荒漠化草原生态系统中可控水草畜平衡管理阈值研究

发布时间：2020-09-28 09:28

　　我国西部荒漠草原区水资源紧缺,普遍的超载过牧天然草地资源已被超极限利用,导致生态环境恶化,造成大规模的沙尘暴天气。解决这些问题的根本途径是:在树立解决草原生态退化问题主要依靠大自然自我修复能力的理念基础上,合理开发利用水资源,以水定草、以草定畜,确定灌溉人工草地适宜发展规模并控制载畜量,解决牲畜超载和冬春饲草不足的矛盾,实现区域性水草畜系统平衡,使草原区的生态环境向良性化方向发展。本文论述了草原生态系统中水草畜平衡管理的理论基础和国内外研究进展,以可持续发展理论为指导,应用生态系统管理的理论方法,采用“点”和“区域”结合的研究技术路线及系统分析优化技术,以构建草原生态建设中水草畜平衡理论及系统耦合机制与生态畜牧业发展模式为研究目标。研究内容和创新点: 1.在对生态地下水位与地下水可持续开采量的概念及研究进展综合分析的基础上,结合区域性研究成果,提出了水管理阈值的概念和指标体系框架;针对荒漠化草地建立了地下水位埋深与天然植被生长关系模型,应用SWAP模型模拟了GSPAC系统地下位埋深及天然植被生长状况,获得了天然植被生态需水量。 2.根据荒漠化草原区生产实践和建设发展水平提出了人工种植冷季补饲型和暖季放牧冷季舍饲型两种适宜的生态畜牧业建设模式;分别应用多目标遗传算法和目标规划法(Goal Programming),研究分析了以水利建设为基础的荒漠化草原生态系统中典型区域—毛乌素沙地鄂托克前旗牧区水草畜平衡管理的阈值和技术经济指标。 3.提出了牧区水利建设的任务和目标—实现区域性水草畜系统平衡;应用层次分析法原理(AHP),建立了牧区水利建设多目标权重评价模型,确定了子目标的权重;分析了西北牧区灌溉人工草地适宜发展规模和水草畜平衡管理阈值。研究结果表明:荒漠化草原人工种植冷季补饲型和暖季放牧冷季舍饲型生态畜牧业模式的灌溉人工草地面积分别应占可利用草地面积的1.58%和3.0%;从水资源可持续利用方面分析,灌溉人工草地建设发展规模应有限度,水资源条件起决定作用;牧区水利学科是涉及水资源、草地资源、牲畜、灌溉、种植业、林业及生态环境等多学科交叉的研究领域,针对具体区域应研究确定水草畜平衡管理阈值指标体系;牧区水利建设的任务是以保护生态环境为前提,以水资源和草地资源可持续利用为准则,确定科学合理的灌溉人工草地发展规模和可持续载畜量,进行水利工程的合理配置,解决灌溉人工草地和人畜供水等问题,其目标是实现区域性水草畜系统平衡。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2008
【中图分类】：S812
【部分图文】：

位置图,毛乌素沙地,面积,民族战争

总土地面积12318km2。研究区位置见图3。图3 研究区位置图3.1.1.2 地质地貌毛乌素沙地的主体形成于第四纪地质时期，开发始于秦、汉时期，人类历史时期已有流动沙丘断续分布，但整体环境为水草丰美的草原。民族战争和过度开发使沙地活化，并且流沙不断扩大发展。至今毛乌素沙地荒漠化土地面积达77.6%，其中严重荒漠化土地面积达41.3%，中度荒漠化面积达20.7%，轻度荒漠化面积达15.6%。土地退化和荒漠化使得生物资源，特别是植被资源遭到严重破坏和锐减。灌木资源区系特点也发生很大的改变

示意图,水文过程,模型,示意图

芦苇：21 ln 0.56882 0.50841( )0.5084 2xf x ex π = (29)赖草： ( )21 ln 0.70512 0.469810.4698 2xf x ex π = (30)3.5 基于 SWAP 模型模拟地下水埋深及天然植被生长状况的研究3.5.1 SWAP 模型简介SWAP 是 Soil(土壤)—Water(水)—Atmosphere(大气)—Plant(植物)组成的土壤水分运动系统的简称，主要用于田间尺度下土壤－植物－大气环境中水分运动、溶质运移、热量传输及作物生长的模拟。模型提供了可供用户选择的较大的描述实际问题的空间，因而具有较强的适应性。SWAP 模型所描述的水文过程示意图见图 13。降雨/灌溉

【参考文献】