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1、第八章第八章 荒芜土地恢复与重建的生态工程荒芜土地恢复与重建的生态工程教学目的和要求教学目的和要求了解我国土地荒芜的现状及形成原因了解我国土地荒芜的现状及形成原因 掌握生态工程在治理土地荒芜现象中的原理及设计方案掌握生态工程在治理土地荒芜现象中的原理及设计方案 纲要纲要第一节第一节 我国荒芜土地的现状我国荒芜土地的现状第二节第二节 沙化土地恢复与重建的生态工程沙化土地恢复与重建的生态工程第三节第三节 退化草地恢复与重建的生态工程退化草地恢复与重建的生态工程第四节第四节 荒山恢复与重建的生态工程荒山恢复与重建的生态工程第五节第五节 工矿废弃地恢复与重建的生态工程设计工矿废弃地恢复与重建的生态工程
2、设计第六节第六节 案例分析案例分析第一节第一节 我国荒芜土地的现状我国荒芜土地的现状一、荒芜土地一、荒芜土地 荒芜土地是指覆被稀少的土地。由于人类对自然资源无节荒芜土地是指覆被稀少的土地。由于人类对自然资源无节制地开发利用，土地质量已经受到严重的破坏，并且总体上仍制地开发利用，土地质量已经受到严重的破坏，并且总体上仍在持续恶化。在持续恶化。荒芜土地概念荒芜土地概念 具体表现为水土流失、沙漠化、盐渍化日益加具体表现为水土流失、沙漠化、盐渍化日益加重，植被退化、土壤退化严重，湿地面积萎缩，生重，植被退化、土壤退化严重，湿地面积萎缩，生物多样性日趋下降，导致了荒芜土地面积不断扩物多样性日趋下降，导致
3、了荒芜土地面积不断扩大。荒芜土地上生态系统的恢复与重建已经成为生大。荒芜土地上生态系统的恢复与重建已经成为生态工程的重要任务态工程的重要任务二、二、荒芜土地具体表现荒芜土地具体表现 根据初步统计，目前我国水土流失面积占国土面积的根据初步统计，目前我国水土流失面积占国土面积的38.2%，且流失面积和侵蚀强度仍在继续加强；，且流失面积和侵蚀强度仍在继续加强；全国草地退化、沙化和盐渍化面积逐年增加，目前全国已全国草地退化、沙化和盐渍化面积逐年增加，目前全国已有有“三化三化”草地面积占全国可利用草地的草地面积占全国可利用草地的1/3；全国；全国2350个湖泊个湖泊中，近期已干枯消失中，近期已干枯消失5
4、43个；个；全国生物多样性受到严重破坏，到目前为止已有全国生物多样性受到严重破坏，到目前为止已有15%20%的动植物种类受到威胁。这一比例高于世界平均水平。的动植物种类受到威胁。这一比例高于世界平均水平。我国已发生荒芜化土地面积占国土面积的我国已发生荒芜化土地面积占国土面积的8.98%，全国荒芜，全国荒芜化趋势依然是化趋势依然是“扩大扩大”大于大于“逆转逆转”，问题日益突出。，问题日益突出。水土流失水土流失 建国以来虽然在水土保持方面做出很多努力，但治理建国以来虽然在水土保持方面做出很多努力，但治理速度赶不上流失速度。由于水土流失，使土地资源遭受严速度赶不上流失速度。由于水土流失，使土地资源遭
5、受严重破坏，一些江河湖泊和大型水库泥沙淤积，水面缩小，重破坏，一些江河湖泊和大型水库泥沙淤积，水面缩小，调洪能力下降，江水威胁加剧。调洪能力下降，江水威胁加剧。土地沙化土地沙化沙漠化沙漠化 是指非沙漠地区出现的以风沙活动、沙丘起伏为主是指非沙漠地区出现的以风沙活动、沙丘起伏为主 要标志的类似沙漠景观的环境退化过程。要标志的类似沙漠景观的环境退化过程。土壤盐碱化土壤盐碱化 土壤盐渍化是农业生产的主要障碍因子之一。自土壤盐渍化是农业生产的主要障碍因子之一。自20世纪世纪60年代以来，随着人为因素干扰的加剧，土壤盐渍化程度日益加年代以来，随着人为因素干扰的加剧，土壤盐渍化程度日益加重。盐渍化斑块面积
