利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法技术

利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，包括如下步骤：S1、结合满足南荻生长条件的区域图，收集整理出黄土高原地区近年气象数据的空间分布图和该区现有的用地类型图，利用地理信息系统软件进行图层叠加操作，将以上3种图的图层叠加，并确定出适宜利用能源植物南荻进行生态修复的区域；S2、在步骤S1确定的适宜修复区内按照土地类型划分为三类待修复边际土地；并采用不同南荻种植方法对三类型待修复边际土地分别进行生态修复。其优点是：根据黄土高原地区不同类型边际土地，因地制宜，配置了适合的南荻种植修复方法，每年可收获地上部分用于生物炼制原料和生物质电厂原料产生经济效益，兼顾了经济效益与生态效益。

The Method of Restoring the Marginal Land of Loess Plateau by Using Energy Crop Nandi

The methods of ecological restoration of marginal land on the Loess Plateau by energy crop Digitalis mandshurica include the following steps: S1. Combining with the regional maps satisfying the growth conditions of Digitalis mandshurica, the spatial distribution maps of meteorological data in recent years and the maps of existing land use types in the Loess Plateau area are collected and sorted out. The maps of the above three maps are superimposed by using the software of Geographic Information System (GIS). Suitable areas for ecological restoration of energy plants were identified. Suitable areas identified by S2 and A1 were divided into three types of marginal land to be restored according to land types. Different planting methods were used for ecological restoration of three types of marginal land to be restored. The advantages are as follows: according to different types of marginal land in the Loess Plateau, suitable planting and remediation methods are allocated according to local conditions, and the above-ground part can be harvested annually for biorefinery raw materials and biomass power plant raw materials to produce economic benefits, taking into account both economic and ecological benefits.

