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实验室2007年度重大成果及研究成果水平和影响

2015-06-01 16:15:39 【 【打印】【关闭】

2007年度,实验室共有5项研究成果获省部级奖,其中实验室固定成员主持完成的内陆河流域水资源紧缺型绿洲的系统节水技术和途径获甘肃省科技进步二等奖;主持完成的额济纳绿洲生态综合治理试验示范获内蒙古自治区科技进步二等奖和SEE·TNC生态奖;参加完成的干旱沙漠地区土壤水循环的植被调控机理及其应用研究获宁夏回族自治区科学技术进步一等奖;93篇研究论文在国内外学术刊物发表;现将其中的代表性获奖成果简介如下(表1,表2):

表1  主要研究成果一:内陆河流域水资源紧缺型绿洲的系统节水技术和途径

成果名称

内陆河流域水资源紧缺型绿洲的系统节水技术和途径

完成人

赵文智/1、苏永中/4、何志斌/5、常学向/6

完成单位

中国科学院兰州寒区旱区环境与工程研究所

发表形式

甘肃省科技进步二等奖

主要内容

该项成果属农业科学和资源环境科学领域,涉及农学和环境生物学领域。

主要内容包括:绿洲农业生态系统水资源利用状况评价与用水管理模式,优质牧草和草坪草品种引种和苜蓿生产的灌溉管理,灌水量、灌水次数、灌水时间对主要作物产量影响,不同灌溉单元的节水效果,农艺措施对节水和防治农田土壤风蚀的试验,主要绿洲作物和荒漠植物气体交换特征与水分利用效率,节水型防护体系建设基础理论和模式,维护绿洲生态安全的生态需水量及其在节水型绿洲建设中的应用。

在绿洲内部,将试验研究成果与示范工程紧密结合,成功地集成和示范了:1)冬灌免耕、早春提前覆膜、生育期秸杆覆盖保墒、将林网从120m×225m扩大到200m×300m的规格,在边缘绿洲农田辅以活障死用高秸杆风障、推行0.5亩灌溉单元等技术措施;2)推广制种玉米、推行粮草间作轮作、增加苜蓿种植比例,调整用水结构和供水时间,推行弹性用水模式水票制管水方法等激励节水的制度。达到节水20%,提高单方水产值40%以上的效果。

在绿洲边缘,用荒漠植物模拟天然植被格局建设过渡带的技术,有效缓解风沙对绿洲的侵袭,从而降低了由高耗水树种组成的前沿阻沙体系和边缘防护体系的规格,使得防护体系的耗水量降低20%

在防护体系耗水量及其尺度转换、典型荒漠植物C4光合途径和水分利用效率的确定、绿洲植被生态需水量概念及确定方法等方面做出了创新成果。创新性地总结出了以雨养的荒漠植物为主要植物种,以聚集、斑块、散生格局为主要配置方式的荒漠-绿洲过渡带植被建设和集绿洲、荒漠-绿洲过渡带、荒漠为一体的综合防护体系建设模式 推动了绿洲学和流域管理科学的发展。

在技术路线方面采用的充分参与式的从问题树到目标树的论证路线具有创新性。集成示范的节水型绿洲建设和管理技术和模式具有成本低、实用性强和易推广的特点,成果在黑河流域综合治理和临泽县绿洲建设和农业生产中得到应用,累计经济效益近亿元。

    发表论文100多篇,其中SCIEI)收录论文22篇。

创新点

干旱区绿洲防护体系的结构优化及合理配置原理,干旱区植被生态需水量的概念,干旱荒漠区主要人工林的耗水规律及其水量平衡;绿洲生态系统气候变化适应性机理及其适应性评价方法。