6、迅速扩大，其形成速度之快，分布面积之重。盐渍化斑块面积迅速扩大，其形成速度之快，分布面积之广是前所未有的。特别是近年来，由于局部地区忽视疏浚排水广是前所未有的。特别是近年来，由于局部地区忽视疏浚排水沟和排水设施的维护，致使次生盐碱化进一步增长。沟和排水设施的维护，致使次生盐碱化进一步增长。草场退化草场退化 我国的草地面积居世界第二位。由于毁草开荒、超载滥牧、我国的草地面积居世界第二位。由于毁草开荒、超载滥牧、重用轻养及鼠虫害等人为与自然因素的共同作用，我国的草地资重用轻养及鼠虫害等人为与自然因素的共同作用，我国的草地资源破坏严重，牧草产量不稳，草场出现沙化、碱化现象。源破坏严重，牧草产量不稳，
7、草场出现沙化、碱化现象。土地退化，耕地锐减土地退化，耕地锐减 土地退化是当前最受关注的全球环境变化问题之一，土地退土地退化是当前最受关注的全球环境变化问题之一，土地退化较严重的地区主要分布在干旱、亚干旱地区、山区以及热带雨化较严重的地区主要分布在干旱、亚干旱地区、山区以及热带雨林地区，这些地区经济相对不发达，甚至经济相当贫困。林地区，这些地区经济相对不发达，甚至经济相当贫困。由于自然和人为因素，我国的耕地面积近年递减明显，大由于自然和人为因素，我国的耕地面积近年递减明显，大量的工矿废弃地闲置与我国人口增加、耕地锐减的矛盾日益突量的工矿废弃地闲置与我国人口增加、耕地锐减的矛盾日益突出。我国土地质
8、量的下降也十分明显，肥力较高的耕地只占耕出。我国土地质量的下降也十分明显，肥力较高的耕地只占耕地面积的地面积的1/4，全国有，全国有59.1%的耕地缺磷，的耕地缺磷，23.9%的耕地缺钾的耕地缺钾,60%以上的耕地缺锌、锰等植物生长必需的元素。以上的耕地缺锌、锰等植物生长必需的元素。第二节第二节 沙化土地恢复与重建的生态工程沙化土地恢复与重建的生态工程一、沙化土地的演替一、沙化土地的演替 沙化土地大多是在自然和人为因素共同干扰下形成的。沙化土地大多是在自然和人为因素共同干扰下形成的。它具体表现为土地的退化和生物生产力的下降。对引起沙化它具体表现为土地的退化和生物生产力的下降。对引起沙化的自然因
9、素，目前人们还难以大规模地去改变，只能设法缩的自然因素，目前人们还难以大规模地去改变，只能设法缩小它的影响范围。在沙化土地上进行生态工程建设，就是要小它的影响范围。在沙化土地上进行生态工程建设，就是要求在已被人们破坏的自然环境上，重建适合人类生存的自然求在已被人们破坏的自然环境上，重建适合人类生存的自然环境，并使其能生产出更多的物质财富。环境，并使其能生产出更多的物质财富。沙地演化的自然顺序是由流动沙地逐渐生长植物变成半流沙地演化的自然顺序是由流动沙地逐渐生长植物变成半流动沙地，再由半流动沙地到半固定沙地到固定沙地。如人类进动沙地，再由半流动沙地到半固定沙地到固定沙地。如人类进行违背自然规律的
10、活动使温带亚湿润草甸草原区固定沙地上稳行违背自然规律的活动使温带亚湿润草甸草原区固定沙地上稳定的榆树定的榆树山杏森林生态系统变成极不稳定的农田生态系统，就山杏森林生态系统变成极不稳定的农田生态系统，就是一明显的例证，其破坏顺序是：是一明显的例证，其破坏顺序是：1稳定的榆树稳定的榆树山杏森林生态系统山杏森林生态系统 2天然次生林包围耕地阶段天然次生林包围耕地阶段3天然次生林与耕地大致相等阶段天然次生林与耕地大致相等阶段 4耕地包围林地阶段耕地包围林地阶段 5耕地上散生孤树阶段耕地上散生孤树阶段 6流动沙地流动沙地 二、沙化土地利用中存在的问题二、沙化土地利用中存在的问题1自然生产潜力得不到发挥自
11、然生产潜力得不到发挥2沙地上长期存在的农林争地、沙地上长期存在的农林争地、农牧争地矛盾一直得不到解决农牧争地矛盾一直得不到解决 三、沙化土地的生态工程设计三、沙化土地的生态工程设计1网格状林草田复合生态系统的设计网格状林草田复合生态系统的设计 2平行式林草田复合生态系统的设计平行式林草田复合生态系统的设计 3镶嵌式林草田复合生态系统的设计镶嵌式林草田复合生态系统的设计 4孤立沙丘岛状森林模式的设计孤立沙丘岛状森林模式的设计 5在沙垅与长洼地相间分布的地段建设林在沙垅与长洼地相间分布的地段建设林 草田、麻稻苇复合生态系统模式草田、麻稻苇复合生态系统模式 一、退化草地的现状一、退化草地的现状第三节
