乌兰布和沙漠东北部农林复合系统持续经营研究

摘要

乌兰布和沙漠东北部位于内蒙古西部的东缘，属于后套平原西延部分。50年代至今，磴口县党和政府带领人民群众经过长期的艰苦努力。在乌兰布和沙漠东北部已营造了大面积的人工防护林体系，对沙区农田的高产稳产及多种经营起到了有力的屏障作用。防护林、农田相互联系、相互作用构成了众多规模大小不等、功能相对完善的农林复合系统，在乌兰布和沙漠东北部形成人工绿洲景观。乌兰布和沙漠东北部的人工绿洲，作为干旱区独有的地理景观，支撑着该地区的社会经济持续发展，并已成为我国干旱区可持续发展研究的重要领域。
　　 这些根据乌兰布和沙漠东北部生态环境特点建立的农林复合系统，如何科学布局、合理利用自然资源?不同配置模式效益如何?现有的农田防护林体系存在哪些主要问题，采用什么样的经营措施方可持续健康发展，取得最大的经济、生态和社会效益，都是亟待解决的科学问题。
　　 针对上述亟待解决的问题，作者于2006至2009年，选择构成乌兰布和沙漠东北部人工绿洲的重要生态单元的农林复合系统为研究对象，通过收集有关资料、专家咨询、农户调查、实地考察和试验等手段，对乌兰布和沙漠东北部农林复合系统进行了研究和分析。采用定性与定量研究方法，对乌兰布和沙漠东北部农林复合系统的水资源合理利用与绿洲可持续发展的关系，土地利用状况与农民人居生活关系，生态效益及其对农作物产量的影响，农林复合系统的能流和物流以及综合效益评价展开研究，主要结论如下：
　　 (1)根据乌兰布和沙漠东北部地区水资源平衡分析对2010年引黄水量的高中低三个方案的水资源平衡与承载力指标预测分析可知，引黄水量为3.4×108m3/a时，水资源供需处于平衡状态，从地下水的开发情况来看，灌区地下水开发尚有一定潜力。为该地区农林复合系统持续经营奠定了坚实的基础。
　　 (2)从1991年～2008年，18年间农林业的土地利用变化巨大(2.47-12.7万亩)，农林业土地利用状况的变化引起了农民生活一定程度的改变。人均收入和人均支出都持续增多，并且有渐多盈余收入，到2008年农民人均盈余收入为2963元，是1993年的18.87倍：农民居住空间在增大，人居尘活环境得到改善。林地发挥的生态功能改善了农民的生活环境。
　　 (3)不同配置的农田防护林以1行榆树+2行新疆杨+1行榆树—玉米复合系统改善小气候作用最明显；与纯农地相比，各农林复合系统能够调节小气候，使得复合系统内更有利于作物的生长和发育。1行榆树+2行新疆杨+1行榆树—玉米和1行榆树+2行旱柳+1行榆树—番茄复合系统中的土壤物理性质明显好于其他复合系统。3行箭杆杨+2行新疆杨+3行箭杆杨—玉米和8行小美旱杨—籽瓜复合系统中的土壤化学性质表现要比其他系统好，有机质含量大幅度增加，养分含量也随之提高。
　　 (4)磴口县农林复合系统的能量输入＞输出，绝大部分的能量在系统内，复合系统目前处于能量的积累时期，农林复合系统对系统外界的依赖性较强，复合系统与外界的能量交换潜力较大。磴口县农林复合系统氮素和磷素的输入均大于输出，较大地影响了氮、磷的产投比和土地的有效利用。从整个农林复合生态系统来看，氮素的产投比0.74＞磷素的产投比0.30。
　　 (5)各农林复合系统的净效益均大幅度的高于纯农地和纯林地系统。其中，经济效益最大的是1行榆树+2行新疆杨+1行榆树—玉米复合系统，其次为1行榆树+2行旱柳+1行榆树—番茄、2行箭杆杨—油葵和3行箭杆杨+2行新疆杨+3行箭杆杨—玉米复合系统。在这三种复合系统中，产值和净效益均比较高的是1行榆树+2行旱柳+1行榆树—番茄系统。各农林复合系统和纯林地的综合效益明显高于纯农地系统。复合系统综合效益大于纯林地—新疆杨片林的为1行榆树+2行新疆杨+1行榆树—玉米、1行榆树+2行旱柳+1行榆树—番茄和2行箭杆杨—油葵三种系统，它们分别是纯农地的3.71倍、2.95倍和2.77倍。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