【技术实现步骤摘要】
利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法
本专利技术涉及土地整治工程
，具体地说是一种利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法。
技术介绍
黄土高原地区拥有中国北方面积最大的边际性土地。由于人类不恰当的生产活动和土地利用方式，大部分自然植被已经消失，且整体气候干旱，植被人工建植难度大覆盖率低，降水主要集中在夏季且暴雨多，加之疏松的黄土和沟壑纵横的特殊地貌，使黄土高原地区已经成为了世界上土壤侵蚀最严重的地区之一。目前，大约三分之二的面积受到严重侵蚀，进而导致了各种生态环境问题，比如景观退化、土壤养分流失、日益严重的沙尘暴和造成黄河的大量泥沙淤积。严峻的环境问题不仅对当地社会经济的发展和人民群众的生活水平产生了极大影响，甚至影响了我国东部沿黄下游省份，因此对黄土高原地区进行生态修复，恢复生态平衡，构建生态屏障具有重大意义，刻不容缓。目前黄土高原地区生态修复工程中常使用工程措施和生物措施。工程措施主要用来治理水土流失，包括修建梯田、修挡土坝、修淤地坝等，其缺点是工程资金投入量大，修复后的维护成本高，大面积治理经济投入巨大。生物措施主要是进行植树种草，大力推行退耕还草还林政策。黄土高原地区常见的杨树、刺槐、柠条等造林树种，具有高耗水的缺点，长时间种植生长形成了大面积的小老树林和林地土壤干层，仅靠每年降水勉强维持生长，反而制约了生态修复工作，浪费了生态修复资金。低耗水的侧柏、沙棘等树种以及苜蓿等牧草，所产生的经济价值不高，对人民群众经济贡献小，人民群众种植的积极性不高，不利于退耕还林还草政策。因此拓宽黄土高原地区生态修复植物可选种类，开发种植后生态效益好、长期生长可持续、兼具经济效益的生态修复植物种类和低成本、高性价比的生态修复方法是需要着力解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，以实现对黄土高原地区边际土地大面积、低成本、可持续的生态修复。利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，包括如下步骤：S1、结合能够满足南荻生长条件的区域图，收集整理出黄土高原地区近20～30年气象数据的空间分布图和该区现有的用地类型图，利用地理信息系统软件进行图层叠加操作，将以上3种图的图层叠加，去除不宜用来种植南荻的土地，并确定出适宜利用能源植物南荻进行生态修复的区域；S2、在步骤S1确定的适宜修复区内按照土地类型划分为三类待修复边际土地；并采用不同南荻种植方法对三类型待修复边际土地分别进行生态修复。优选地，步骤S1中，满足南荻生长条件的区域是指年均降水量大于200mm，年均＞10℃，有效积温大于2000℃，年均最低气温大于-25℃的地区。本专利技术中黄土高原地区区域范围采用1989年中国科学院黄土高原综合科考队土地组研究资料(《中国黄土高原研究与展望》，科学出版社，2008年)计算，总面积623777km2，行政区划包括山西、宁夏、陕西、甘肃、青海、内蒙古及河南等7省287各县(旗、市、区)。近20～30年气象数据的空间分布图采用位于该区的46个国家级气象站年均降水量、年均＞10℃、有效积温、年均最低气温制作。该区现有土地利用类型采用《中国土地利用变化的遥感时空信息研究》(科学出版社，2005年)中的土地利用分类标准确定。使用地理信息系统软件将3图叠加处理，去除高质量耕地、草地、林地、沙漠、湖泊等不宜用来种植南荻的土地，确定出黄土高原地区适宜利用南荻进行生态修复的区域面积有249800km2。南荻为原产于长江中下游地区的能源植物南荻；步骤S2中，黄土高原地区三类待修复边际土地如下：第一类：不适宜种植农作物或种植农作物“入不敷出”的干旱、贫瘠退化土地，主要是包括但不限于撂荒地、新垦地、新垦梯田、平坝地、沟壑区川地、塬顶地、梁地、峁地等。第二类：易发生或已发生水土流失的边坡地，主要包括但不限于荒坡地、弃耕坡地、退耕坡地、人为因素形成的坡地等。其中对“水土流失”的定义参照1981年科学出版社《简明水利水电词典》提出的广义定义“地表土壤及母质、岩石受到水力、风力、重力和冻融等外力的作用，使之受到各种破坏和移动、堆积过程以及水本身的损失现象”。第三类：黄土高原地区人工营造的城市湿地，退化的高原自然湿地等。进一步，步骤三中不同类型边际土地上的南荻种植方法为：针对第一类边际土地：(1)南荻扦插材料的制备：选择带侧芽茎段，茎粗1-2cm，腋芽饱满的南荻进行茎段裁剪，一个茎段上包含2-3个腋芽，茎段长度20-30cm，以提高干旱贫瘠环境下的扦插成活率；(2)扦插前处理：将侧芽饱满的南荻茎段加入25％多菌灵的水中浸泡12-24个小时进行杀菌，并使其组织完全吸水且侧芽鼓胀萌动；(3)扦插地整理：种植前10天使用旋耕机翻耕，翻耕深度达到30cm；(4)开“网”形沟：将待种植区按照长100cm、宽100cm的间距，沟宽20cm，沟深10cm进行“网”形开沟，使其沟沟相通，便于集雨节水；(5)茎段种植：选择在6-8月份，将沟内浇水至沟深的三分之二，将南荻茎段侧芽朝上放入开好的沟中，使茎段要接触到底部的土，表面覆土深度不超过3cm，株行距均为1米(每米并排放2个茎段)，一亩地种植需要茎段1200-1800个；(6)田间管理：每年4中旬除草，采用2-4D丁酯整体喷施，一亩地100ml，配20L水；无需其他额外管理措施；(7)收获：每年11月份使用秸秆收割机或人工收获，地面留茬5cm。该类型土地采用茎段大田扦插的方法种植，扦插成活率可达80％以上。针对第二类边际土地：(1)南荻移栽苗的制备：使用2年生的南荻实生苗，地下根茎长度5cm以上，以提高在干旱、易水土流失边坡地的移栽成活率；移栽前将高50cm的待移栽幼苗顶部1/3部分茎叶去除，减少蒸腾失水。(2)整地：种植前去除地表杂草、石块等附着物；(3)移栽：选择在当地雨季6-8月份，在边坡坡面挖取梅花状排列的种植穴，穴间距40cm-50cm，穴口直径30厘米，穴深20厘米；一亩地种植1000-1200棵苗；将水灌入种植穴2/3深，种植穴内成泥状时进行定植幼苗，盖上干土后至土坑深度的1/3即可；(4)田间管理：每年4月中旬进行除草(主要清除蒿草)，采用2-4D丁酯整体喷施，一亩地100ml，配20L水；无需其他额外管理措施；(5)收获：每年11月份使用秸秆收割机或人工收获，地面留茬5cm。该类型土地采用2年生实生苗移栽的方法，移栽成活率可达80％以上。针对第三类边际土地：(1)南荻种植材料的选择：在人工湿地采用当年50-70厘米的幼苗即可，移栽前将待移栽幼苗顶部1/3部分茎叶去除，减少蒸腾失水；(2)土地整理：种植前10天翻耕，翻耕深度达到30cm，处理地面杂物、石块，之后机械或人工覆盖农用地膜(推荐使用黑膜)，地膜宽度90-100cm，膜间距3m；地膜中间每隔100cm，开10cm深、40cm长的种植沟；(3)移栽：在开好的种植沟中浇水至种植沟深的三分之二，待种植沟内成泥状时则将南荻幼苗插入种植沟中，盖上干土至种植沟深的三分之二；株距1m、行距3m，每亩地种植200-250棵苗；(4)压条扩繁：于种植后第二年的6至8月，选择越冬返青长势好的植株进行压条扩繁；一般种植后第二年6月-8月降水比较多的月份，选择越冬返青长势良好的植株，将株本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，其特征在于：包括如下步骤S1、结合满足南荻生长条件的区域图，收集整理出黄土高原地区近20～30年气象数据的空间分布图和该区现有的用地类型图，利用地理信息系统软件进行图层叠加操作，将以上3种图的图层叠加，去除不宜用来种植南荻的土地，并确定出适宜利用能源植物南荻进行生态修复的区域；S2、在步骤S1确定的适宜修复区内按照土地类型划分为三类待修复边际土地；并采用不同南荻种植方法对三类待修复边际土地分别进行生态修复。