12、第三节 退化草地恢复与重建的生态工程退化草地恢复与重建的生态工程 20世纪世纪60年代以来，我国草地面积大幅度减少，草年代以来，我国草地面积大幅度减少，草原退化明显。造成草地面积减少、质量退化的原因既有原退化明显。造成草地面积减少、质量退化的原因既有自然因素也有人为因素，但人类违背自然规律的活动是自然因素也有人为因素，但人类违背自然规律的活动是草原退化的主要原因。草原退化的主要原因。我国温带亚湿润地区的草地退化相当明显。吉林我国温带亚湿润地区的草地退化相当明显。吉林省西部的草地为以羊草为主的草甸草原，在人类活动省西部的草地为以羊草为主的草甸草原，在人类活动的干扰下形成了的干扰下形成了碱蓬群落碱
13、蓬群落逆向演替系列逆向演替系列羊草群落羊草群落羊草羊草 糙隐子草群落糙隐子草群落羊草羊草寸草苔群落寸草苔群落寸草群落寸草群落虎尾草群落虎尾草群落星星草群落星星草群落1.羊草羊草糙隐子草群落糙隐子草群落 糙隐子草的生态适应性较强，比较耐牧，在羊草草地退化糙隐子草的生态适应性较强，比较耐牧，在羊草草地退化的早期阶段，往往可成为优势种，与羊草共同组成羊草的早期阶段，往往可成为优势种，与羊草共同组成羊草-糙隐子糙隐子草群落。该群落种类成分中除羊草、糙隐子草占主导地位外，草群落。该群落种类成分中除羊草、糙隐子草占主导地位外，长梗葱也占较大的比重。由于糙隐子草数量多，使群落具有两长梗葱也占较大的比重。由于
14、糙隐子草数量多，使群落具有两层结构；这种群落是处于轻度退化的草地，若及时采取保护措层结构；这种群落是处于轻度退化的草地，若及时采取保护措施，可以促进羊草的生长与繁殖，恢复为羊草群落。施，可以促进羊草的生长与繁殖，恢复为羊草群落。2.羊草羊草寸草苔群落寸草苔群落 寸草苔是苔草属中耐旱性较强的一种植物，有一定的寸草苔是苔草属中耐旱性较强的一种植物，有一定的耐盐性，耐牧性也较强。在过度放牧，牲畜对草地践踏较耐盐性，耐牧性也较强。在过度放牧，牲畜对草地践踏较重的地段，往往出现斑块大小不一的寸草苔群落，有时呈重的地段，往往出现斑块大小不一的寸草苔群落，有时呈集中连片分布。它是羊草草地轻度碱化演替的次生群
15、落类集中连片分布。它是羊草草地轻度碱化演替的次生群落类型。群落总盖度型。群落总盖度60%80%。这种群落是羊草草地逆行演。这种群落是羊草草地逆行演替的第一阶段。随着放牧强度的加大，羊草逐渐减少，寸替的第一阶段。随着放牧强度的加大，羊草逐渐减少，寸草苔成为群落的建群种。在利用中，这种群落必须加以保草苔成为群落的建群种。在利用中，这种群落必须加以保护，防止生产力的进一步下降和土壤的进一步碱化。护，防止生产力的进一步下降和土壤的进一步碱化。3.寸草苔群落寸草苔群落 这一阶段，群落的特点为寸草苔成为群落的建群种，羊草这一阶段，群落的特点为寸草苔成为群落的建群种，羊草退居偶见种。这说明羊草群落已进一步退
16、化。该群落的物种种退居偶见种。这说明羊草群落已进一步退化。该群落的物种种类组成简单。除以寸草苔为建群种外，还有一些盐生植物和田类组成简单。除以寸草苔为建群种外，还有一些盐生植物和田间杂草。建群种寸草苔植株矮小，群落外貌和生境都已发生明间杂草。建群种寸草苔植株矮小，群落外貌和生境都已发生明显的变化。随着人类活动的加剧，逆向演替将进入虎尾草群落显的变化。随着人类活动的加剧，逆向演替将进入虎尾草群落阶段。阶段。4.虎尾草群落虎尾草群落 虎尾草是中生的一年生草本植物，具耐轻度盐碱干扰的生理虎尾草是中生的一年生草本植物，具耐轻度盐碱干扰的生理特征。当羊草群落随着过度放牧，羊草逐渐减少，虎尾草增多，特征。