1绪论

1.1问题的提出及其背景

1.2国内外研究现状

1.2.1农林复合系统研究总体概况

1.2.2农林复合系统水资源利用的研究

1.2.3农林复合系统土地利用率研究

1.2.4农林复合系统综合效益研究

1.2.5农林复合系统能流和物流研究

1.2.6农林复合系统持续经营研究

1.2.7乌兰布和沙漠东北部农林复合系统研究

1.3研究目的和意义

1.4研究内容与技术路线

1.4.1研究内容

1.4.2技术路线

2研究区概况与研究方法

2.1研究区自然条件

2.1.1地理位置

2.1.2气候条件

2.1.3地质地貌

2.1.4土壤条件

2.1.5植被状况

2.1.6水文条件

2.2研究区社会经济状况

2.3研究方法

2.3.1资料调研

2.3.2野外测定

2.3.3问卷调查

2.3.4室内数据分析

3研究的理论基础

3.1生态学基础

3.1.1生态系统原理

3.1.2能量与能流原理

3.1.3物质与物质流原理

3.1.4物种相互作用规律

3.1.5生物多样性原理

3.2社会经济学基础

3.2.1增产与增值原则

3.2.2供求法则

3.2.3利用自然资源与劳动力资源原则

3.2.4其他原则

3.3生态系统经营理论

3.4系统工程理论

3.5可持续经营理论

4水资源合理利用与绿洲可持续发展关系的研究

4.1磴口绿洲的形成、兴衰与发展的历程

4.1.1远古时期磴口绿洲的形成

4.1.2汉代至元明清时期的磴口绿洲

4.1.3建国前的磴口绿洲

4.1.4建国后磴口绿洲社会经济复兴与发展

4.2磴口绿洲水资源状况

4.2.1水资源的构成

4.2.2现有水资源总量与用水总量

4.3磴口绿洲水资源承载力

4.3.1水资源承载力的概念

4.3.2影响水资源承载力的因素

4.3.3我国水资源承载力评价指标体系

4.4磴口绿洲水资源供需平衡分析

4.4.1水资源供给能力

4.4.2水资源需求量

4.4.3水资源供需平衡分析

4.5磴口绿洲灌区水资源承载力分析

4.5.1水资源承载力的度测指数分析

4.5.2结果分析

4.6小结

5土地利用状况与农民人居生活关系的研究

5.1磴口县农林业土地利用状况分析

5.1.1农业土地利用状况

5.1.2林业土地利用状况

5.2磴口县农民人居生活状况

5.3小结

6农林复合系统生态效应的研究

6.1不同农林复合系统对小气候的影响

6.1.1风速的变化

6.1.2气温的日变化

6.1.3相对湿度的日变化

6.2不同农林复合系统对土壤质量的影响

6.2.1对土壤物理性质的影响

6.2.2对土壤化学性质的影响

6.3小结

7农林复合系统能流与物流的研究

7.1农林复合系统能流研究

7.1.1农田子系统能流特征分析

7.1.2林业子系统能流特征分析

7.1.3畜牧业子系统能流特征分析

7.1.4草地子系统能流特征分析

7.1.5农户子系统能流特征分析

7.1.6磴口县农林复合系统能流特征分析

7.2磴口县农林复合系统物流分析

7.2.1复合系统内物质的输入和输出

7.2.2种植业子系统的氮素及磷素平衡

7.2.3畜牧养殖业的氮素及磷素平衡

7.3小结

8农林复合系统综合效益评价的研究

8.1农林复合系统经济效益的研究

8.2评价指标体系的建立

8.2.1评价指标建立的原则

8.2.2评价指标的建立

8.3综合效益评价

8.3.1指标权重的确定

8.3.2综合效益的计算

8.4小结

9农林复合系统可持续经营管理的研究

9.1农田防护林可持续性

9.2影响乌兰布和沙漠东北部农田防护林体系发展的瓶颈

9.2.1农田防护林经营管理存在的主要问题

9.2.2政策支持力度不够

9.3农田防护林体系持续发展的建议

9.3.1农田防护林体系经营管理的改进

9.3.2对农田作物的经营管理措施

9.3.3促进农田防护林发展的政策建议

9.3.4充分调动农民的积极性

9.4小结

10结论与讨论

10.1结论

10.2创新点

10.3讨论

致谢

参考文献

附图

附表

作者简介