专利名称：草地与湿地石油工程生态系统模型体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模型体。
背景技术：
我国人均耕地不到世界平均的一半。随着工业化、城镇化速度的加快，耕地数量减少和质量下降问题日益突出。许多地区土壤退化、有机质下降、污染严重。这种状况如不尽快扭转，必将对我国粮食安全和农业可持续发展产生严重影响。
我国拥有4亿公顷草地，占国土面积的41.7％，比林地和农田面积的总和还大。另外，我国拥有的0.86亿公顷湿地极需加以利用和保育，但由于长期掠夺式的开发，尤其是在干旱、水土极易流失的草原、坡地、沙地、滩涂上开垦种粮，已在不太长的时间内让人们饱尝了苦果。目前我国土地沙化扩展速度高达3436平方公里/年，全国荒漠化土地面积为267.4万平方公里，占国土面积的27.9％。针对干旱半干旱区的土地荒漠化，我国采用人工造林的办法，当前，规划中的“三北防护林”和“京津风沙源治理”两大工程，仅中央累计投入就近100亿元。国家为治理土地沙漠化投入了大量的资金，可是收效却不大。中科院植物所首席研究员蒋高明指出，“一个地区是草原还是森林是自然界几十亿年演化和选择的结果，硬要改变它，注定要失败。我国版图草原覆盖率占40％，森林不到16％。这一生态背景，决定了不是所有的地方都适合种树，在降水量不足300毫米的地方，天然分布的就是草原。其实，用树木去阻挡土地荒漠化的效果，远不如用草在源头‘捂’住土壤明显。”草地退化的主要原因是因为常年干旱和缺乏解决冬春饲草的人工草场，加上片面追求畜牧业的数量，过度放牧导致草食家畜的不断增加，最终给草原的压力过大。要从根本上解决这一问题，必须从解决冬春饲草和发展可持续的草业经济入手。“草本植物”甜高梁耐旱、耐盐碱，其亩产秸秆4-6吨、籽粒350公斤，汁液产糖300-400公斤(1亩甜高粱秸秆可产3吨饲料或220升乙醇；3亩甜高粱汁液可生产1吨糖或0.75吨乙醇)。甜高粱的需水量只及耐旱甘蔗的三分之一，生长期只有号称太阳能最有效的转化器甘蔗的三分之一至一半，并用种子繁殖，一台播种机一天可播数百亩。联合国粮农组织指出，虽然高粱以谷类作物而闻名于世，但是甜高粱高光合作用所产生的5米高的甜秆含有丰富的糖分，可加工成糖或乙醇。由于其有广泛的适应性，对干旱、盐碱、水涝显著的抗性，被称之为“作物中的骆驼”。在中国受干旱和盐渍土壤影响的地区，甜高粱将成为可持续农业发展的关键。大庆市今年1034万亩草原全部实施“舍饲禁牧”，杜尔伯特县引导群众“引草入田”，从国外引进甜高粱，亩产达5吨，一亩甜高粱能养三四头牛。而且一亩甜高粱的生物产量相当于目前100亩草原的产草量，一户种10亩甜高粱就等于拥有1000亩草原。几年前走在乡村路上，盐碱地随处可见，如今，道路两侧呈现的是绿草青青。每亩甜高粱茎秆汁可产乙醇387升；杆渣产乙醇220升；籽粒产乙醇108升；三项合计715升。高出玉米、小麦3-5倍，是生物柴油产率的6倍。中国生物技术发展中心主任王宏广指出，我国可作为能源植物种植的土地约1亿公顷，加上南方10亿亩草山草坡的利用，每年可产燃料乙醇和生物柴油1亿吨，至少相当于大庆油田产量。三峡电站2009年完成一期工程后，总投资约1800亿元，年发电1000亿度，相当于一个大庆的能源当量，而发展生物质能只需要700-800亿元，就能创造一个“绿色大庆”，是三峡工程成本的三分之一左右。“煤变油”成本更高，1万吨油至少要1亿元的投资。而“退耕还林”总投资是3546亿元，且主要是生态效益。
我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，干旱已经成为粮食增产和农民增收的一大隐患，在未来20年中我国用水缺口可能会逐步放大。而在此有限的用水量中，农业用水占到七成。我国水资源条件根本无法支撑传统粮食的进一步发展。另外，由于全球变暖等气候条件的变化，我国旱灾发生的频率和范围都在加大，现有粮食生产规模也受到影响。至2030年我国的稻谷年需求量可能达到2.56亿至2.72亿吨。而目前国内水稻年总产量刚刚接近2亿吨。由此，未来30年间我国稻谷年产量刚性增产空间将达7000万吨左右，才能维持中国的粮食安全。