专利名称：洪灌条件下绿洲外围节水型生物防护体系的构建方法
技术领域：
本发明涉及ー种在洪灌条件下构建绿洲外围节水型生物防护体系的技术方法，该技术的推广和应用将为干旱区绿洲外围节水型生物防护体系的构建提供技术保障。从而为干旱区生态建设与生态产业的协调发展提供技术途径。
背景技术：
塔里木盆地南缘区域是我国生态环境状况最为严酷、国家级贫困县分布最为集中的区域之一。这里属于典型内陆暖温帯荒漠气候，其主要环境特征是①风沙灾害頻繁。每年风速大于4m/s的日数在90天以上、年均浮尘天气在250天以上、年均沙尘暴天气在20天以上水分亏值较大。多年平均降水量35. 1mm，年蒸发量达2595. 3mm，干燥度为20. 8 ；绿洲的水资源主要依赖于发源于昆仑山的季节性河流。这些河流的径流量变化较大，且时 间主要集中在5月-9月；③收入水平低下。当地群众的人均收入远低于全国的平均水平。而且随着人口的增长和绿洲外围土地的大面积开发，致使绿洲外围的自然植被遭受严重破坏。因此水资源严重短缺、风沙危害异常严峻的条件下构建具有防护效益和经济效益的节水型生物防护体系是保证区域生态和经济社会可持续发展的根本。本发明依托中国科学院新疆生态与地理研究所策勒沙漠研究站的长期综合实验观测基地和试验示范区，结合策勒县林业局在策勒县三号风ロ区实施的生态工程建设项目，对洪灌条件下节水型生物防护体系的构建技术进行系统研发。该方法的应用将对有效利用宝贵的水资源、保护绿洲生态安全和提高当地群众的生活水平具有重大的实践意义，同时将为塔里木盆地南缘生态建设和经济社会的可持续发展提供技术支撑及环境保障。绿洲外围节水型生物防护体系构建中的物种配置技术是关键。针对塔里木盆地南缘绿洲外围的环境特点，以在塔里木盆地南缘策勒县三号风ロ区实施的节水型生态工程建设项目工程区为研发基地，在确保水资源有效合理利用的前提下，采用自然植被和人工植被相结合、乔木-灌木-草本植物合理配置、深根植物和浅根植物相互搭配、防护植物和经济植物相互配置的模式，开展绿洲外围节水型生物防护体系构建技术的研发，确定生物防护体系物种的最佳配比和体系结构特点，在确保水资源高效利用的前提下，获取生物防护体系防护效益与经济产出的最佳耦合模式。塔里木盆地南缘区域是我国著名的极端干旱区，同时也是国家级贫困县的集中分布区，这里风沙灾害异常严重、水资源严重短缺。因此在这一区域开展绿洲外围节水型生物防护体系构建技术的研发，确定生物防护体系物种的最佳配比和体系结构特点，在确保水资源高效利用的前提下，构建生物防护体系防护效益与经济产出的最佳耦合模式，对于保护绿洲的生态安全和实现水资源的有效利用具有重要的实践价值。该技术的研发不仅能为绿洲外围节水型生物防护体系的构建提供技术途径和实践方法，同时也是对干旱环境生态建设途径和贫困区域经济发展方式的有益探索和积极尝试。本发明正是围绕这一思路对绿洲外围节水型生物防护体系的构建技术进行了长期探索。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种洪灌条件下绿洲外围节水型生物防护体系的构建方法，该方法将原有不规则分布的柽柳、骆驼刺、花花柴和ー些短命植物盐生草或猪毛菜进行恢复修补，构成生物防护体系的第一道防护区；通过采用小区块状的种植模式，种植乔木新疆杨和牧草大叶苜蓿，构成生物防护体系的第二道防护区；再设置人工生物隔离区，采用沟状种植和沟灌的方式种植小乔木水曲柳，构成生物防护体系的第三道防护区；通·过采用沟状种植和小块状种植相结合的方式种植乔木林果黑核桃和药用草木，构成生物防护体系第四道防护区；本发明所述方法是在充分考虑各植物种的耗水特点和生态生物学特性的基础上，生物防护体系集中体现了深根植物与浅根植物的配置、乔木-灌木-草本植物的配置、喜光植物和耐阴植物的配置、防护植物与经济植物的配置。这既体现了植物对水分的合理和有效利用，又保证了植物的快速生长及其效益的正常发挥。本发明所述的ー种洪灌条件下绿洲外围节水型生物防护体系的构建方法，按下列步骤进行
a、将原有不规则分布的柽柳(5)、骆驼刺(6)、花花柴(7)和ー些短命植物盐生草或猪毛菜进行恢复修补，构成生物防护体系的第一道防护区(I )，防护区(I)的长宽为300米X 50米；
b、在第一道防护区(I)后采用小区块(8)的种植模式，种植乔木新疆杨和牧草大叶苜蓿，小区块(8)的面积长宽为10米X5米，构成生物防护体系的第二道防护区(2)，防护区
(2)的长宽为300米X 50米；
C、在第二道防护区(2)后设置人工生物隔离区，采用种植沟(9)和沟灌的方式种植小乔木水曲柳，种植沟(9)宽I米，深0.6米，沟(9)间距为2米，构成生物防护体系的第三道防护区(3)，防护区(3)的长宽为300米X20米；