17、当羊草群落随着过度放牧，羊草逐渐减少，虎尾草增多，虎尾草取代了寸草苔，组成了单一的优势群落。该群落种类成虎尾草取代了寸草苔，组成了单一的优势群落。该群落种类成分单调，每平方米仅分单调，每平方米仅4种种7种植物，且几乎都是盐生植物和田间种植物，且几乎都是盐生植物和田间杂草，充分表现出群落的次生性和生境特点。群落的总盖度为杂草，充分表现出群落的次生性和生境特点。群落的总盖度为70%80%。逆行进一步发展，就出现了对盐碱耐性更强的植物。逆行进一步发展，就出现了对盐碱耐性更强的植物群落。群落。5.星星草群落星星草群落 星星草群落既是天然盐生植物群落，又是次生群落，分星星草群落既是天然盐生植物群落，又是
18、次生群落，分布较广泛。在吉林省西部，它主要出现在碱湖周围的盐碱土布较广泛。在吉林省西部，它主要出现在碱湖周围的盐碱土和草地退化的碱斑上。该群落的生境较低湿，有短期积水。和草地退化的碱斑上。该群落的生境较低湿，有短期积水。群落的种类成分较丰富，每平方米群落的种类成分较丰富，每平方米4种种9种植物，但分布不种植物，但分布不均匀。星星草和朝鲜碱茅占主导地位，其次为野大麦和碱蒿、均匀。星星草和朝鲜碱茅占主导地位，其次为野大麦和碱蒿、羊草、虎尾草、芦苇也常见。此外还零星分布着一年生的盐羊草、虎尾草、芦苇也常见。此外还零星分布着一年生的盐生植物。群落的生产力低，在草地利用上没有突出的经济价生植物。群落的生
19、产力低，在草地利用上没有突出的经济价值。逆行演替进一步发展，就出现了对盐碱耐性更强的植物值。逆行演替进一步发展，就出现了对盐碱耐性更强的植物群落。群落。6.碱蓬群落碱蓬群落 碱蓬是典型的盐生植物，以它为建群种的群落出现在吉碱蓬是典型的盐生植物，以它为建群种的群落出现在吉林省西部碱湖周围或退化草地的特殊生境上。它既是自然分林省西部碱湖周围或退化草地的特殊生境上。它既是自然分布的原生类型，又是是退化演替的次生群落，一般多与羊草布的原生类型，又是是退化演替的次生群落，一般多与羊草群落或其他盐生植物群落构成复合体。但在草地严重退化，群落或其他盐生植物群落构成复合体。但在草地严重退化，特别是在靠近村庄、
20、放牧点、饮水点、极度放牧的地段，群特别是在靠近村庄、放牧点、饮水点、极度放牧的地段，群落所占的面积较大，甚至连成大片。组成群落的种类丰富度落所占的面积较大，甚至连成大片。组成群落的种类丰富度很小，多为盐生植物，只在夏季雨水充足的情况下才能很好很小，多为盐生植物，只在夏季雨水充足的情况下才能很好的生长发育。的生长发育。二、退化草地的形成因素二、退化草地的形成因素 退化草原的形成是区域内自然条件与人为因素共同退化草原的形成是区域内自然条件与人为因素共同作用的结果，诸自然要素的综合作用是退化草地形成与作用的结果，诸自然要素的综合作用是退化草地形成与发育的内在因素，而人为因素则在其形成发展过程中起发育
21、的内在因素，而人为因素则在其形成发展过程中起到了推波助澜的作用。下面，以吉林省西部平原为例，到了推波助澜的作用。下面，以吉林省西部平原为例，对草地退化的因素进行分析。对草地退化的因素进行分析。1.影响退化草地形成的自然因子影响退化草地形成的自然因子成土母质因素成土母质因素地形地貌因素地形地貌因素气气 候候 因因 素素水水 文文 因因 素素山地土壤母质多为玄武岩和花岗岩的风化物，山地土壤母质多为玄武岩和花岗岩的风化物，苏打的含量偏高，土壤盐渍化苏打的含量偏高，土壤盐渍化 严重。严重。本区地势平坦，起伏较小，水流动缓慢，在低本区地势平坦，起伏较小，水流动缓慢，在低洼处聚积，水分蒸发后使盐分浓缩，产
22、生草地洼处聚积，水分蒸发后使盐分浓缩，产生草地盐渍化。盐渍化。春季易造成强烈的积盐现象，夏季降水集中。春季易造成强烈的积盐现象，夏季降水集中。本区降水不足，蒸发强烈，河流稀少，且分布本区降水不足，蒸发强烈，河流稀少，且分布不均，地下水位浅，矿化度高不均，地下水位浅，矿化度高 2人为因素人为因素（1）盲目毁草开荒扩大耕地、载畜量过大、采草、挖草皮积肥、）盲目毁草开荒扩大耕地、载畜量过大、采草、挖草皮积肥、取土、雨天放牧、挖野菜等生产活动，减少植被覆盖度，使大取土、雨天放牧、挖野菜等生产活动，减少植被覆盖度，使大面积地表裸露，加大地表水分的蒸发，面积地表裸露，加大地表水分的蒸发，（2）修建水库、灌
