文档介绍：河北农业大学
博士学位论文
华北农牧交错区降水资源化与植被配置研究
姓名:冯丽肖
申请学位级别:博士
专业:作物产品安全生产调控工程
指导教师:李存东;张立峰
20091114
摘要华北农牧交错区高寒干旱,生态脆弱,土地超载,以水资源为核心的传统农牧生产难以实现农村社会系统稳定自给,人们日益增长的物质文化需求又对区域水资源利用提出了新的要求。重蹈华北平原区封闭性水资源开发之路,无异饮鸩止渴;面对现代社会所叠加的生态保育需求,区域蛎裰诘纳朴纸ê未本项研究以建立在河北省张家口市的农业部张北农业资源与生态环境野外科学观测试验站为依托,围绕华北农牧交错区环境生态建设与经济生产目标之间的矛盾,以占区域耕地面积%的坡梁地砂质栗钙土为研究对象,以水资源植被生产力为核心,于昙测了农田与草地的降水地表径流、深层渗漏、表土蒸发及土体土壤水分动态特征等,调查了典型农村农牧业时空结构配置、生产效益和劳动力构成变化,分析了区域降水、土壤水资源特点、降水与作物生产的关系,实证研究了基于降水的农牧业生产和退耕林草建设的现状、问题及对策,并以一个典型的小流域为样方,利用际探索了以雨养农作为核心的植被优化配置策略。。主要结论如下:1迸┠两淮砬邓母叨壤肷⑿杂虢邓档募ǖ痛硇裕贾乱远嗄昶均气象资料为基础的水分生产潜力估值偏高。平均日降水的连续性掩盖了实际日降水离散性所造成的旱涝灾害引起的作物减产;以旬为单位的地域降水量平均值估算,由于观测年度数量通常少于最适样本容量而同样缺乏可信度。由此,建立在区域历史降水资料基础上的生产力估算、生产要素配置及农业工程设计等具有不可靠性。1迸┠两淮砬墒7置鳎昙窘邓捣钡慷刃=邓陨爸世醺仆恋牟给通常发生在敛隳凇G蚱蛘舴⑶绷Υ螅导收舴⒘渴苤朴谕寥烙行水分含量,致使降水难保。以抑制土面蒸发为核心的材料、方法创新对于区域农业水资源高效利用具有特殊意义。1迸┠两淮砬爸世醺仆镣寥浪侄ㄎ患嗖獗砻鳎阃寥浪波动剧烈,极差达ィ琌~撂灞硐治榷ǎ矣敫闼殖氏无时滞协变,降水过程对深层土壤影响很小。耕层与降水过程呈现同步波动,以下土体在生长季内基本稳定。适应浅层土壤水资源更新特征的植被生产,表现为浅根系、短季节、资源平面利用。1迸┠两淮砬邓氏指叨缺湟焯卣鳎月份和路萁邓偾冶湟斐潭雀撸对于作物的播种和收获均可能造成灾难性影响;砂质栗钙土的水分极差缓冲能力,使得作物生产连续性需水与降水的离散性供水间矛盾更加突出。降水资源的时空调配利用成为农业稳产、高产的充分条件。雨养背景下的适应型农作以降低需水量、牺牲产量为代价,获得稳定生产能力,对人工增投难以响应;依靠市场机制,调整农业结构,选用高效作物成为实现降水资源化调控的必要条件。
产水一用水分工耦合的生产方式,可有效降低产水地降水环境化比例,提高用水底髋┨锖乃钩砂ㄗ魑锖乃牖肪澈乃W魑锖乃碳唇邓匀蛔试化过程,环境耗水为降水能量自发的耗散增熵,即降水环境化过程。华北农牧交错区砂质栗钙土农田至少有%サ慕邓肪郴邓试椿杏泻艽笄绷Α;1迸牧交错区滩梁相间,丰富的坡梁径流面资源为人工调整降水的空间分配提供了优越的条件。捎闷旅嬗不绞交慵邓盟囫詈峡捎行Т俳邓试椿L驳蔬菜在..サ牟婊ㄖ拢黾元/牟顾度耄苫得蛟#痟的耦合经济效益,。砂梁地番茄和西瓜仅增加元/#痟鸟詈暇济效益,。水分的投入提升了作物生产系统的环境容量,,并使系统耗水降低了%%。,昭示了降水资源化技术在工业化农业发展中的应用前景。地水资源利用集约程度,实现降水人工资源化和水资源的持续发展利用。这一模式的应用还依赖于系统经济效益的启动、工程技术条件的推动、社会需求的拉动和政策环境的制动。⒃谟暄橇仙∩系幕1迸┠两淮砬竽烈担且耘┨锊行际澄锪增值和草场环境外部效益支撑的“数量”型畜牧业。通过降低日粮标准的“七成饱”饲养方式增加了近四成的载畜规模。牧业外部性表现为农田过度收获、草地过度放牧。放牧条件下,冬季饲料成为限制畜牧业规模的瓶颈;以青玉米为代表的越冬饲草生产,进一步扩大了畜群获取免费草场资源的能力,加剧了草地超载。华北农牧交错区建立在向草场外摊环境成本基础上的“农牧结合”的畜牧业是区域生态持续恶化的主要原因。全面持久禁牧是实现草地恢复、农田保育、降低沙尘的必要条件。在面临区域民众生活压力与社会环境需求动力背景下,寻求全面禁牧的可行性途径,对于本地区合理保育植被资源、下风下水地区持续改良环境条件,具有重要的经济和社会意义。抵ぱ芯勘砻鳎1迸┠两淮砬年的退耕林草生态建设,农业与畜牧业生产结构进行了协同调整,“以机代畜”提高了劳动生产效率,促进了农村人口的流动与劳