[發(fā)明專利]植被結(jié)構(gòu)優(yōu)化-覆蓋生態(tài)節(jié)水技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910162004.9
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101617602A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊志峰;王強;崔保山;陳賀;劉新會;孫濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號: A01G1/00
• 分類號: A01G1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境科學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)與農(nóng)田水利領(lǐng)域，尤其涉及一種植被結(jié)構(gòu)優(yōu)化-覆蓋生態(tài)節(jié)水技術(shù)與方法。可實現(xiàn)在自然條件下，供水條件不可人為控制前提下的植被群落耗水量調(diào)控。

背景技術(shù)

我國的北方地區(qū)屬于干旱半干旱地區(qū)，近些年來，區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的矛盾日漸尖銳。一方面，水資源缺乏日益成為制約我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素。全國正常年份缺水量約400億m³，可利用的水資源總量的減少使得地方經(jīng)濟與生態(tài)系統(tǒng)爭奪水資源的矛盾日益突出。另一方面，地方經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)本身在水資源的利用方面缺乏可持續(xù)性，工農(nóng)業(yè)長期以來采用粗放型作業(yè)方式，水資源的利用率低下，浪費現(xiàn)象普遍存在。國家發(fā)展改革委提供的資料顯示，我國萬元工業(yè)增加值取水量是發(fā)達國家的5倍，灌溉水利用率僅為40％～45％。

農(nóng)業(yè)節(jié)水是開展研究最早的領(lǐng)域，滴灌技術(shù)作為最早的節(jié)水技術(shù)，早在1874年由美國發(fā)明并申請專利。噴灌、覆膜、微灌等農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)自20世紀50代末期以來不斷涌現(xiàn)，并在實際的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的節(jié)水方法與技術(shù)都是基于灌溉管理的，即從限制和優(yōu)化植被的供水量方面出發(fā)的。但是自然條件下，植被的供水條件是不可人為調(diào)控的，現(xiàn)有的節(jié)水技術(shù)無法應(yīng)用。

植被蒸散發(fā)研究表明，植物的葉片是植物水分散失的主要器官，通過葉片的蒸騰作用消耗的水分占到植被總體水分消耗的99％。由于植物的蒸騰作用是一種物理過程，并沒有有機物的積累，因此，這部分的水分損失被稱為無效水分消耗，是目前生態(tài)節(jié)水技術(shù)研究中的重點削減對象。葉片的蒸騰作用受到陽光、降水、風(fēng)速等環(huán)境條件的影響，而且這些因素均非人力可控的。因此，在保證植被群落基本生態(tài)功能的基礎(chǔ)上，通過削減葉面積指數(shù)來減小無效水分消耗是最為直接有效的方法。

此外，通過覆蓋作業(yè)來減少土壤蒸發(fā)，實現(xiàn)節(jié)水目標是目前農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)研究中較為廣泛采用的方法。CN101024936公開了一種全面積覆蓋節(jié)水方法，通過在下墊面表面覆蓋粘土和沙石來實現(xiàn)節(jié)水目標。但是，該方法工程量大，在大型機械無法工作的區(qū)域，應(yīng)用受到明顯限制。該方法對于下墊面的長久硬化，完全破壞了原有土壤-植被、降水-地表水-地下水之間水力聯(lián)系，違背了自然界的基本規(guī)律，無法應(yīng)用于自然生態(tài)系統(tǒng)。CN1288653公開了一種水稻和水生植物全程地膜覆蓋栽培的方法。通過種植前一次性導(dǎo)入肥料并用地膜覆蓋，解決了農(nóng)田低溫和缺水的矛盾。CN1545831公開了一種玉米整秸稈覆蓋小麥全免耕播種方法及設(shè)備。通過整合秸稈梳壓機和播種機，實現(xiàn)了田間覆蓋和播種的一體化，節(jié)省了動力消耗和時間。以上2種方法使用了大量的塑料等自然界無法降解的材料，遺留物的危害較大，而且塑料地膜透水性差，無法應(yīng)用于自然生態(tài)系統(tǒng)的節(jié)水。

目前采用覆蓋方式實現(xiàn)節(jié)水的方法主要針對農(nóng)業(yè)耕作問題提出，在自然生態(tài)系統(tǒng)中，受到植被時空分布不均勻性等條件的限制，傳統(tǒng)采用人工材料進行土壤覆蓋實現(xiàn)生態(tài)節(jié)水的技術(shù)難以得到有效應(yīng)用。與此同時，現(xiàn)有的節(jié)水技術(shù)僅關(guān)注水分的節(jié)約，所用材料如水泥、塑料地膜等，難以與自然生態(tài)系統(tǒng)融合，完全忽略了技術(shù)實施后可能對于原有區(qū)域水文、生態(tài)等自然條件的影響，與現(xiàn)在提倡的原生態(tài)、自然化的要求有明顯的差距。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在植被供水條件不可人為控制前提下，通過調(diào)節(jié)植被群落結(jié)構(gòu)與下墊面覆蓋實現(xiàn)節(jié)水效果的生態(tài)節(jié)水方法。其操作簡便，切實可行、節(jié)水效果明顯，克服了以往節(jié)水技術(shù)和方法從灌溉出發(fā)的定勢，尤其適用于自然生態(tài)系統(tǒng)的節(jié)水。

本發(fā)明專利的特征在于：通過削減植被群落的葉片，減少葉面積指數(shù)，削減參與水分消耗的植被組織，最為直接地減小植被的蒸騰耗水量。同時，利用收割下的葉片等植被殘體，對植被的棵間土壤進行覆蓋，減小土壤的蒸發(fā)耗水，進一步實現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)的節(jié)水目標。本發(fā)明彌補了以往節(jié)水技術(shù)措施主要通過控制供水的方式實現(xiàn)節(jié)水目標，難以直接應(yīng)用于自然生態(tài)系統(tǒng)的不足。同時，克服了以往覆蓋節(jié)水技術(shù)所用材料自然友好性差的不足，擴大了生態(tài)節(jié)水技術(shù)的適用范圍。

本發(fā)明與以往的節(jié)水技術(shù)相比，其益處在于：克服了節(jié)水技術(shù)從供水調(diào)控出發(fā)的定勢。通過削減植被葉面積來調(diào)節(jié)植被耗水和下墊面蒸發(fā)，從根本上實現(xiàn)水資源的高效利用。同時，充分利用環(huán)境友好的材料，杜絕了對自然生態(tài)系統(tǒng)的二次污染。有效解決了自然條件下，水分供給無法人為調(diào)控的前提下，自然生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)節(jié)水問題。

附圖說明

附圖給出了本發(fā)明的技術(shù)實施示意圖。