內(nèi)蒙古自治區(qū)科技計劃項(xiàng)目建議書

1、內(nèi)蒙古自治區(qū)科技計劃項(xiàng)目建議書（試行）項(xiàng)目名稱：退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建關(guān)鍵技術(shù)集成示范利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)的試驗(yàn)研究推薦部門：承擔(dān)單位：蘇尼特右旗科技局中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所蘇尼特右旗草原工作站內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳制O 0年十一月概況表基本信息:項(xiàng)目名稱退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建關(guān)鍵技術(shù)集成示范利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化早場表土再造技術(shù)的試驗(yàn)研究申報盟市部門LA、呼和浩特市B、包頭市C、赤峰市D、烏海市E、鄂爾多斯市F、二連浩特市 G、通遼市H、滿洲 里市1、烏蘭察布市J、興安盟K錫林郭勒盟L、呼 倫貝爾市M、巴彥淖爾市N、阿拉善盟承擔(dān)單位蘇尼特右旗科技局中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所蘇尼特右

2、旗草原工作站所屬技術(shù)領(lǐng)域A、信息 B、自動化 C、材料 D、能源 E、 交通電力 F、農(nóng)業(yè) G、畜牧業(yè) H、資源 1、 環(huán)保 J、生物醫(yī)藥 K、社會公益 L、其他K申報項(xiàng)目類別A、 攻關(guān)B、推廣C、星火D、火炬E、軟科學(xué)F、 科技合作G、專利實(shí)施H、園區(qū)基地1、盟 市能力建設(shè)等B主要研究內(nèi)容 （100字以內(nèi)）1）、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)的 風(fēng)沙動力學(xué)原理；2）、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)的 工程措施和技術(shù)產(chǎn)品；3）、再造土壤后草場植被種類變化和植物群落演 替規(guī)律的研究；4）不同類型草場和牧草種類適宜的再造土壤厚 度的研究；5）、再造土壤的穩(wěn)定技術(shù)。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（10

3、0字以內(nèi)）1、分別建立在礫石狀和斑禿狀荒漠不同類型 的草場上建立利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場 表土再造技術(shù)示范樣地各10公頃；2、利用沙塵暴，在一至二年的時間內(nèi)，在礫石 狀和斑禿狀荒漠早場上再造出2 5cm的表 土層；3、 土壤再造后，植被蓋度增加20 30%,植物種類增加3 - 10種；4、土壤再造后地表土壤肥力提咼20 30%;5、再造的土壤厚度適宜，不會對建群植物產(chǎn)生影響。創(chuàng)新點(diǎn)及可能獲得的成果和知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新點(diǎn)：首次提出利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造 技術(shù)；可能獲得的成果：1、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)；2、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)所 配套的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。3、有望獲

4、得“利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土 再造技術(shù)”發(fā)明專利。發(fā)表有價值的論文2 3篇。聯(lián)系人牛寶富Mail地址經(jīng)費(fèi)概算（萬元）總投資50萬元申請撥款50萬元實(shí)施年限2011-2014 年申報年度2010一、項(xiàng)目概述（一）項(xiàng)目提出的背景、意義及必要性蘇尼特右旗處于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部， 錫林郭勒盟西部，北靠口岸 城市二連浩特，與蒙古國接壤，是以畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)為主體經(jīng)濟(jì)的邊疆少 數(shù)民族地區(qū)。草場面積2.16萬平方公里。屬于干旱、荒漠半荒漠草 原。蘇尼特右旗的氣候?qū)儆谥袦貛Ц珊敌源箨懶詺夂颉?主要?dú)夂蛱攸c(diǎn) 表現(xiàn)為：光能資源極為豐富，熱量資源一般，水資源少而集中，風(fēng)能 資源豐富但危害性大。平均風(fēng)速 5.5米/秒，是

