黄土丘陵区基于生态需水理论的抗旱造林技术研究

发布时间:2015-06-30

　　所属高新技术领域： 现代农业

　　属其他学科、专业领域： 林学

　　单位名称： 山西省林业科学研究院

　　成果简介：

　　1.1科技成果简介

　　本成果来源于由山西省林业科学研究院和北京林业大学的科技人员组成科技攻关团队，结合对山西省黄土丘陵区的抗旱节水造林技术进行了系统的自选项目研究-山西省黄土区林业生态工程建设抗旱节水造林技术研究。

　　该成果从2003年8月开始至2011年12月历时9年，2012年11月24日通过山西省科技厅组织的鉴定，晋科鉴字[2012]第317号，批准登记号：121317，批准登记日期：2012-12-27。

　　1.提出了黄土高原主要造林树种(刺槐、油松、苹果)不同生长发育阶段所需的水分生态条件，并揭示了耗水与需水规律及需水定额。确定了刺槐2年生、3年生、5年生、7年生和13年生5个龄级的年耗水量;油松17-19年生、19-20年生、25-28年生的3个龄级段的年耗水量;苹果4年生和8年生2个龄级的年耗水量。同时确定了各龄级树种的月蓄水量，并得出主要造林树种耗水量的年内变化趋势。为黄土高原抗旱造林提供参考依据。

　　2.提出了刺槐、油松、苹果的水分营养面积和合理造林密度。根据黄土高原的气候条件，特别是充分考虑降雨因素和土壤供水条件的影响，计算出刺槐、油松不同龄级的最佳密度。结果表明刺槐5个龄级的最佳密度分别为：2年生为15569株/hm2、3年生为8254株/hm2、5年生为4214株/hm2、7年生为2049株/hm2、13年生为876株/hm2;油松3个龄级段的最佳密度分别是：17-19年生最佳密度为1497株/hm2、19-20年生为1284株/hm2、25-28年生为874株/hm2。为黄土高原地区造林和林分密度的调控提供了参考依据。

　　3.建立了黄土丘陵区抗旱造林技术体系。通过对比分析不同坡面处理对集水量的影响，不同坡面处理对集水率的影响，不同处理坡面对林木生长的影响及不同密度对林木生长的影响，系统研究了不同抗旱节水技术下的林木生长。形成黄土高原以坡面集流保墒整地技术为核心的人工抗旱节水造林技术体系。

　　成果创新性：

　　1.2创新性

　　1.耗水与需水规律以及主要树种需水定额确定的研究技术

　　以位于山西吉县和方山县为生态需水研究实验基地，主要在两县选取油松、刺槐、以及其他树种为研究对象，用离体水平的气孔计法和快速称重法、单株水平的热脉冲法和整树容器法测定上述树种的耗水量，最后推算出不同植被类型的耗水量。抗旱节水技术研究主要对几种不同的整地集水方式进行研究，同时，对黄土高原地区常用抗旱保墒材料的保水性能等进行研究。

　　2.建立了人工林抗旱节水造林技术体系和与之相配套的造林技术。

　　针对干旱、半干旱黄土地区降水不足，地下水位大幅度下降的形势，把技术集成、创新、综合运用作为提高造林“两率”的重要突破口，以水分时空分配和人工调控为主线，运用水量平衡原理，把大气降水、土壤供水和植物耗水有机相结合在一起，以节水抗旱为重点，采用定位试验、人工模拟试验与典型调查相结合的手段，对林木耗水和需水定额进行定量研究，并在此基础上提出研究地区在抗旱节水造林技术体系。

　　成果独占性：

　　1.3独占性

　　否

　　成果盈利性：

　　1.4盈利性

　　成果持续性：

　　1.5持续性

　　该项目选题针对性强、技术路线合理，研究方法科学，成果的适用性强，在黄土丘陵区抗旱造林中具有广阔的应用前景。基于本成果的研究基础，后续进一步开展多树种配置需水规律研究，具有较强的持续创新能力。

　　成果先进性：

　　1.6先进性

　　以水分时空分配和人工调控为主线，运用水量平衡原理，把大气降水、土壤供水和植物耗水有机结合在一起，以节水抗旱为重点，采用定位试验、人工模拟试验与典型调查相结合的手段，对林木耗水、不同年龄阶段林木对水分的敏感性和不同树种的需水定额进行了研究，揭示了山西省黄土丘陵区主要造林树种不同生长阶段的耗水和需水规律，研究了不同环境条件下的降水汇集措施及配套的造林技术。

　　成熟度： 原型

　　市场分析：

　　2.1市场分析

　　针对山西省黄土高原节水林业发展现状和生态建设发展的客观需要，实施黄土高原生态建设需水定额与人工林抗旱节水技术研究，探讨生态环境建设当中量化的需水定额，确定合理的生态建设配置模式，提出并应用一系列抗旱节水人工造林技术，进行黄土高原生态建设需水定额与人工林抗旱节水技术研究，以改变地表径流过程，增加降雨的产流量，弥补降水资源的短缺，建立科学的节水林业技术体系，是保障我国生态安全及国家安全的重大战略举措，是生态环境系统建设的关键，并可为黄土高原地区生态环境建设提供理论基础和技术指导。

　　还将促进水土保持学、水土保持工程学、生态学、环境科学、规划科学的交叉渗透和发展，有利于新思想、新理论及新技术的产生和发展。技术成果通过技术研发、全面推广和应用，能有效地促进黄土高原区域生态环境建设质量提高，同时可使当地群众脱贫致富，加快全面建设小康社会的步伐，以及促进黄土高原地区的经济发展。

　　商业模式分析：

　　2.2商业模式分析

　　营销状况：

　　2.3营销状况

　　拟采取的转化方式： 技术许可

　　应用推广的已投入情况： 60万元

　　资金需求额： 200万元

　　评价机构： 山西省科学技术厅

　　评价方式： 鉴定

　　评价日期： 2012年11月24日

　　评价意见：

　　7.3评价意见

　　2012年11月24日，山西省科学技术厅组织有关专家对山西省林业科学研究院和北京林业大学共同完成的“黄土丘陵区基于生态需水理论的抗旱造林技术研究”项目进行了科技成果鉴定。鉴定委员会审阅了资料，听取了汇报，经质疑和讨论，形成如下意见：

　　一. 项目提交的技术资料齐全、完整，符合鉴定要求。

　　二. 该项目以水分时空分配和人工调控为主线，运用水量平衡原理，把大气降水、土壤供水和植物耗水有机结合在一起，以节水抗旱为重点，采用定位试验、人工模拟试验与典型调查相结合的手段，对林木耗水、不同年龄阶段林木对水分的敏感性和不同树种的需水定额进行了研究，揭示了山西省黄土丘陵区主要造林树种不同生长阶段的耗水和需水规律，研究了不同环境条件下的降水汇集措施及配套的造林技术。

　　三. 主要创新点：

　　1. 确定了黄土丘陵区主要造林树种的需水定额;

　　2. 提出了黄土丘陵区主要树种的水分营养面积和合理造林密度;

　　3. 建立了黄土丘陵区主要造林树种供需平衡的抗旱节水造林技术体系。

　　综上所述，该项目选题针对性强、技术路线合理，研究方法科学，成果的适用性强，在黄土丘陵区抗旱造林中具有广阔的应用前景。在同类研究中达到了国际领先水平。

　　存在问题及改进意见：

　　建议进一步开展多树种配置需水规律研究。