23、排渠道时，由于工程质量差，库区、渠道）修建水库、灌排渠道时，由于工程质量差，库区、渠道渗漏严重，抬高了水库周围与渠道附近的地下水位，诱发盐渗漏严重，抬高了水库周围与渠道附近的地下水位，诱发盐碱化发生碱化发生（3）在居民点附近及公路、铁路沿线，人类挖土修房、修路、）在居民点附近及公路、铁路沿线，人类挖土修房、修路、践踏草皮、乱泼污水等生活行为，潜移默化地使土壤发生次生践踏草皮、乱泼污水等生活行为，潜移默化地使土壤发生次生盐碱化。盐碱化。（4）草地超载、牲畜过度践踏，致使草地退化。）草地超载、牲畜过度践踏，致使草地退化。三、退化草地治理的生态工程设计三、退化草地治理的生态工程设计 退化草地的恢复与
24、重建是一个复杂的系统工程。生态恢复退化草地的恢复与重建是一个复杂的系统工程。生态恢复首先要找出退化的原因，然后根据不同的自然条件和退化程首先要找出退化的原因，然后根据不同的自然条件和退化程度，采取不同的措施。措施要因地制宜，不能强求一致。通过度，采取不同的措施。措施要因地制宜，不能强求一致。通过试验选择出投资少、效果好、见效快、简单易行、推广快的模试验选择出投资少、效果好、见效快、简单易行、推广快的模式，把经济效益和生态效益结合起来，使退化草地的植被得到式，把经济效益和生态效益结合起来，使退化草地的植被得到恢复与重建，草地能持续发展。恢复与重建，草地能持续发展。1自然封育自然封育 自然封育就是
25、对严重退化的草地采用围栏（草库仑）的自然封育就是对严重退化的草地采用围栏（草库仑）的 措施进行封闭，使其植被能够自然恢复。措施进行封闭，使其植被能够自然恢复。2松土松土 对大面积连片的退化草地，也可以采用松土的措施进行对大面积连片的退化草地，也可以采用松土的措施进行 改良。这些地段土壤板结，松土后可以明显改善退化草改良。这些地段土壤板结，松土后可以明显改善退化草 地的理化性质，促进土壤中种子的萌发和残存在土壤中地的理化性质，促进土壤中种子的萌发和残存在土壤中 营养繁殖体的生长。营养繁殖体的生长。类别类别处处理理净净增加或增加或净净减少减少自然封育自然封育未封育未封育产产量（量（鲜鲜重重kg/h
26、m2）65022437+4065植物株数（株植物株数（株/m2）583296+287草草层层高度（高度（cm）5533+22主要牧草生主要牧草生殖枝数量殖枝数量（枝（枝/m2）羊草羊草3515+20拂子茅拂子茅102+8星星草星星草277+20野大麦野大麦3711+26豆科牧草（豆科牧草（鲜鲜重重kg/hm2）244+20毒草（毒草（鲜鲜重重kg/hm2）824-16不喜食草（不喜食草（鲜鲜重重kg/hm2）2027-7表表8.1退化草地自然封育退化草地自然封育2年后植物群落的变化年后植物群落的变化 3翻耕松土补播翻耕松土补播 由于草场过度放牧和长期刈割，牧草没有开花结实的机会，由于草场过度放
27、牧和长期刈割，牧草没有开花结实的机会，特别是靠种子繁殖的牧草，土壤中的种子得不到补充。因特别是靠种子繁殖的牧草，土壤中的种子得不到补充。因 此，向草地中补充必要的种子是十分必要的。此，向草地中补充必要的种子是十分必要的。4以沙治碱以沙治碱 在盐碱地上种植耐碱牧草，建立人工草地，可加速盐碱斑在盐碱地上种植耐碱牧草，建立人工草地，可加速盐碱斑 块的治理，可提高经济效益和改善生态环境。块的治理，可提高经济效益和改善生态环境。5人工种草人工种草 以沙治碱是利用吉林省西部风大沙多的特点，以设置沙障，以沙治碱是利用吉林省西部风大沙多的特点，以设置沙障，以障积沙，以沙压碱降低以障积沙，以沙压碱降低pH值，以
28、利植物生长。值，以利植物生长。（1）羊草的种植技术）羊草的种植技术 施枯草施枯草 播种前播种前 幼苗期管理幼苗期管理 3年内的管理年内的管理（2）野大麦的种植技术）野大麦的种植技术 野大麦草质柔软，营养价值高，适口性很好，为碱性野大麦草质柔软，营养价值高，适口性很好，为碱性 草原耐盐碱性较强的优良牧草。草原耐盐碱性较强的优良牧草。种植野大麦应选择低平轻（中）度盐碱土壤。种植野大麦应选择低平轻（中）度盐碱土壤。野大麦播前应进行种子的日晒处理。野大麦播前应进行种子的日晒处理。野大麦采草用草地可条播也可撒播。野大麦采草用草地可条播也可撒播。野大麦种子产量低，每年可刈割两次。野大麦种子产量低，每年可刈
