[發(fā)明專利]一種砒砂巖區(qū)沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用適應(yīng)性規(guī)模的確定方法

在審

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• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107609686A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪妮;劉思源;解建倉;姜仁貴;楊小雨;紀(jì)傳通;王晨暉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所61214
• 代理人: 韓玙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種砒砂巖區(qū)沙地 農(nóng)業(yè)開發(fā)利用適應(yīng)性規(guī)模的確定方法。

背景技術(shù)

我國沙化土地總面積約為172.1萬平方公里，占國土面積的 17.9％，沙化土地區(qū)域生產(chǎn)力低下，生態(tài)環(huán)境脆弱。其中分布于沙地 中的砒砂巖總面積約1.67萬平方公里，主要集中在晉陜蒙接壤地區(qū) 的黃河兩岸，由于其成巖程度低、沙粒間膠結(jié)程度差、結(jié)構(gòu)強度低， 遇水成泥、遇風(fēng)成砂，水土流失非常嚴(yán)重，同時，也由于這種巖層自 身物理、化學(xué)性質(zhì)和當(dāng)?shù)靥厥獾淖匀弧⑷宋沫h(huán)境，使得該巖層極易發(fā) 生風(fēng)化剝蝕，群眾深受其害，視害毒如砒霜，故稱其為“砒砂巖”。

砒砂巖區(qū)沙地的生態(tài)治理與開發(fā)利用是國土資源領(lǐng)域的重大難 題。在砒砂巖分布區(qū)域內(nèi)，水蝕和風(fēng)蝕現(xiàn)象十分嚴(yán)重，加之人類長期 的開發(fā)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)活動對該區(qū)域生態(tài)平衡的影響，使該地區(qū)生態(tài)環(huán)境 脆弱多變。目前該地區(qū)域的沙漠化正、逆過程同時存在，沙塵暴活躍， 砒砂巖區(qū)水土流失嚴(yán)重，嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)的發(fā)展，這是導(dǎo)致農(nóng) 民生活貧困及生產(chǎn)條件惡化的主要原因。

近年來，由于砒砂巖持水、保水性能強的特點而被作為一種固沙 和節(jié)水造田的新材料，利用砒砂巖與沙復(fù)配成為混合土壤，結(jié)合了砒 砂巖的保水性和沙土的透水性，形成了既能防治沙漠化，且治理成本 低，又能有效提高沙地利用率的新型改土節(jié)水技術(shù)。基于砒砂巖與沙 復(fù)配成土技術(shù)的發(fā)展，砒砂巖區(qū)內(nèi)的沙地經(jīng)改造后變成了保水保肥效 果高的有效耕地。由于該技術(shù)在沙地治理的同時，有效增加了耕地資 源，提高了耕地質(zhì)量，節(jié)約了工程成本，增加了區(qū)域農(nóng)業(yè)收入，帶動 了當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并有效改善了生態(tài)環(huán)境。因此，農(nóng)民耕作積極 性提高，沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用規(guī)模也不斷擴(kuò)大，截止2016年，通過應(yīng) 用砒砂巖與沙復(fù)配成土技術(shù)進(jìn)行整治的沙地，在榆林市榆陽區(qū)已實現(xiàn) 新增耕地39784.85畝，在神木縣已實現(xiàn)新增耕地9385.42畝。

然而可以預(yù)見的是，水資源是限制砒砂巖區(qū)及沙地發(fā)展的關(guān)鍵性 因素，隨著沙地治理規(guī)模及農(nóng)牧業(yè)耕作面積的不斷增加，盡管采取了 多樣化的節(jié)水措施，農(nóng)業(yè)用水量仍呈顯著增長。當(dāng)用水量超過水資源 可持續(xù)供給能力時，則會導(dǎo)致地表水資源枯竭，地下水位大幅下降， 過量使用地表及地下水資源等不合理開發(fā)行為，將會日益凸顯水資源 供需矛盾。同時，治理后的沙地在水資源供給不足的情況下，土地肥 力難以持續(xù)，前期大量開發(fā)的農(nóng)用土地將面臨重新撂荒的局面，甚至 與原沙生生態(tài)系統(tǒng)相比，其抗風(fēng)蝕能力及固沙能力反而會有所下降。

綜上所述，當(dāng)以各種綜合利用模式為依據(jù)的農(nóng)業(yè)開發(fā)對當(dāng)?shù)氐乃?資源造成明顯的壓力時，如果仍然保持現(xiàn)有的開發(fā)方式和結(jié)構(gòu)，無序 的擴(kuò)大開發(fā)利用規(guī)模，無疑會產(chǎn)生更為嚴(yán)重的生態(tài)問題。因此，著眼 于對砒砂巖區(qū)沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用過程中存在的水資源脅迫問題進(jìn)行 研究，以節(jié)水利用為前提，以水資源對農(nóng)業(yè)開發(fā)的最大限度為約束， 探索沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用的適應(yīng)性規(guī)模，以有序的開發(fā)促進(jìn)水資源與土 地資源的可持續(xù)利用，以水土資源的可持續(xù)帶動區(qū)域生態(tài)環(huán)境的良性 循環(huán)則顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種砒砂巖區(qū)沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用適應(yīng)性規(guī) 模的確定方法，解決了砒砂巖區(qū)沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用過程中的水資源短 缺問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種砒砂巖區(qū)沙地農(nóng)業(yè)開發(fā)利用適 應(yīng)性規(guī)模的確定方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，計算水資源約束閾值；

步驟2，根據(jù)步驟1中計算的水資源約束閾值，確定沙地農(nóng)業(yè)開 發(fā)適應(yīng)性規(guī)模及最優(yōu)種植結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的特點還在于，

步驟1中，水資源約束閾值，采用式(1)進(jìn)行計算：

S₀＝W_G+W_J+W_D-W_X(1)；

式(1)中：(W_X)為總需水量，W_G可供水量，W_J為可節(jié)水量， W_D為可調(diào)水量。

步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1，選取經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益三個目標(biāo)函數(shù)作 為基于水資源承載力的沙地農(nóng)業(yè)利用適宜開發(fā)規(guī)模模型；

目標(biāo)函數(shù)1：經(jīng)濟(jì)效益；

以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)值f₁(x)作為經(jīng)濟(jì)效益，采用式(2)進(jìn)行計算：