5、沙塵暴頻發(fā)區(qū)。蘇尼特右旗是我國重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，以溫帶荒漠草原為 主，分為地山丘陵干草原、高平原干草原、丘陵地溫帶荒漠草原、高 平原溫帶荒漠草原殘秋坡地草原化荒漠、高平原草原化荒漠、湖盆低 地鹽生草甸和沙丘植被草場等 8個類型，東南與典型草原和渾善達(dá)克 沙地比鄰，是溫性溫帶荒漠草原區(qū)植被、地質(zhì)、氣候、環(huán)境和生產(chǎn)方 式十分獨(dú)特的典型的區(qū)域?；哪菰鳛槲覈?億公頃草原的重要組成部分，是我國最為脆 弱的草原生態(tài)系統(tǒng)之一，也是對我國生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響的地區(qū)之 一。礫石狀荒漠草原退化的重要標(biāo)志是土壤退化，在強(qiáng)大的風(fēng)力作用 下草場的表土喪失已盡，草場表面礫石遍布，植被稀疏?；哪菰?我國北方農(nóng)牧

6、交錯帶與蒙古草原之間的唯一生態(tài)屏障， 也是過去利用 最過度、退化最嚴(yán)重，生態(tài)恢復(fù)最為困難的地區(qū)之一。這類地區(qū)時常受到西伯利亞冷空氣的影響， 是我國沙塵暴重要的 發(fā)生地之一。發(fā)生在這類地區(qū)的沙塵暴不但對當(dāng)?shù)氐牟輬霎a(chǎn)生極大危 害，也對當(dāng)?shù)氐娜嗣裆a(chǎn)生活產(chǎn)生極大影響，同時，沙塵暴攜帶大量 的塵埃長驅(qū)直入我國內(nèi)地，攜帶的沙塵在合適的條件下發(fā)生沉降掩埋 道路、農(nóng)田、草場，造成環(huán)境污染，影響人民生產(chǎn)生活?；趪?yán)酷脆弱的草原本底現(xiàn)狀，特別是生態(tài)環(huán)境受損嚴(yán)重、表土 嚴(yán)重侵蝕的荒漠化草原地區(qū)，急于尋求一種有效的治理和恢復(fù)生態(tài)的 途徑與措施。對于這一重大的發(fā)展需求，一種新的理念、一種新的思路值得研 究和探討，這就

7、是如何利用自然的力量，輔以人工干預(yù)的措施進(jìn)行生 態(tài)治理。利用沙塵暴現(xiàn)象實(shí)施表土再造技術(shù)就是一個成功的范例。 沙 塵暴在自然生態(tài)系統(tǒng)中是動力因子。 沙塵暴所攜帶的動力是強(qiáng)大的， 能量是巨大的，它的發(fā)生和存在起到平衡地球營養(yǎng)物質(zhì)分布的巨大作 用，也起到物種傳播和更新的作用。談到沙塵暴，人們的更多的是注意它所帶來的危害， 而實(shí)際上沙 塵暴是一把雙刃劍，它是一種氣固兩項(xiàng)流，在運(yùn)動時攜帶大量的沙物 質(zhì)，這些沙物質(zhì)中含有豐富的沙粒、營養(yǎng)物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)，也 含有豐富的植物種子。很少想到會利用這一自然現(xiàn)象。 沙塵暴是一種 自然現(xiàn)象，它的發(fā)生不以人的意志為轉(zhuǎn)移，人類只能盡量適應(yīng)和利用。 沙塵暴發(fā)生時，攜帶

8、大量的營養(yǎng)物質(zhì)-塵土，滿天飛揚(yáng)，四處吹送。 通過實(shí)施地表攔截沙塵（固沙網(wǎng)輔以秸稈等物），淤滯塵土于網(wǎng)格空 隙，即可實(shí)現(xiàn)表土再造，增加富含有機(jī)質(zhì)的土壤厚度，從而化害為利, 有利于生態(tài)恢復(fù)。該項(xiàng)目的研究成功，必將對該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境改善和退化草場快 速恢復(fù)重建提供有力的技術(shù)支撐。為沙塵暴的可利用性提供有力的佐 證，為沙塵暴的利用技術(shù)書寫重要一筆。功在當(dāng)代，利在千秋。（二）研究開發(fā)目標(biāo)和內(nèi)容1、研究開發(fā)的目標(biāo)利用沙塵暴，結(jié)合工程措施將沙塵暴所攜帶的沙物質(zhì)沉降淤滯在 礫石狀和斑禿狀荒漠化草場表面，形成再造的表土層。提高荒漠草場 土壤肥力，營造適宜的土壤微生物生活條件，實(shí)現(xiàn)固土保根、保水促 進(jìn)植被生長。增