d、在第三道防护区(3)后采用种植沟(11)和小地块(10)种植相结合的方式种植乔木林果黑核桃和药用草木红花、地锦草或一枝蒿，种植沟(11)宽I米，沟(11)深0. 6米种植乔木林果黑核桃，小地块(10)种植区的面积长宽为4米X2米，通过条播的方式种植药用草木，构成生物防护体系第四道防护区(4)，防护区(4)的长宽为300米X 100米。步骤b中小区块(8)内沿垂直于主风向方向种植新疆杨，株行距为2米X2米，在种植的新疆杨林下通过条播的方式种植大叶苜蓿。步骤d种植沟(11)的沟(11)间距为3米，种植的乔木林果黑核桃的株距为2米。本发明所述的洪灌条件下绿洲外围节水型生物防护体系的构建方法，该方法在洪灌条件下绿洲外围节水型生物防护体系构建的关键是植物种的合理配置和水资源的高效利用。在进行多年物种耗水试验的基础上，提出不同物种的耗水特点和水分利用规律；在进行长期物种配置试验的基础上，掲示不同物种的生物生态学特征。基于植物耗水特征和合理配置关系，研发节水型生物防护体系的构建模式，是本方法的特色和创新，主要包括以下几个要点
(I)绿洲外围节水型生物防护体系第一区(天然灌木-草本植物恢复区)的物种配置技术和灌溉模式即利用春季和夏季的洪水进行引洪灌溉，通过人工辅助的方法恢复这一区域的天然植被，主要包括柽柳、骆驼刺、花花柴和ー些短命植物(盐生草、猪毛菜等)，使其构成生物防护体系的第一道防护区。该防护区的长宽为300米X 50米；(2)绿洲外围节水型生物防护体系第二区(人工乔木-牧草种植区)的物种配置技术和灌溉模式即通过采用小块状的种植模式，种植乔木(新疆杨)和牧草(大叶苜蓿)，小区块的面积是长宽为10米X5米，小块内沿垂直于主风向方向种植新疆杨，株行距为2米X2米，林下通过条播的方式种植大叶苜蓿，这样不仅可以做到空间和土地的合理利用，收获更多的生物量，同时又可以利用这两种植物需水特征的基本一致性进行定期合理的引洪灌溉，这两种植物的配置构成生物防护体系的第二道防护区，该防护区的长宽为300米X50米；
(3)绿洲外围节水型生物防护体系第三区(人工生物隔离区)的物种配置技术和灌溉模式即通过采用沟状种植和沟灌的方式种植小乔木(水曲柳)，种植沟宽I米，深0. 6米，沟间距为2米，这种种植方式可以采用沟灌进行灌溉，其特点是灌溉方便、节省水资源、土壌持水量大等，这个种植区构成了生物防护体系的第三道防护区，可以起到防止和隔离病虫害发生和传播的作用，该防护区的长宽为300米X20米； (4)绿洲外围节水型生物防护体系第四区(林果和药草等经济植物种植区)的物种配置技术和灌溉模式即通过采用沟状种植和小块状种植相结合的方式种植乔木林果(黑核桃)和药用草木(主要是维吾尔药)，种植沟宽I米，深0. 6米，乔木林果的种植株距为2米，沟间距为3米，小块状种植区的面积是长宽为4米X2米，通过条播的方式种植维吾尔药。这样不仅可以做到空间和土地的合理利用，收获更多的生物量，同时又可以利用这两种植物需水特征的基本相似性进行定期合理的引洪灌溉。这种种植方式可以采用沟灌和小块状灌溉相结合的方法进行灌溉，其特点是灌溉方便、节省水资源、土壌持水量大等。这个种植区构成了生物防护体系的第四道防护区，该防护区的长宽为300米X 100米。在充分考虑各植物种的耗水特点和生态生物学特性的基础上，依据不同物种的耗水特点和水分利用规律，掌握不同植物的水分利用特征及其适应性，这既体现了植物对水分的合理和有效利用，又保证了植物的快速生长及其效益的正常发挥。在进行长期物种配置试验的基础上，依据各不同物种的生物生态学特征，结合不同物种的耗水特征和水分利用规律，提出不同物种间的配置方案，生物防护体系集中体现了深根植物与浅根植物的配置、乔木-灌木-草本植物的配置、喜光植物和耐阴植物的配置、防护植物与经济植物的配置。这些不同物种配置方式和配置技术是节水型绿洲外围生物防护体系构建中的关键技木。
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
实施例本发明已经在塔克拉玛干沙漠南缘的策勒绿洲外围和皮山绿洲外围的节水型生物防护体系的构建中进行试验示范具体操作按下列步骤进行
天然灌木-草本植物恢复区建设
a、将原有不规则分布的柽柳5、骆驼刺6、花花柴7和ー些短命植物盐生草或猪毛菜进行恢复修补，构成生物防护体系的第一道防护区1，防护区I的长宽为300米X 50米；
人工乔木-牧草种植区建设b、在第一道防护区I后采用小区块8种植模式，种植乔木新疆杨和牧草大叶苜蓿，小区块8的面积长宽为10米X5米，小区块8内沿垂直于主风向方向种植新疆杨，株行距为2米X 2米，新疆杨林下通过条播的方式种植大叶苜蓿，构成生物防护体系的第二道防护区2，防护区2的长宽为300米X 50米，这样不仅可以做到空间和土地的合理利用，收获更多的生物量，同时又可以利用这两种植物需水特征的基本一致性进行定期合理的引洪灌溉；人工生物隔离区建设