29、割两次。第四节第四节 荒山恢复与重建的生态工程荒山恢复与重建的生态工程一、荒山的基本特点和类型一、荒山的基本特点和类型1.荒山的基本特点荒山的基本特点结构缺损、功能低下。结构缺损、功能低下。每年荒山上的有机质数量不断减少，结构性矛盾突出。每年荒山上的有机质数量不断减少，结构性矛盾突出。荒地的保护功能也很低下。荒地的保护功能也很低下。荒山生态系统的保存功能低下荒山生态系统的保存功能低下 荒山生态系统的抗逆功能和恢复功能也弱荒山生态系统的抗逆功能和恢复功能也弱 迹地迹地 疏林地疏林地 灌木林地灌木林地 荒草地荒草地 轮耕荒山轮耕荒山2.荒山的类型荒山的类型1）对灌木林和疏林持续采薪形成的荒山。）对
30、灌木林和疏林持续采薪形成的荒山。2）由耕地、园地荒弃后形成的。该类荒山植物种类更）由耕地、园地荒弃后形成的。该类荒山植物种类更 为单一，黑土层更薄。为单一，黑土层更薄。二、荒山形成的因素分析二、荒山形成的因素分析图图8.1温带湿润地区荒山形成过程示意图温带湿润地区荒山形成过程示意图三、荒山恢复与重建的生态工程设计三、荒山恢复与重建的生态工程设计华北片麻岩山区华北片麻岩山区“围山转围山转”工程的设计工程的设计（1）“围山转围山转”工程建设的基本条件工程建设的基本条件1）基岩条件）基岩条件2）坡度条件）坡度条件3）地类条件）地类条件（2）工程设计）工程设计1）穴状整地）穴状整地 2）“围山转围山转
31、”整地整地3）谷坊坝）谷坊坝4）生物措施设计）生物措施设计 山顶应当松槐戴帽。山顶应当松槐戴帽。山腹山脚果树缠腰。山腹山脚果树缠腰。灌木护坡。灌木护坡。（3）“围山转围山转”工程的作用工程的作用第一，实施该工程后第一，实施该工程后 可改善林地环境条件可改善林地环境条件 增加了地表的粗糙度，增加下渗量增加了地表的粗糙度，增加下渗量 这种微小的地形能够改变整地部位的太阳辐射量和空这种微小的地形能够改变整地部位的太阳辐射量和空 气流通等状况，使土壤水分、蒸发量发生相应的变化气流通等状况，使土壤水分、蒸发量发生相应的变化第二，可提高造林成活率，促进林木生长第二，可提高造林成活率，促进林木生长第三，经济
32、效益明显提高第三，经济效益明显提高第四，保持水土，减少土壤侵蚀。第四，保持水土，减少土壤侵蚀。处处理理摘要摘要收收 益益 年年 度度198919901991199319982003“围围山山转转”整地整地毛收入毛收入757.2929.41037.01723.22971.59128.8纯纯收入收入568.4714.6853.61433.12594.78691.3对对照照毛收入毛收入81.084.0123.8354.3730.03023.1纯纯收入收入-30.9-39.8-30.6148.2443.62080.6表表8.2板栗造林单位面积的综合经济效益板栗造林单位面积的综合经济效益 （单位：元）（
33、单位：元）处处理理地表径流量（地表径流量（m3/km2）土壤侵土壤侵蚀蚀量（量（t/km2）数量数量比率（￥、比率（￥、%）数量数量比率（比率（%）“围围山山转转”整地整地26504.338.3430.549.5对对照照68348.8100870.0100表表8.3 不同整地方式水土保持效果不同整地方式水土保持效果 第五节第五节 工矿废弃地恢复与重建的生工矿废弃地恢复与重建的生 态工程设计态工程设计一、工矿开发对生态系统的影响一、工矿开发对生态系统的影响 大规模的工矿开发必然造成大量土地被占用和破坏，大规模的工矿开发必然造成大量土地被占用和破坏，对整个生态系统也会产生诸多不利的影响，特别是平原