9、加植被種類，促進(jìn)植被群落的良性演替。2、研究內(nèi)容1）、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)的風(fēng)沙動力學(xué)原理2）、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)的工程措施和技術(shù)產(chǎn)品工程技術(shù)措施的施工方法、技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)工藝的研究。3）、再造土壤后草場植被種類變化和植物群落演替規(guī)律的研究4）、不同草場適宜的再造土壤厚度由于不同的退化草場保存的植被類性和保存率不盡相同，也由于 不同的植物抗沙埋的能力不同，重要的是經(jīng)過土壤再造后對當(dāng)?shù)亟ㄈ?植物不產(chǎn)生影響。5）、再造土壤的穩(wěn)定技術(shù)由于再造的土壤顆粒小，質(zhì)地輕，極易再度侵蝕，因此需要通過 植物固定住土壤，防止新的水土流失。在雨季播種一年生先鋒植物， 迅速鎖定

10、土壤。（三）項(xiàng)目形成成果、知識產(chǎn)權(quán)及完成時間 可能獲得的成果和知識產(chǎn)權(quán)：1、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)；2、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)所配套的相關(guān)技術(shù)和 產(chǎn)品。3、 有望獲得“利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)”發(fā)明專 利。發(fā)表有價值的論文2 3篇。完成時間；2011 年 1 月一2013 年 12 月。二、項(xiàng)目立項(xiàng)的必要性及市場需求分析（一）項(xiàng)目研究開發(fā)的必要性荒漠草原作為我國4億公頃草原的重要組成部分，是我國最為脆 弱的草原生態(tài)系統(tǒng)之一，也是對我國生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響的地區(qū)之 一。礫石狀荒漠草原退化的重要標(biāo)志是土壤退化，在強(qiáng)大的風(fēng)力作用 下草場的表土喪失已盡，草場表面

11、礫石遍布，植被稀疏。荒漠草原是 我國北方農(nóng)牧交錯帶與蒙古草原之間的唯一生態(tài)屏障， 也是過去利用 最過度、退化最嚴(yán)重，生態(tài)恢復(fù)最為困難的地區(qū)之一。這類地區(qū)時常受到西伯利亞冷空氣的影響，是我國沙塵暴重要的 發(fā)生地之一。發(fā)生在這類地區(qū)的沙塵暴不但對當(dāng)?shù)氐牟輬霎a(chǎn)生極大危 害，也對當(dāng)?shù)氐娜嗣裆a(chǎn)生活產(chǎn)生極大影響，同時，沙塵暴攜帶大量 的塵埃長驅(qū)直入我國內(nèi)地，攜帶的沙塵在合適的條件下發(fā)生沉降掩埋 道路、農(nóng)田、草場，造成環(huán)境污染，影響人民生產(chǎn)生活?；趪?yán)酷脆弱的草原本底現(xiàn)狀，特別是生態(tài)環(huán)境受損嚴(yán)重、表土 嚴(yán)重侵蝕的荒漠化草原地區(qū)，急于尋求一種有效的治理和恢復(fù)生態(tài)的 途徑與措施。對于這一重大的發(fā)展需求，一種新

12、的理念、一種新的思路值得研究和探討，這就是如何利用自然的力量，輔以人工干預(yù)的措施進(jìn)行生 態(tài)治理。利用沙塵暴現(xiàn)象實(shí)施表土再造技術(shù)就是一個成功的范例。沙塵暴在自然生態(tài)系統(tǒng)中是動力因子。 沙塵暴所攜帶的動力是強(qiáng)大的， 能量是巨大的，它的發(fā)生和存在起到平衡地球營養(yǎng)物質(zhì)分布的巨大作 用，也起到物種傳播和更新的作用。談到沙塵暴，人們的更多的是注意它所帶來的危害， 而實(shí)際上沙 塵暴是一把雙刃劍，它是一種氣固兩項(xiàng)流，在運(yùn)動時攜帶大量的沙物 質(zhì)，這些沙物質(zhì)中含有豐富的沙粒、營養(yǎng)物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)，也 含有豐富的植物種子。很少想到會利用這一自然現(xiàn)象。沙塵暴是一種 自然現(xiàn)象，它的發(fā)生不以人的意志為轉(zhuǎn)移，人類只能盡