由于传统水稻发展受限，专家们认为未来出路在于10多亿亩旱地和“望天田”的开发，而旱地种植的必须是抗旱性、耐旱性较强的稻谷品种。1998年，我国粮食总产量达到了5.12亿吨的历史最高水平。之后，连续5年下降，2003年已跌至4.31亿吨；粮食年人均占有量从1996年的414公斤下降到2003年的333公斤。由于生产锐减，每年形成0.25亿吨至0.35亿吨的缺口，去年的缺口更高达0.5亿吨。这几年，全靠挖库存维持粮食供求平衡。有专家估计，2005年前后，我国粮食市场的“拐点”能出现。也有专家推算，2030年，我国将有16亿人口，如按人均消费400公斤计算，届时全国需粮食6.4亿吨，按现在的粮食产量，缺口多达2亿吨。因此，高效利用和保育60多亿亩草地与湿地、滩涂、10多亿亩旱地和“望天田”建植“产石油的人工草地与湿地”，加快发展“糖·粮”双高产甜高粱和抗旱稻，是中国的粮食、能源、生态安全和农民增收的关键。
据测算，如施行《草地与湿地石油工程》，按人用2亿吨，畜用5亿吨，人畜分粮，秸秆代粮“2+5模式”，结合“退耕还林还草”，充分发挥我国4倍于农田的草地资源和农区草田轮作和滩涂开发的潜力，发展“产石油的人工草地”，通过“豆科混播+草田轮作+滩涂开发”，利用我国草地与湿地的1/20即3亿亩混种甜高粱、抗旱稻、麦子、杂粮等，不仅相当于增加了300亿亩草原的产草量，农民还将增收1580亿元，国家将新增1亿吨粮食和1亿吨燃料乙醇或糖的战略储备(约相当于目前我国粮食总产量的1/5；中国年石油进口量和2个大庆的产量)；并可解决1亿农村剩余劳动力，安排1000万人就业和50万下岗职工。
目前我国乙醇生产企业900余家，生产能力500万吨/年，实际200～350万吨/年，其中年产20万吨厂家1个；年产5～10万吨厂家9个；万吨以上厂家100多个，其余为千吨厂家。由于乙醇生产的耗水和排污量巨大，综合利用最小经济规模是3万吨/年，而规模越大则排污越小。如按目前的生产规模，乙醇产量达到1000万吨，BOD和COD废水将占到全国的一半。如生产1亿吨燃料乙醇排污量将会不堪设想。但假如采取先用土法制成粗糖(原糖)；然后再集中生产乙醇的“二步法”发展模式，粗糖的生产就能做到无耗水和排污。故施行《草地石油工程》，必须采用“支灶熬糖、沼渣还田”即先由农民将茎秆汁在田间制成粗糖，再由中石油(化)等企业大规模集约化生产和销售乙醇的发展策略。这样，通过发展“产石油的人工草地和湿地”把生物质能源的开发利用作为国家能源安全战略的组成部分，使之不仅成为解决我国石油短缺的一条重要途径，而且可以利用低质地资源发展能源农业，有利于恢复生态、控制水土流失和增加农民收入。并通过“土法制粗糖”、“集中生产乙醇”，节约农业用水和控制工业污水，从而确保国家粮食、能源和生态安全。
实施《草地与湿地石油工程》的关键是要加强示范和教育，通过“产石油的人工草地与湿地”和“土法制粗糖”、“集中生产乙醇”与“甜高粱和/或抗旱稻、麦子、杂粮、豆科混播、草田轮作、滩涂开发，单地与湿地利用保育和旅游系统”相结合的草地石油工程生态系统模型展示将是十分有效的方法。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可以充分展示草地与湿地石油工程生态系统的草地与湿地石油工程生态系统模型体。
本实用新型的技术解决方案是一种草地与湿地石油工程生态系统模型体，其特征是有托盘，托盘上装产石油的人工草地与湿地模型块，产石油的人工草地与湿地模型块与反映甜高粱、抗旱稻、麦子、杂粮种植情况和反映豆科混播、草田轮作及滩涂开发、草地与湿地利用、保育和旅游系统情况的模型块连接，且该模型块与反映生态综合循环利用系统内容的模型块连接，托盘上装反映土法制粗糖和集中生产乙醇内容的模型块。
托盘上装反映沼气综合利用内容的模型块。托盘上装反映由农民将茎杆汁在田间制成粗糖，再由大型企业大规模集约化生产、销售乙醇的模型块。托盘上装反映禾本科一豆类混播草地和滩涂湿地套轮作内容的模型体。托盘1上还装有反映甜高粱一桑基鱼塘系统、甜高粱一稻苇鱼系统和滩涂湿地种养复合农业系统情况的模型块。