34、区对整个生态系统也会产生诸多不利的影响，特别是平原区煤炭的开采，使地表产生严重的不均匀的土地塌陷，大片煤炭的开采，使地表产生严重的不均匀的土地塌陷，大片耕地失去利用价值。耕地失去利用价值。二、二、工矿废弃地复垦的生态工程设计工矿废弃地复垦的生态工程设计 随着煤炭工业开采规模的不断扩大，废矸石山占地面积逐随着煤炭工业开采规模的不断扩大，废矸石山占地面积逐年增多。煤炭工业废矸石的露天排放，一定程度上破坏了自然年增多。煤炭工业废矸石的露天排放，一定程度上破坏了自然环境的生态平衡，污染了矿区环境。为保护、改善和恢复矿区环境的生态平衡，污染了矿区环境。为保护、改善和恢复矿区环境，国内外都在矿区废弃地的利
35、用方面做了大量的研究。我环境，国内外都在矿区废弃地的利用方面做了大量的研究。我国抚顺矿区矸石山造林试验即是一例。国抚顺矿区矸石山造林试验即是一例。1试验区的地理位置及自然条件试验区的地理位置及自然条件 试验区位于抚顺市东部，属长白山支脉西南延续部分的低试验区位于抚顺市东部，属长白山支脉西南延续部分的低山地区，气候属温带湿润气候区。主要植被为草本植物；小黄山地区，气候属温带湿润气候区。主要植被为草本植物；小黄蒿、猪毛菜、鬼针草等蒿、猪毛菜、鬼针草等33种。自然土壤已被破坏，地表覆盖种。自然土壤已被破坏，地表覆盖矸石，矸石厚度矸石，矸石厚度5cm。矸石有两种；一种是选煤矿石筛选的煤。矸石有两种；一
36、种是选煤矿石筛选的煤矸石；另一种是井下开采排出的岩石。矸石；另一种是井下开采排出的岩石。2生态工程建设技术生态工程建设技术 矸石山风化表层为碎矸石，具有透水性强、蒸发量大、蓄矸石山风化表层为碎矸石，具有透水性强、蒸发量大、蓄水性能差、不易保墒的特点，其复垦造林技术、措施应与常规水性能差、不易保墒的特点，其复垦造林技术、措施应与常规造林不同。采取的主要措施为：造林不同。采取的主要措施为：（1）春整春造）春整春造（2）秋整春造）秋整春造（3）直播造林）直播造林（4）幼林抚育措施）幼林抚育措施3效益分析效益分析 矸石山造林，使矸石山立地条件和生态因子发生一系列的变矸石山造林，使矸石山立地条件和生态因
37、子发生一系列的变化。郁闭后的刺槐、樟子松、白榆、胡枝子等林分对于改善小气化。郁闭后的刺槐、樟子松、白榆、胡枝子等林分对于改善小气候、促进生态平衡、提高土地生产力发挥了重要的调节作用。候、促进生态平衡、提高土地生产力发挥了重要的调节作用。林分对改善矸石山小气候条件的影响林分对改善矸石山小气候条件的影响 枯枝落叶层对土壤形成与有机质含量的影响枯枝落叶层对土壤形成与有机质含量的影响 造林对植被演替的影响造林对植被演替的影响 经济、社会效益经济、社会效益第六节第六节 案例分析案例分析一、荒漠土地恢复一、荒漠土地恢复1工程简介工程简介 内蒙古自治区是全国土地荒漠化最严重的省区之一，全区内蒙古自治区是全国
38、土地荒漠化最严重的省区之一，全区荒漠化土地面积占土地总面积的荒漠化土地面积占土地总面积的27%。区内大部分地区植被稀。区内大部分地区植被稀疏，自然条件恶劣，生态环境脆弱，以干旱为主的各类自然灾疏，自然条件恶劣，生态环境脆弱，以干旱为主的各类自然灾害频繁发生。选择内蒙古自治区西部的磴口县为示范区进行荒害频繁发生。选择内蒙古自治区西部的磴口县为示范区进行荒漠化土地恢复与重建的工程建设。漠化土地恢复与重建的工程建设。2效益效益（1）产生沙漠化的动力是风，控制住风，也就控制了沙漠化。）产生沙漠化的动力是风，控制住风，也就控制了沙漠化。（2）农业结构的调整，引进速生、高产、经济效益好的农作物）农业结构的
39、调整，引进速生、高产、经济效益好的农作物 产品，改良当地的种植结构，建立农林牧之间、农业和加产品，改良当地的种植结构，建立农林牧之间、农业和加 工业之间的互联网，工业之间的互联网，3关键技术关键技术 本区的土地恢复主要采用了林地的改造技术。林地的改造技本区的土地恢复主要采用了林地的改造技术。林地的改造技术包括劣质林地林相改造技术、生态公益林营造技术、防护林建术包括劣质林地林相改造技术、生态公益林营造技术、防护林建造技术、速生丰产林引种技术和农田防护林带的配置技术等。造技术、速生丰产林引种技术和农田防护林带的配置技术等。二、碱地恢复二、碱地恢复1工程简介工程简介 黄淮海平原五省二市，耕地盐碱地面