13、量適應(yīng)和利用。 沙塵暴發(fā)生時，攜帶大量的營養(yǎng)物質(zhì)-塵土，滿天飛揚(yáng)，四處吹送。 通過實(shí)施地表攔截沙塵（固沙網(wǎng)輔以秸稈等物），淤滯塵土于網(wǎng)格空 隙，即可實(shí)現(xiàn)表土再造，增加富含有機(jī)質(zhì)的土壤厚度，從而化害為利， 有利于生態(tài)恢復(fù)。據(jù)初步測算，如果再造土壤厚度為5cm，每畝地可固土 33立方 米，這些土壤將不會隨沙塵暴漂移，大大減少了沙塵暴下游的危害。該項(xiàng)目的研究成功，必將對該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境改善和退化草場快 速恢復(fù)重建提供有力的技術(shù)支撐。為沙塵暴的可利用性提供有力的佐 證，為沙塵暴的利用技術(shù)書寫重要一筆。功在當(dāng)代，利在千秋。（二）項(xiàng)目的市場需求分析生態(tài)環(huán)境的惡化是世界各國共同面臨的難題， 生態(tài)治理技術(shù)和產(chǎn)

14、品是一個朝陽產(chǎn)業(yè)，具有廣泛的市場需求三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及國內(nèi)、區(qū)內(nèi)現(xiàn)有工作基礎(chǔ)（一）國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、專利等知識產(chǎn)權(quán)情況分析和國內(nèi)、 區(qū)內(nèi)現(xiàn)有工作基礎(chǔ)我國西北地區(qū)是世界四大沙塵暴區(qū)（中亞、北美、中非及澳大利 亞）之一的中亞沙塵暴的一部分，屬全球現(xiàn)代沙塵暴的高活動區(qū)之一。沙塵暴研究理論基礎(chǔ)是風(fēng)沙物理學(xué)，一般將拜格諾（Bagnold）于1941年出版的風(fēng)沙物理學(xué)著作風(fēng)沙和荒漠沙丘物理學(xué)（ThePhysics of BlownSand and Desert Dunes,1941）作為風(fēng)沙物理學(xué) 誕生的標(biāo)志，也是系統(tǒng)研究沙塵暴的開始，至今已有近 70 a的歷史。 在過去的70 a年里,

15、風(fēng)沙物理學(xué)所取得的成就是令人鼓舞的。70a來，全世界的風(fēng)沙物理學(xué)專家們開展了風(fēng)沙運(yùn)動學(xué)研究、風(fēng) 沙邊界層動力學(xué)研究、風(fēng)沙動力地貌學(xué)研究、沙塵揚(yáng)析與傳輸研究、 風(fēng)沙工程學(xué)研究、土壤風(fēng)蝕等項(xiàng)研究。無論何項(xiàng)理論研究最終體現(xiàn)在 實(shí)際應(yīng)用工程上都著眼于防風(fēng)和固沙兩個方面。至今沒有人提出利用 沙塵暴的理論和工程實(shí)踐。而實(shí)際上沙塵暴做為一種自然現(xiàn)象，具有自身的發(fā)生發(fā)展規(guī)律。同時它是眾多自然因素中不可或缺的原動力。沙塵暴是一把“雙刃劍”，沙塵暴是一種氣固兩項(xiàng)流，這種流體本 身攜帶大量的沙物質(zhì)、種子資源、營養(yǎng)成分（有機(jī)質(zhì)、各種微量的礦 物質(zhì)元素等）。沙塵暴在發(fā)生的時候，強(qiáng)大的風(fēng)力吹蝕了土壤，造成 土壤流失，所攜

16、帶的沙物質(zhì)可掩埋農(nóng)田、工廠、草原、道路和房屋。 其破壞性極大，同時它也起到搬運(yùn)分配營養(yǎng)物質(zhì)，傳播物種的作用?；哪菰捎诙喾N原因呈現(xiàn)極度退化的狀態(tài)，主要表現(xiàn)是植物稀疏，地表多礫石，草根裸露。牧草呈堆狀分布，地面與草根形成負(fù)位 差（3 10cm ）。對于荒漠化草場的治理工作，國內(nèi)外一般是采取圍封禁牧、松土 補(bǔ)播等技術(shù)，而從治理土壤著手治理的方法很少。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所分別于 2005年和2009年在蘇尼特左 旗和蘇尼特右旗開展了利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)試 驗(yàn)，并獲得了初步成效，經(jīng)過再造土壤的草場植被蓋度增加20 40%, 植物種類增加，再造的土壤厚度達(dá)到 3 5cm（蘇尼特右旗

