江汉平原涝渍地生态恢复与开发利用技术研究

摘要

江汉平原现有涝渍地76.4万hm<'2>,占耕地总面积的40.6﹪.尽管该地区有丰富的自然资源和区位优势,但由于大量涝渍地的存在使其农业生产长期处于大起大落且不高不稳的状态之中,生态环境退化趋势明显.该研究通过长期定位试验、野外调查和文献查阅等途径获取了大量数据,运用点面结合及系统分析等方法,分析了江汉平原涝渍地的成因及涝渍农业生态系统的主要特征,探讨了涝渍生态系统恢复与重建的生态学机制,并从防灾减灾和农业生产结构调整两方面提出了涝渍地生态恢复与资源优化利用的途径和技术模式.主要结果如下:(1)江汉平原的涝渍灾害是由其所处的特殊地理位置、大平小不平的地貌条件、特殊的气象和水文变化等自然因素和过度围垦及不合理的种植制度等人为因素共同作用形成的.江汉平原涝渍农业生态系统的主要特征是:气候变率加大,分布更加不均;涝渍相随,旱涝并存,且发生愈来愈频繁,水质劣变速度也在加快;土壤潜育化、湖泊沼泽化趋势加重,土壤养分的有效性变差;生物资源出现衰退趋势,土地生产力逐步下降;涝渍地域相对贫困人口增加,血吸虫疫区不断扩展等.(2)江汉平原涝渍地的演变过程主要由地质构造运动和气候变化等自然因素和围湖垦殖、筑堤修坝、农业政策等人为因素共同驱动.湖泊在江汉平原涝渍生态环境的演变中起着特殊重要的调控和指示作用,近代大规模的围湖垦殖大大加快了涝渍地的形成速度.(3)江汉平原涝渍地域在地势、水文、土壤、气候、生物等方面存在着明显的梯度分异规律.按照地面高程、地下水位、水域面积等8个主要因素对潜江市的涝渍地域进行了综合分类和分区;通过在6个不同类型的典型涝渍微地域上实施的各具特色的开发利用技术试验示范,表明对涝渍地域进行有针对性的分类开发利用可以取得良好的效益.(4)对南方易涝易渍地区而言,采用除涝、排渍两个独立标准进行排水规划设计是不完善的,该研究将除涝与排渍作为一个连续过程,研究了涝渍地主要作物持续受渍的捧水控制指标和在涝渍综合胁迫下的排水控制指标.结果显示,在持续受渍状态下,地下水超标水位和持续时间的累积值(SEW30)与棉花、大豆和油菜的相对产量Ry(或减产幅度Rf)之间显著相关;在涝溃胁迫条件下,涝渍综合超标水位累积值(SFEW80)与棉花和大豆的相对产量Ry(或减产幅度Rf)显著相关.(5)除了涝渍地域的分类开发利用之外,在涝渍微地域上实施梯级开发模式和适度退田还湖也是其生态恢复与开发利用的有效手段.在碟形涝渍微地域上可以实施梯级开发模式,即在碟形洼地的底部实施退田还渔方案,在中下部利用水生和湿生经济生物进行开发利用,在中上部结合田间捧水降渍工程技术因地制宜选用各种优化种植模式,在上部发展庭园经济、设施农业等;在滨湖涝渍微地域上可以适度退田还湖,退田还湖控制高程应在22.0m~26.0m之间,退田还湖的对象是未列入重点垸、蓄洪垸的一般垸,可以采取退人不退耕的

