本文關(guān)鍵詞：牧區(qū)“水-土-草-畜”平衡調(diào)控模式與方法研究

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【摘要】：我國牧區(qū)多處于干旱、半干旱地區(qū),水資源短缺,水土資源不匹配,草畜平衡矛盾突出,草原退化沙化嚴(yán)重。超載過牧和農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)蠶食是造成草原生態(tài)退化的主要人為因素。隨著研究的深入,解決草原生態(tài)退化問題逐漸由實(shí)現(xiàn)草畜平衡演變?yōu)閷?shí)現(xiàn)"水-土-草-畜"平衡。依據(jù)資源承載能力,通過天然草地與人工草地的耦合配置,優(yōu)化調(diào)整糧經(jīng)飼作物種植結(jié)構(gòu),建設(shè)適宜規(guī)模的灌溉人工草地,合理確定適宜的牲畜飼養(yǎng)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)牧區(qū)"水-土-草-畜"的動(dòng)態(tài)平衡發(fā)展,是促進(jìn)牧區(qū)水土草資源可持續(xù)利用、草原生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。本文提出牧區(qū)"水-草-畜"平衡調(diào)控模式,構(gòu)建生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)一度量的牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控模型。以典型牧區(qū)鄂托克前旗為例,應(yīng)用模型研究不同方案下水土草資源開發(fā)與經(jīng)濟(jì)生態(tài)綜合效益響應(yīng)關(guān)系,給出規(guī)劃年典型牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控閾值,并擴(kuò)展提出全國牧區(qū)2020年和2030年適宜的農(nóng)牧業(yè)灌溉模式及灌溉人工草地發(fā)展規(guī)模。取得的主要進(jìn)展和成果有:1.針對現(xiàn)狀草原生態(tài)環(huán)境存在問題,從草原生態(tài)保護(hù)與牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控關(guān)系入手,闡述了牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控作用機(jī)制,以草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論、草地生態(tài)系統(tǒng)放牧干擾理論、天然草地和人工草地耦合配置理論和水土草資源優(yōu)化配置理論為基礎(chǔ),提出牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控模式,完善了牧區(qū)"水-草-畜"平衡調(diào)控理論。2.以提出的調(diào)控模式為基礎(chǔ),提出牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控技術(shù)框架,初步提出了經(jīng)濟(jì)效益與草原生態(tài)效益的統(tǒng)一度量方法,構(gòu)建了牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控模型,并在模型中嵌套地下水均衡模型,實(shí)現(xiàn)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控過程中地下水可開采量的動(dòng)態(tài)計(jì)算,在此基礎(chǔ)上開發(fā)了計(jì)算程序系統(tǒng)。為定量化研究牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控閾值提供了一套科學(xué)量化的分析工具。3.以內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂托克前旗為典型牧區(qū),利用構(gòu)建的模型進(jìn)行典型牧區(qū)"水-土-草-畜"平衡調(diào)控閾值研究,得到以下結(jié)論:①按照牲畜飼養(yǎng)方式設(shè)置調(diào)控方案,分析結(jié)果顯示,2020年和2030年系統(tǒng)總效益先增加后減少,隨牲畜補(bǔ)舍飼時(shí)間增加,灌溉人工草地種植面積增加,區(qū)域發(fā)展限制因素逐漸由草地資源限制過渡為水資源限制,研究區(qū)土地資源豐富,水資源是控制區(qū)域"水-土-草-畜"平衡發(fā)展的關(guān)鍵因子。②根據(jù)各方案供用水和地下水動(dòng)態(tài)可開采量計(jì)算結(jié)果,2020年方案1到方案9供用水量從1.30億m~3到1.66億m~3變化;2030年方案1到方案9供用水量從2.04億m~3到2.66億m~3變化。地下水可開采量受用水格局變化影響不大,隨著節(jié)水灌溉工程實(shí)施及工農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)調(diào)整,規(guī)劃年較現(xiàn)狀年地下水補(bǔ)給量呈減少趨勢,但減少幅度較小。③經(jīng)方案對比分析,2020年鄂托克前旗牲畜飼養(yǎng)水平控制在舍飼6個(gè)月到舍飼6個(gè)月補(bǔ)飼2個(gè)月之間較為合適,水資源、土地資源及灌溉人工草地開發(fā)規(guī)模分別控制在1.66億m~3,3.28～3.38萬hm~2和2.16～2.51萬hm~2,灌溉人工草地占天然草地面積比例控制在2.59～3.01%,牲畜飼養(yǎng)量控制在89.43～100.46萬羊單位;2030年牲畜飼養(yǎng)水平控制在舍飼6個(gè)月補(bǔ)飼2個(gè)月到舍飼8個(gè)月較為合適,水資源、土地資源及灌溉人工草地開發(fā)規(guī)模分別控制在2.66億m~3,4.24～4.31萬hm~2和3.04～3.42萬hm~2,灌溉人工草地占天然草地面積比例控制在3.64～4.10%,牲畜飼養(yǎng)量控制在113.54～118.85萬羊單位。4.按照典型牧區(qū)研究成果及相關(guān)研究成果,分析了全國牧區(qū)農(nóng)牧業(yè)適宜發(fā)展規(guī)模及預(yù)期效益,得到以下結(jié)論:①依據(jù)我國牧區(qū)水、土、草資源承載能力,確定我國牧區(qū)2020年和2030年適宜的農(nóng)牧業(yè)灌溉規(guī)模分別為842.5萬hm~2和936.1萬hm~2,灌溉人工草地適建規(guī)模分別為155.6萬hm~2和200.4萬hm~2,,適宜的牲畜飼養(yǎng)量分別為2.64億羊單位和2.88億羊單位。②灌溉人工草地發(fā)展策略為優(yōu)先對現(xiàn)有灌溉人工草地進(jìn)行節(jié)水改造,到2020年全部完成,到2030年對部分達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限的節(jié)水灌溉工程進(jìn)行更新。到2030年共新增灌溉草地119.94萬hm~2。青藏高原利用地表水及地形優(yōu)勢優(yōu)先發(fā)展灌溉改良天然草地14.58萬hm~2,主要灌溉形式為渠道輸水灌溉。其余共發(fā)展灌溉人工草地105.36萬hm~2,灌溉形式東北牧區(qū)以噴灌為主,內(nèi)蒙古高原牧區(qū)和蒙甘寧牧區(qū)以地下水噴滴灌為主,新疆牧區(qū)以發(fā)展地表水自壓滴灌為主,青藏高原牧區(qū)以渠道襯砌和低壓管道灌溉為主。
【學(xué)位授予單位】：中國水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S812

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本文編號：1298563