40、积约占耕地面积的黄淮海平原五省二市，耕地盐碱地面积约占耕地面积的33%以上。以河北邯郸地区的曲周县最为严重。曲周县处黑以上。以河北邯郸地区的曲周县最为严重。曲周县处黑龙港流域上游，土壤为潮土和盐化潮土。潮土分布在南部和龙港流域上游，土壤为潮土和盐化潮土。潮土分布在南部和东南部，盐化潮土分布在北部及东北部。碱地分布在东北部，东南部，盐化潮土分布在北部及东北部。碱地分布在东北部，其中盐碱化耕地占耕地面积的其中盐碱化耕地占耕地面积的40%。水的盐碱化严重损害了。水的盐碱化严重损害了当地居民的身体健康，很多妇女失去生育能力，有的村当地居民的身体健康，很多妇女失去生育能力，有的村50%以上的农户孩子是从
41、外地抱养的。以上的农户孩子是从外地抱养的。2优点优点 通过控制水，控制盐分的聚集过程。通过控制水，控制盐分的聚集过程。治碱工程的实施，提高了土壤的透气性和渗透率，活化治碱工程的实施，提高了土壤的透气性和渗透率，活化 土壤的营养成分，使土壤保肥力、保墒力和缓冲力得以土壤的营养成分，使土壤保肥力、保墒力和缓冲力得以 提高，有利于土壤团粒结构的形成。提高，有利于土壤团粒结构的形成。利用具有耐盐碱、抗旱、耐涝等特性的植物，适地种利用具有耐盐碱、抗旱、耐涝等特性的植物，适地种 植，既合理地利用了自然资源，也改善了生境，提高了植，既合理地利用了自然资源，也改善了生境，提高了 土地的单位面积产量和当地群众的
42、生活水平。土地的单位面积产量和当地群众的生活水平。该项目采用的主要技术是土地盐碱化防治的综合技术，该项目采用的主要技术是土地盐碱化防治的综合技术，包括地下水的开采、农田排灌系统的设计、作物栽培、治水包括地下水的开采、农田排灌系统的设计、作物栽培、治水和改土、农副产品再利用和资源高效利用和环境保护等技和改土、农副产品再利用和资源高效利用和环境保护等技术。这些技术的综合运用对曲周县经济和生态环境的良性发术。这些技术的综合运用对曲周县经济和生态环境的良性发展起了重要作用。展起了重要作用。3关键技术关键技术思考题思考题1谈谈你对荒芜化土地的认识。谈谈你对荒芜化土地的认识。2我国土地荒芜化有哪些具体的表
43、现？试分析其产生的原因。我国土地荒芜化有哪些具体的表现？试分析其产生的原因。3试论述我国温带湿润草甸草原区固定沙地负向演替的序列及其诱因。试论述我国温带湿润草甸草原区固定沙地负向演替的序列及其诱因。4试论述沙化土地恢复与重建的生态工程模式及模式提出的立论依据。根据自己的试论述沙化土地恢复与重建的生态工程模式及模式提出的立论依据。根据自己的 体会，谈谈这些模式的提出都考虑了哪些因素？体会，谈谈这些模式的提出都考虑了哪些因素？5试论述温带亚湿润草甸草原区草地退化的原因及其退化序列，为什么用植物群落试论述温带亚湿润草甸草原区草地退化的原因及其退化序列，为什么用植物群落 来鉴定草地的退化程度？来鉴定草
44、地的退化程度？6简述退化草地恢复与重建的生态工程设计方案及其适用范围。简述退化草地恢复与重建的生态工程设计方案及其适用范围。7温带湿润区山地的荒芜化程度有何差别？试绘图说明其形成过程及原因。温带湿润区山地的荒芜化程度有何差别？试绘图说明其形成过程及原因。8采取何种模式对华北片麻岩荒山进行恢复与重建？依据是什么？效益如何？采取何种模式对华北片麻岩荒山进行恢复与重建？依据是什么？效益如何？9试论述吉林省林缘带荒山恢复与重建的成功模式并举例说明之。试论述吉林省林缘带荒山恢复与重建的成功模式并举例说明之。10工矿废弃地恢复与重建的生态工程应考虑哪些因素？工矿废弃地恢复与重建的生态工程应考虑哪些因素？盛连喜，许嘉巍，刘惠清编著盛连喜，许嘉巍，刘惠清编著.实用生态工程实用生态工程学学.高等教育出版社高等教育出版社.2005年年11月月.参考书参考书