目录

文摘

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第一章绪论

1.1问题的提出

1.2研究目的和意义

1.2.1研究目的

1.2.2研究意义

1.3相关研究进展述评

1.3.1生态系统恢复与重建的相关研究进展

1.3.2湿地相关问题的研究进展

1.3.3受损水域生态系统恢复与重建的研究进展

1.3.4涝渍地生态恢复与开发利用的研究进展

1.4研究内容

1.5技术路线与研究方法

1.5.1技术路线

1.5.2研究方法

第二章江汉平原涝渍地农业生态系统的主要特征

2.1江汉平原涝渍地农业生态环境的现状

2.1.1气候资源丰富，但变率较大，分布不均

2.1.2水资源相对充足，但涝渍相随，旱涝并存，水质变劣

2.1.3土壤潜育化、湖泊沼泽化趋势加重，养分有效性差

2.1.4生物资源出现衰退趋势，土地生产力逐步下降

2.1.5涝渍地域相对贫困人口增加，血吸虫疫区仍在扩展

2.2江汉平原涝渍地的涝渍成因分析

2.2.1独特的地质地貌条件

2.2.2特殊的气象和水文变化

2.2.3不合理的区域农业生产经营活动

2.2.4长江上游生态环境的不断恶化

2.3本章小结

第三章江汉平原涝渍地农业生态系统的演替

3.1江汉平原涝渍生态环境的演变历程

3.1.1江汉平原湖泊的演变与水生植物群落的变化

3.1.2江汉平原涝渍地域土地类型的演替

3.2江汉平原涝渍地生态系统演变的驱动力分析

3.2.1自然驱动力

3.2.2非自然驱动力

3.2.3综合驱动作用

3.3江汉平原涝渍地生态演替过程的一般规律

3.3.1山-河-湖-海互动规律对涝渍地生态演替的作用

3.3.2长江中游平原湿地的自然演替过程

3.3.3江汉平原涝渍地的生态演替过程

3.4本章小结

第四章江汉平原涝渍地生态恢复与重建机理

4.1江汉平原涝渍地地下水位、水分平衡与土地利用的关系

4.1.1地下水位与耕地面积

4.1.2地下水位与土壤质地

4.1.3地下水位与土壤潜育化程度的关系

4.1.4地下水位与作物产量的关系

4.2江汉平原涝渍地土壤分布、肥力状况与土地利用的关系

4.2.1涝渍地土壤分布规律

4.2.2涝渍地土壤肥力的变异特征

4.2.3土壤有机质质量与土壤涝渍程度的关系

4.2.4不同的土地利用方式对涝渍地土壤肥力的影响

4.3涝渍地排水改良的相关技术指标研究

4.3.1涝渍地主要作物持续受渍的排水控制指标

4.3.2作物在涝渍综合胁迫下的排水控制指标

4.3.3涝渍地排水工程规划研究

4.3.4涝渍地排水小区农道建设与土地平整工程优化模型

4.4江汉平原涝渍地域分异规律

4.5涝渍地域分类标准

4.6适度退田还湖的依据

4.6.1过度围垦使调蓄能力减弱是洪涝渍灾害频繁的主要原因之一

4.6.2退田还湖的调蓄机理

4.6.3退田还湖的地质环境适宜性分析

4.7江汉平原涝渍地生态恢复与重建的技术体系

4.7.1江汉平原生态恢复与重建的基本思路

4.7.2江汉平原涝渍地生态恢复与重建的主要技术

4.7.3低洼湖区避灾生态农业的一般模式

4.8本章小结

第五章涝渍地生态恢复与改良利用的关键技术

5.1涝渍地田间排水工程技术

5.1.1涝渍地田间排水的相关技术指标

5.1.2暗管排水试验示范工程及其效果评价

5.2适度退田还湖

5.2.1退田还湖的范围和方式

5.2.2退田还湖对调蓄洪水的作用

5.2.3退田还湖工程的经济效益

5.3涝渍地域分区开发利用试验示范

5.3.1涝渍地域分区开发试验的总体思路

5.3.2潜江市涝渍地域分区开发示范

5.4碟形涝渍微地域的梯级开发模式

5.4.1碟形涝渍微地域土壤剖面的结构递变

5.4.2碟形涝渍微地域的土地利用现状

5.4.3碟形洼地底部的退田还渔

5.4.4碟形洼地中下部的水生和湿生经济生物开发

5.4.5碟形洼地中上部的优化模式开发利用

5.4.6试验区实施梯级开发模式的效益

5.5本章小结

第六章结论与讨论

6.1主要结论

6.2问题讨论

6.2.1关于江汉平原涝渍地农业生态系统的退化

6.2.2关于涝渍地主要作物的排水控制指标

6.2.3关于退田还湖

6.2.4关于涝渍地域分异规律与梯级开发模式的应用

6.2.5关于涝渍地恢复利用与湿地保护的关系

6.2.6关于江汉平原涝渍地研究的评价

参考文献

致 谢

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