17、試點(diǎn)2009 年12月一場沙塵暴表土再造厚度達(dá)到 3 5cm）。（二）國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢基于對沙塵暴認(rèn)識的進(jìn)步和風(fēng)沙物理學(xué)研究的深入，人們已經(jīng)開始尋求和研制利用沙塵暴的技術(shù)和產(chǎn)品。在原有對荒漠草場改良利用技術(shù)的基礎(chǔ)上， 人們逐步認(rèn)識了荒漠化 草場退化的根本是土壤退化，也認(rèn)識了表土再造的重要性和必要性。 從單一改良荒漠化草場植被而逐步與改良土壤相結(jié)合。四、主要內(nèi)容（一）主要目標(biāo)1、研究開發(fā)的目標(biāo)利用沙塵暴，結(jié)合工程措施將沙塵暴所攜帶的沙物質(zhì)沉降淤滯在 礫石狀和斑禿狀荒漠化草場表面，形成再造的表土層。提高荒漠草場 土壤肥力，營造適宜的土壤微生物生活條件，實(shí)現(xiàn)固土保根、保水促 進(jìn)植被生長。增加植被種

18、類，促進(jìn)植被群落的良性演替。（二）研究、開發(fā)內(nèi)容研究內(nèi)容1）、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)的風(fēng)沙動力學(xué)原理2）、利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)的工程措施和技術(shù)產(chǎn)品工程技術(shù)措施的施工方法、技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)工藝的研究。3）、再造土壤后草場植被種類變化和植物群落演替規(guī)律的研究4）、不同草場適宜的再造土壤厚度由于不同的退化草場保存的植被類性和保存率不盡相同，也由于 不同的植物抗沙埋的能力不同，重要的是經(jīng)過土壤再造后對當(dāng)?shù)亟ㄈ?植物不產(chǎn)生影響。5）、再造土壤的穩(wěn)定技術(shù)由于再造的土壤顆粒小，質(zhì)地輕，極易再度侵蝕，因此需要通過植物 固定住土壤，防止新的水土流失。在雨季播種一年生先鋒植物，迅

19、速 鎖定土壤。（三）項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵，包括技術(shù)難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)技術(shù)關(guān)鍵1、再造土壤風(fēng)沙物理學(xué)技術(shù)原理模型的建立；2、不同類型草場再造土壤土層厚度的控制；3、技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和設(shè)計。創(chuàng)新點(diǎn)首次提出和利用沙塵暴進(jìn)行荒漠化草場表土再造技術(shù)方案；（四）主要方法、技術(shù)路線和措施等在充分繼承前人研究風(fēng)沙物理學(xué)的成果， 利用現(xiàn)代風(fēng)沙物理學(xué)科學(xué) 研究的手段，對再造土壤的風(fēng)沙物理學(xué)原理進(jìn)行研究。 并應(yīng)用到工程 實(shí)踐中去。通過對不同植物抗沙埋能力的觀察測定， 確定不同類型草 場的再造土壤厚度。通過野外試驗(yàn)現(xiàn)場和風(fēng)洞試驗(yàn)的方法對技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行模擬和參數(shù) 的確定。同時對產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)做臺架試驗(yàn)。五、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析（一）經(jīng)濟(jì)、社會效益分析本實(shí)驗(yàn)所體現(xiàn)的主要是社會效益，它主要體現(xiàn)在對退化生態(tài)系統(tǒng) 的有效恢復(fù)。通過荒漠化草場表土再造，可使該類草場的土壤環(huán)境從 根本上得到改善。由于土壤條件的改善，從而改善了土壤微生物生存 的條件，提高了土壤肥力。再造后的草場實(shí)現(xiàn)了保水、保根、保土、 促長的效果。使植被群落向良性方向發(fā)展。對減少沙塵暴的強(qiáng)度起到積極的作用（二）推廣應(yīng)用前景分析（產(chǎn)業(yè)化可行