主要研究成果二:额济纳绿洲生态环境综合治理试验示范

成果名称

额济纳绿洲生态环境综合治理试验示范

完成人

冯起、张小由、龚家栋、司建华、周茂先、张艳武、苏永红

完成单位

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、

发表形式

内蒙古自治区科技进步二等奖

主要内容

该项目从水资源合理开发利用的思路出发,针对西北地区内陆河流域生态环境极端脆弱的特点,将水资源与经济、生态环境三者结合起来统一进行试验示范研究,密切结合额济纳生态治理项目(国家生态治理县项目、黑河治理项目),边示范、边研究、边推广,定位研究与农牧业治理相结合,具有扎实的群众基础,技术路线正确,研究方法得当,示范效益明显,推广面积显著。示范与科研相结合,经过5年的多学科联合攻关,初步形成了极端干旱区绿洲的护、封、育、造的恢复技术。通过对人工草地建设、节水工程、退化天然草地恢复、舍饲与半舍饲的牧业经营等生态技术的组装、集成、示范和推广,改善了当地的生态环境,促进了生态建设与经济可持续发展。项目的实施极大提升了示范区干部群众的生态系统综合管理理念,生态、经济、社会效益显著,该项目取得了以下几项突出的技术体系。

1)荒漠河岸林抚育技术体系:在林地围封后,主要采取了禁牧、禁伐、禁樵采、引水灌溉、补植造林、开沟断根、抚育间伐等人工促进更新措施,在能得到灌溉水的地势低平地带,胡杨老树(母树)根系分布范围内都成功地长出根蘖更新苗,形成新一代更新幼林。生物学上,生态学上,水文学上具有理论价值和实践意义。本项技术的创新点有二:其一,开沟断根技术,避免了胡杨种子发芽率低和慢的弊端,胡杨很快成苗。其二,利用老树(母树)根系营养器官生长出根蘖更新苗,胡杨林抚育区植被盖度提高10-20%

2)戈壁造林技术:提高了极端干旱区戈壁造林的成活率。戈壁造林成活率达75-80%。提高了15-20%.

3)肉苁蓉嫁接技术:使苁蓉的嫁接成活率从20%提高到3040%;品种为肉苁蓉,提高了品质,具有很高的药用价值,市场价为80100/kg。经济价值高。具有成本低、效益高和易推广的特点,被当地群众普遍认可。

4)优质牧草培育技术:试验面积100hm2,全旗推广面积达3470 hm2。示范区的人工草地鲜草产量达到5.87-7.6kg/ hm2示范区农牧民收入提高20%。为提高当地农牧民的生活水平和生态环境恢复提供经验。现在示范的作用下,本地积极引进试验结果良好的几种饲草,促进舍饲、半舍饲的牧业经营方式的快速发展。

通过对以上技术的集成与组装,初步形成了极端干旱区绿洲护、封、育、造的恢复技术。推广舍饲、半舍饲的牧业经营方式,确定乔-草、灌-草的林业体系和限牧、围栏、封育的政策;建立了七配套的生活安置基地与人工肉丛蓉种植结合的生产模式,从根本上遏止额济纳绿洲生态恶化的现状,达到社会、经济、生态效益相统一,建成可持续发展的生态新村。在保护生态环境的基础上,达到最终使牧民逐渐从游牧的生活变成固定与半固定的生活方式。 通过自然的或人为林地进行人工肉丛蓉嫁接,使得牧民形成以生态建设为主,提高经济效益为辅生态建设模式。

总之,该成果选题紧密结合国家需求和科学前沿,技术路线合理,资料翔实,结论可信,理论与实践结合紧密。历时5年,综合集成性强,试验、示范与推广结合紧密,社会经济效益明显,为极端干旱区生态环境恢复和农牧民生活水平的提高提供重要的技术支撑和理论指导,也为干旱区绿洲管理提供重要借鉴。

    论文发表在《Climatic Change》、《Soil & Tillage Research》、《Environment Geology 》、《AMBIO》、《中国科学》等SCI收录刊物和《植物学报》、《水科学进展》等核心学术期刊上,其中SCI收录14篇,EI收录7篇,核心期刊30篇;联合培博士后1名、硕博士8人。

创新点

首次对极端干旱绿洲区开展陆面过程研究,应用改进的模型对额济纳绿洲大气水-植物水-土壤水-地下水水分传输过程进行模拟,奠定了极端荒漠绿洲水---生模拟理论基础。准确地量化了天然绿洲典型树种生态需水,深入开展了荒漠绿洲区水分、土壤、生态的尺度扩展研究。采用以上理论,结合生态治理技术,形成可在同类地区推广的荒漠绿洲护---造为主的植被恢复-种植养殖-结构调整-水资源合理配置科学体系。