特贴的14人,领导班子及科研人员具有较强的科技水平和创新意识,技术力量雄厚;有各种科研仪器设备、500多台(件),其中凝胶成像仪、紫外分光光度计、高效液相色谱仪、冷冻高速离心机、PCR仪等均为大型进口仪器,能够提供该项目研究所需的各项实验仪器设备。还配有学术期刊全文镜像查新网络系统,拥有图书3万余册,中外文资料220余种。

山东省林科院一直非常重视耐盐植物选择与盐碱地造林技术研究。上世纪50年代初,就在寿光县设立了全国唯一的盐碱地造林试验站,并承担了《山东滨海盐碱地林业利用的研究》课题,1987年获山东省科技进步二等奖。主持完成的《黄河三角洲重盐碱地植被恢复与造林技术研究》获2003年山东省科技进步一等奖;主持完成的《黄河三角洲植被恢复及生态体系构建技术的研究》获2007年山东省科技进步一等奖。在树木抗盐基础理论,盐碱地造林技术方面取得长足进步。此外,在盐生植物资源调查与利用方面,也进行了重点研究。其中《山东省海岸带及海涂植被林业资源调查研究》获1989年山东省科技进步特三等奖,《利用野生经济植物综合开发滨海荒废地的研究》获1993年山东省科技进步一等奖。以上这些在黄河三角洲盐碱地造林和生态恢复上的研究和实践,明显促进了该区盐碱地的改良利用和生态建设,生态环境显著改善,同时积累了丰富的研究和开发经验,总结出一套比较完善的盐碱地综合治理技术体系。鉴于以上成就,项目建议单位于2009年被山东省科技厅批准组建“山东省森林植被生态修复工程技术研究中心。

五、任务分工与课题管理

(一)课题组的组成与各自承担的任务和责任

本项目由山东省林业科学研究院独自承担,全面负责课题的总体实施和完成情况,圆满完成课题任务,组织课题验收,提交课题总体技术报告、工作报告、效益分析报告和查新报告,组织课题技术鉴定。

(二)课题管理形式和配套管理制度办法等

课题下达后成立课题组,实行课题主持人负责制,明确任务,分工负责。试验示范点的建设由当地有关部门领导负责,并有专人进行管理。根据课题组成员的业务所长进行分工,落实每一项研究内容。课题组定期召开会议,总结课题研究进展、查找存在问题,并提出相应的解决措施,保障按时完成各项研究内容。

六、课题主要的考核指标

(一)主要技术指标(如形成的知识产权、技术标准规程、新技术、新产品、新装置、论文专著等数量、指标及其水平);

1、通过对现有耐盐植物的调查和评价,确定10-20种适宜植物品种进行高效利用模式配置研究。

2、 筛选出重盐碱地植被恢复、土壤改良、农作物利用和林农复合经营各2-3种高效利用模式,使经济效益提高20%,生态效益显著提升。

3、研究提出各种高效利用模式的构建技术,并进行示范推广,建立试验示范基地4处,总面积2000亩以上。

4、培养研究生1-2名,发表论文3-5篇。

(二)主要经济、社会、环境效益(如技术及产品应用产业化前景,在课题实施期内能够形成的市场规模与效益,对保障国家安全、促进社会可持续发展及提升我国相关产业竞争力的作用等)

本项目通过耐盐植物高效利用模式的构建,有利于高效利用黄河三角洲耐盐植物资源。从盐渍土资源、植物资源、土壤改良、高效配置等诸方面综合考虑,有利于统筹水土保持、经济效益与景观效果之间的关系,促进中国盐碱化地区生态、经济和社会效益的统一,积极推进盐碱地资源的生态利用与产业化开发。

(三)课题实施中可能形成的示范基地、中试线及其规模;

分别在东营市和滨州市建立杨树超高产栽培技术示范基地2000亩,辐射推广10万亩。

(四)人才培养与队伍建设指标;

通过该项目的实施,吸引在校研究生参与项目的研究,提高在校学生的实践水平,为今后的工作打下基础。在示范推广区举办多种技术培训班,推广杨树超高产栽培新技术,提高技术人员的业务素质及周围农民的林木管理水平,确保各项技术的作用得到发挥。

七、经费预算

(一)课题总投资预算、各项任务经费分配及分年度经费需求

课题总投资90万元。具体分配见下表           单位:(万元)

预算科目名称

合计

专项经费

自筹经费

一、经费支出预算合计

90.0

60.0

30.0

1、设备费

12. 0

9.0

3.0

   1)购置设备费

7.0

5.0

2.0

2)试制设备费

3.2

3.0

0.2

3)设备改造和租赁费

1.8

1.0

0.8

2、材料费

28.0

15.0

13.0

  3、测试化验加工费

10.0

7.0

3.0

4、燃料动力费

10.0

7.0

3.0

5、差旅费

5.0

3.5

1.5

6、会议费

6.0

4.0

2.0

7、国际合作与交流费

/

/

/

8、出版/文献/信息传播/知识产权事务费

3.0

2.5

0.5

9、劳务费

8.0

5.0

3.0

10、专家咨询费

3.0

2.0

1.0

11、管理费

5.0

5.0

/

二、年度经费需求

  12012

35

25

10

  22013

55

35

20

(二)资金筹措方案及配套资金落实措施。

课题所需资金90万元,其中:申请省财政支持60万元,承担单位和协作单位自筹配套30万元。自筹部分主要以实验室分析测试设置和材料、研发资金及示范点管理用工等形式投入。

八、课题的年度计划及年度目标

本项目计划从20127月至20147月共2年的时间完成,按照项目内容、目标和要求进行实施,具体进度安排如下:

120127-201212月:查阅资料,签定合同,制定课题总体计划和实施方案。确定试验基点,进行基础数据收集。

220131-201312月:营造试验林,进行高效利用模式合理配置研究。

3 20141-20147月:继续各项试验,补充部分试验内容,整理数据,全面总结和分析黄河三角洲盐碱地高效利用模式构建技术。完成验收和结题。

九、课题主持人及课题组主要成员情况

一)课题主持人简介

(二)课题组主要组成人员(如下表)。

十、课题风险分析及对策

该研究以黄河三角洲盐碱地高效利用为主要研究目标,研究成果为自有知识产权,不存在侵权问题;山东省林科院在黄河三角洲盐碱地植被恢复和耐盐植物良种选育和高效栽培技术方面已有多项研究成果,具有丰富的理论知识和比较深厚的研究基础,取得了较好的结果,积累了一定研究经验,这些均为项目的顺利实施提供了保障。该课题不存在风险问题。

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