本实用新型结构合理，可向人们充分展示草地石油工程生态系统，普及利用低质地资源和人工草地与湿地发展能源农业知识，有利于恢复生态、控制水土流失和增加农民收入。并通过宣传甜高粱、抗旱稻、麦子、杂粮、豆科混播、草田轮作、滩涂开发，草地与湿地利用保育和旅游系统，以及“土法制粗糖”、“集中生产乙醇”的知识，节约农业用水和控制工业污水，从而确保国家粮食、能源和生态安全。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
附图是本实用新型一个实施例的结构示图。
具体实施方式
一种草地与湿地石油工程生态系统模型体，有托盘1，托盘1上装产石油的人工草地与湿地模型块2，模型块2连接甜高梁和/或抗旱稻、麦子、杂粮种植情况和反映豆科混播、草田轮作、草地与湿地利用、保育和旅游系统情况的模型块3；展示以土地资源为基础，以太阳能为动力，以甜高粱和/或抗旱稻、麦子、杂粮等为龙头，以沼气为纽带，通过生物能转换技术，将种植业、养殖业、日光温室、沼气结合为一体组成生态循环综合利用系统内容的模型块4与模型块3连接；展示草地或滩涂湿地套种甜高粱和/或抗旱稻、麦子、杂粮等，田间套种木耳或其它食用菌，其籽粒做粮食、饲料，叶片喂奶牛和鱼，茎秆酿酒或制酒精燃料，酒糟喂猪、奶牛产奶，牛粪及作物残渣作沼气原料，沼气供照明、煮饭或用于塑料大棚中给蔬菜加光、增温、提高CO2浓度，沼肥还田等沼气综合利用内容模型块5与模型块4连接；体现做到无耗水和排污粗糖的生产过程的“土法制粗糖”、“集中生产乙醇”，先用土法制成粗糖(原糖)；然后再集中生产乙醇的“二步法”发展模式内容的模型块6与模型块5连接，托盘1上还装有“支灶熬糖、沼渣还田”，先由农民将茎秆汁在田间或滩涂制成粗糖，再由中石油(化)等企业大规模集约化生产和销售乙醇模型块7。托盘1上还装有优化的禾本科——豆科混播草地和滩涂湿地以及苜蓿、毛苕子、豌豆、草木栖、苏丹草、沙打旺、红三叶、白三叶、黑麦草等套轮作豆类、油菜、花生、芝麻、蔬菜、芋、薯等草田轮作方式内容的模型块8。托盘1上装有反映甜高粱一桑基鱼塘系统、甜高粱一稻苇鱼系统和滩涂湿地种养复合农业系统情况的模型块9。
权利要求1.一种草地与湿地石油工程生态系统模型体，其特征是有托盘(1)，托盘(1)上装产石油的人工草地与湿地模型块(2)，产石油的人工草地与湿地模型块(2)与反映甜高粱、抗旱稻、麦子、杂粮种植情况和反映豆科混播、草田轮作及滩涂开发、草地与湿地利用、保育和旅游系统情况的模型块(3)连接，模型块(3)与反映生态综合循环利用系统内容的模型块(4)连接，托盘上装反映土法制粗糖和集中生产乙醇内容的模型块(6)。
2.根据权利要求1所述的草地与湿地石油工程生态系统模型体，其特征是托盘(1)上装反映沼气综合利用内容的模型块(5)。
3.根据权利要求1或2所述的草地与湿地石油工程生态系统模型体，其特征是托盘上装反映由农民将茎杆汁在田间制成粗糖，再由大型企业大规模集约化生产、销售乙醇的模型块(7)。
4.根据权利要求1或2所述的草地与湿地石油工程生态系统模型体，其特征是托盘上装反映禾本科-豆类混播草地和滩涂湿地套轮作内容的模型体(8)。
5.根据权利要求1或2所述的草地与湿地石油工程生态系统模型体，其特征是托盘(1)上还装有反映甜高粱-桑基鱼塘系统、甜高粱-稻苇鱼系统和滩涂湿地种养复合农业系统情况的模型块(9)。
专利摘要本实用新型公开了一种草地与湿地石油工程生态系统模型体，有托盘，托盘上装产石油的人工草地与湿地模型块，产石油的人工草地与湿地模型块与反映甜高梁、抗旱稻、麦子、杂粮种植情况和反映豆科混播、草田轮作及滩涂开发、草地与湿地利用、保育和旅游系统情况的模型块连接，且该模型块与反映生态综合循环利用系统内容的模型块连接，托盘上装反映土法制粗糖和集中生产乙醇内容的模型块。本实用新型结构合理，可向人们充分展示草地与湿地石油工程生态系统，普及利用低质地资源和人工草地、滩涂湿地发展生态能源农业知识，有利于恢复生态、控制水土流失和增加农民收入。
文档编号G09B25/00GK2919421SQ200520139969
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者窦观一 申请人:窦观一