生物结皮法治理荒漠化的可行性报告.doc

生物结皮法治理荒漠化的可行性报告 一、概述 1.研究背景 我国干旱区地域辽阔，是世界上受荒漠化影响最严重的国家之一。全国干旱、半干旱及亚湿润干旱区面积约280万平方公里，占国土面积的29.3%,青藏高原高寒干旱区面积220余万平方公里,占国土面积的23.2%,两者合计占国土面积的52.5%。 沙漠化是由不合理的人类经济活动与脆弱的生态环境相互作用造成的，表现为土地生产力下降、土地资源丧失、地表呈现类似沙漠景观的土地退化。沙漠化给生态环境和社会经济带来极大危害，据估算，每年造成的直接经济损失达540亿元，而间接经济损失是直接经济损失的2-8倍，甚至达到10倍以上。沙漠化导致大面积可利用土地资源的丧失，缩小了人类的生存空间。可利用土地质量下降，造成农牧业生产减产。草地退化一方面表现为植株变得低矮稀疏，产草量下降，另一方面表现为优良牧草数量减少，牧草质量下降。破坏生产 、生活设施.沙漠化严重威胁村镇、交通、水利、工矿设施及国防基地的安全，影响工农业生产，制约经济的发展。加剧了农牧民的贫困程度。 2.沙漠化防治的基本方法 1．植物固沙 这是控制流沙最根本且经济有效的措施。固沙植物能为沙区人畜提供燃料和饲料，同时，又可以恢复和改善生态环境。其内容主要包括：建立人工植被或恢复天然植被；营造大型防沙阻沙林带，以阻截流沙对绿洲、交通线、城镇居民点的侵袭；营造防护林网，控制耕地风蚀和牧场退化；保护封育天然植被，防止固定半固定沙丘和沙质的沙漠化危害。2．工程治沙 治理流沙时，采用柴草、粘土、卵石、网板等材料设置障碍物或铺压遮蔽，借以阻沙固沙；利用地形地物设置屏障，改变大风方向，输导流沙定向吹移；采取一定的工程措施，机械地进行干扰控制，以固定阻挡、输导搬运流沙，定向塑造风沙地貌，改变沙地条件，转害为利。 3．化学固沙 在流动沙地上通过喷洒化学胶结物质，使其在沙地表面形成有一定强度的保护壳，隔开气流对沙面的直接作用，提高沙面抗风蚀性能，达到固定流沙的目的。 4．旱地节水 水资源匮乏，是制约荒漠化地区土地综合整治与开发的主要难题。因此，引进和开发节水技术，发展灌溉农业就显得至关重要。一般采取渠道防渗、低压管道输水、喷灌微灌、田间节水等技术。 5．退化地开发 我国在防止荒漠化的同时，适度进行了开发利用，形成和完善了不少农牧业开发技术。在农业上，主要有引水拉沙造田、老绿洲农田改造、沙地衬膜水稻栽培、盐碱化土地改良，以及日光温室栽培与养殖、地膜覆盖栽培和无土栽培等技术；在牧业上，主要有合理轮牧、以草定畜、草场改良和温室养殖技术；农牧综合技术主要有“小生物经济圈”建设，以及小流域综合治理技术。生物结皮是由土壤微生物、藻类、地衣和苔藓植物等孢子植物类群与土壤形成的有机复合体，它的形成使土壤表面在物理、化学和生物学特性上均明显不同于松散沙土，具有较强的抗风蚀、水蚀功能，也是干旱荒漠地区植被演替的重要基础。.风蚀是荒漠地区主要的侵蚀形式，研究表明，有生物土壤结皮覆盖的表面，临界起沙风速远远高于无结皮覆盖的地区，甚至在结皮中的生物组成成分被杀菌剂杀死后仍能抵抗一定的风蚀生物结皮有效地减小了风蚀水蚀对荒漠地表的侵蚀，从而一定程度上遏制了荒漠化进程。生物结皮有利于保持荒漠土壤水分。干早、半干早荒漠环境中，水是制约生物生存和繁衍的最重要的生态限制因子。在低等植物和微生物的作用下，生物结皮中存在大量水稳性土壤团聚体，有机质含量也大大增加，土壤的吸湿性、可塑性明显提高，这些结构特点有利于保持土壤含水量，降低土壤水分挥发速率，有利于保墒和充分利用水分。生物结皮的形成可以改变荒漠土壤中的物质循环，增加其中的C, N和P的含量。生物结皮中蓝细菌、固氮菌等，能够固定大气中的氮素，对土壤理化性质的改变和增加土壤氮素含量起着重要作用。 3.总述 从生态学角度看，荒漠治理的最终目标是使荒漠表面恢复发育良好，结构稳定的自然生态系统，而荒漠表面植被的形成显然是必要的前提条件。生物结皮和其结皮下面土层的形成，使土壤表层持水量增加，土壤养分状况得到改善，这些都为其他植物类群的大面积定居和繁衍创造了良好的基础条件。基于生物结皮的这些特点，可以充分发挥其优势，采用人工培植微型生物结皮的方式进行沙漠化的治理，具有明显的可行性。 三. 生产工艺设计 1.设计思路 首先对干旱半干旱荒漠地区天然生物结皮中特有的先锋生物陆生藻类草 ⑷突变微鞘藻株的筛选 ①耐高温突变株筛选。将诱变后的藻悬液分别接种于同种培养液中，在较高温度培养后，挑选生长好的单藻丝体于试管中静置培养，待长出后继续在同一温度下进行复筛，重复多次进行反复验证，取生长状况好的稳定的耐性突变株进行后续实验。 ②耐低温突变株的筛选。将上一步所得的藻悬液分别接种于同种培养液中，在较低温度培养后，挑选生长好的选单藻丝体于试管中静置培养，待长出