C、在第二道防护区2后设置人工生物隔离区，采用种植沟9和沟灌的方式种植小乔木水曲柳，种植沟9宽I米，深0. 6米，沟9间距为2米，构成生物防护体系的第三道防护区3，防护区3的长宽为300米X 20米，该种植方式可以采用沟灌进行灌溉，其特点是灌溉方便、节省水资源、土壌持水量大，可以起到防止和隔离病虫害发生和传播的作用；
林果和药草等经济植物种植区建设
d、在第三道防护区3后采用种植沟11和小地块10种植相结合的方式种植乔木林果黑 核桃和药用草木红花、地锦草或一枝蒿(主要是维吾尔药)，种植沟11宽I米，沟11深0. 6米种植乔木林果黑核桃，小地块10种植区的面积长宽为4米X 2米，通过条播的方式种植药用草木，构成生物防护体系第四道防护区4，防护区4的长宽为300米X 100米，这样不仅可以做到空间和土地的合理利用，收获更多的生物量，同时又可以利用这两种植物需水特征的基本相似性进行定期合理的引洪灌溉，这种种植方式可以采用沟灌和小块状灌溉相结合的方法进行灌溉，其特点是灌溉方便、节省水资源、土壌持水量大。经过长期的技术研发，该方法已在水资源短缺和风沙危害频繁的塔克拉玛干沙漠南缘的策勒绿洲和皮山绿洲进行试验示范，并取得良好效果。生物防护体系现已发挥正常功能。计划将该技术推广应用到其他条件类似区域。利用该方法在洪灌条件下构建绿洲外围生物防护体系的生产实践中，防护体系中防护物种的成活率达到90%以上，经济物种的成活率达到80%以上，植物的平均水分利用效率提高20%以上。生物防护体系的整体生长态势良好，防护效益和经济效益已逐步显现。
权利要求
1.一种洪灌条件下绿洲外围节水型生物防护体系的构建方法，其特征在于按下列步骤进行 a、将原有不规则分布的柽柳(5)、骆驼刺(6)、花花柴(7)和一些短命植物盐生草或猪毛菜进行恢复修补，构成生物防护体系的第一道防护区(1)，防护区(I)的长宽为300米X 50米； b、在第一道防护区(I)后采用小区块(8)的种植模式，种植乔木新疆杨和牧草大叶苜蓿，小区块(8)的面积长宽为10米X5米，构成生物防护体系的第二道防护区(2)，防护区(2)的长宽为300米X50米； C、在第二道防护区(2)后设置人工生物隔离区，采用种植沟(9)和沟灌的方式种植小乔木水曲柳，种植沟(9)宽I米，深O. 6米，沟(9)间距为2米，构成生物防护体系的第三道防护区(3)，防护区(3)的长宽为300米X20米； d、在第三道防护区(3)后采用种植沟(11)和小地块(10)种植相结合的方式种植乔木林果黑核桃和药用草木红花、地锦草或一枝蒿，种植沟(11)宽I米，沟(11)深O. 6米种植乔木林果黑核桃，小地块(10)种植区的面积长宽为4米X2米，通过条播的方式种植药用草木，构成生物防护体系第四道防护区(4)，防护区(4)的长宽为300米X 100米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b中小区块(8)内沿垂直于主风向方向种植新疆杨，株行距为2米X 2米，在种植的新疆杨林下通过条播的方式种植大叶苜蓿。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤d种植沟(11)的沟(11)间距为3米，种植的乔木林果黑核桃的株距为2米。
全文摘要
本发明涉及一种洪灌条件下绿洲外围节水型生物防护体系的构建方法，该方法将原有不规则分布的柽柳、骆驼刺、花花柴和一些短命植物盐生草或猪毛菜进行恢复修补，构成第一道防护区；通过采用小区块状的种植模式，种植乔木新疆杨和牧草大叶苜蓿，构成第二道防护区；再设置人工生物隔离区，采用沟状种植和沟灌的方式种植小乔木水曲柳，构成第三道防护区；通过采用沟状种植和小块状种植相结合的方式种植乔木林果黑核桃和药用草木，构成第四道防护区；该方法在生物防护体系集中体现了深根植物与浅根植物的配置、乔木-灌木-草本植物的配置、喜光植物和耐阴植物的配置、防护植物与经济植物的配置，体现了植物对水分的有效利用，又保证了植物的快速生长的正常发挥。
文档编号A01G23/00GK103004393SQ20121045214
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者曾凡江, 雷加强, 穆桂金, 桂东伟, 毛东雷 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所