【技术特征摘要】
1.利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，其特征在于：包括如下步骤S1、结合满足南荻生长条件的区域图，收集整理出黄土高原地区近20～30年气象数据的空间分布图和该区现有的用地类型图，利用地理信息系统软件进行图层叠加操作，将以上3种图的图层叠加，去除不宜用来种植南荻的土地，并确定出适宜利用能源植物南荻进行生态修复的区域；S2、在步骤S1确定的适宜修复区内按照土地类型划分为三类待修复边际土地；并采用不同南荻种植方法对三类待修复边际土地分别进行生态修复。2.根据权利要求1所述利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，其特征在于：步骤S1中，满足南荻生长条件的区域，是指年均降水量大于200mm，年均＞10℃，有效积温大于2000℃，年均最低气温大于-25℃的地区。3.根据权利要求1所述利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，其特征在于：步骤S1中，近20～30年气象数据的空间分布图采用位于黄土高原地区的46个国家级气象站年均、年均＞10℃、有效积温，年均最低气温制作。4.根据权利要求1所述利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，其特征在于：步骤S2中，黄土高原地区三类待修复边际土地类型如下：第一类：不适宜种植农作物或种植农作物“入不敷出”的干旱、贫瘠退化土地，主要包括但不限于撂荒地、新垦地、新垦梯田、平坝地、沟壑区川地、塬顶地、梁地、峁地；第二类：易发生或已发生水土流失的边坡地，主要包括但不限于荒坡地、弃耕坡地、退耕坡地、人为因素形成的坡地；第三类：黄土高原地区人工营造的城市湿地，退化的高原自然湿地。5.根据权利要求4所述利用能源作物南荻生态修复黄土高原边际土地的方法，其特征在于：第一类边际土地上南荻种植方法如下：(1)南荻扦插材料的制备：选择带侧芽茎段，茎粗1-2cm，腋芽饱满的南荻进行茎段裁剪，一个茎段上包含2-3个腋芽，茎段长度20-30cm；(2)扦插前处理：将侧芽饱满的南荻茎段加入25％多菌灵的水中浸泡12-24个小时进行杀菌，并使其组织完全吸水且侧芽鼓胀萌动；(3)扦插地整理：种植前10天翻耕，翻耕深度达到30cm；(4)开“网”形沟：将待种植区按照长100cm、宽100cm的间距，沟宽20cm，沟深10cm进行“网”...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓恒，张琴，周良俊，
申请(专利权)人：武汉迪因生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42