聚焦荒漠化问题-土壤改良及生物治理探究
聚焦荒漠化问题-土壤改良及生物治理探究
高一17班 朱航正
摘要:荒漠化是影响人类生存和发展的全球性重大生态问题,荒漠化防治是功在当代、利在千秋的伟大事业。坚持以系统观念加强荒漠化综合防治,既是对我国荒漠化防治经验的科学总结,也是新时代新征程加强荒漠化综合防治、促进人与自然和谐共生的重要方法论。本文通过不同的实验,研究入渗及蒸发特征比较、研究土壤改良剂对风沙土入渗及蒸发特性影响、不同禾本科牧草抗旱能力差异。通过分析实验数据得出结论,对土壤改良及生物治理荒漠化问题有一定的帮助作用。
关键词:土壤改良、生物治理、荒漠化
0引言
荒漠化是自然因素和人为因素相互作用的结果,荒漠化防治是一项系统工程,需要把握生态系统的整体性、系统性及其内在演化规律,综合考虑自然生态各要素之间、各生态系统之间、自然生态系统与社会生态系统之间相互联系、彼此支撑的关系。中国土地荒漠化非常严重,西北地区干旱少雨,植被破坏,大片土壤生产力下降,荒漠化治理继续推进。
1研究背景
中国是世界上严重的荒漠化国家之一,土地退化是危机人类生存和发展的重大问题。很多荒漠化地区与经济欠发达区交叉重叠,荒漠化、风沙危害和水土流失等问题制约着区域经济社会发展。
2 研究思路
提出问题:沙土和田园土存在哪些差异?是否能通过土壤改良剂改良土壤。不同禾本科牧草抗旱能力是否有差异?
做出假设;田园土有更高的贮水量,入渗速率慢,蒸发量慢。40%粉煤灰,更接近田园
土。狗尾草籽抗旱能力更强。
设置变量:分田园土和风沙土两类研究,控制自变量和因变量,对照实验。
数据分析:风沙土入渗深度最大值变化量、田园土入渗深度最大值变化值等数据进行分析。
3 研究课题
3.1 课题1-风沙土与田园土贮水、入渗及蒸发特征比较研究
思维导图
|
模拟降雨条件下的入渗量比较记录表 |
||||||||
组别 |
入渗范围 |
不同时间下入渗深度mm |
|||||||
10min |
30min |
60min |
120min |
720min |
1440min |
2880min |
4320min |
||
风沙土 |
最大值 |
34 |
28 |
42 |
45 |
50 |
57 |
69 |
76 |
最小值 |
26 |
21 |
30 |
38 |
44 |
48 |
61 |
70 |
|
田园土 |
最大值 |
18 |
19 |
22 |
24 |
25 |
26 |
32 |
32 |
最小值 |
9 |
11 |
12 |
14 |
15 |
16 |
25 |
25 |
|
组别 |
入渗范围 |
不同时间下入渗深度mm/min |
|||||||
10min |
30min |
60min |
120min |
720min |
1440min |
2880min |
4320min |
||
风沙土 |
最大值 |
3.4 |
1.267 |
0.7 |
0.375 |
0.069 |
0.039 |
0.024 |
0.018 |
最小值 |
2.6 |
0.7 |
0.5 |
0.317 |
0.061 |
0.033 |
0.021 |
0.016 |
|
田园土 |
最大值 |
1.8 |
0.6 |
0.367 |
0.2 |
0.035 |
0.018 |
0.011 |
0.007 |
最小值 |
0.9 |
0.3 |
0.2 |
0.117 |
0.021 |
0.011 |
0.009 |
0.005 |
模拟降雨条件下的入渗量比较记录
不同时间入渗深度分析
结论:
风沙土的最大贮水量小于田园土最大贮水量,具体表现为,风沙土在降雨条件下入渗速率更大,推测这种结果的原因是,入渗初期风沙土土柱比较干燥,入渗能力较大,风沙土不适合植物生长。
3.2 课题2-“点沙成土” 土壤改良剂对风沙土入渗及蒸发特性影响研究
不同处理风沙土入渗量比较实验数据分析表 |
|||||
项目 |
CK |
10%粉煤灰组 |
20%粉煤灰组 |
40%粉煤灰组 |
|
加水总量(ml) |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
出水先后 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
渗出水量(ml) |
0min |
8 |
6.5 |
7 |
7.5 |
5min |
9 |
7 |
7.5 |
8 |
|
10min |
9 |
7.5 |
7.5 |
8 |
|
15min |
9 |
7.5 |
8 |
8 |
|
20min |
9 |
7.5 |
8 |
8 |
不同处理风沙土日蒸发后组别质量记录表 |
||||||||||
组别\时间 |
1d |
2d |
3d |
4d |
5d |
6d |
7d |
8d |
9d |
10d |
CK(g) |
27.81 |
22.24 |
21.15 |
21.15 |
20.08 |
20.06 |
20.03 |
19.9 |
19.8 |
19.6 |
10%粉煤灰组(g) |
27.74 |
21.13 |
20.88 |
20.86 |
20.4 |
20.24 |
20.01 |
19.8 |
19.8 |
19.8 |
20%粉煤灰组(g) |
27.9 |
22.3 |
22.04 |
22.03 |
21.08 |
20.09 |
20.07 |
20.07 |
20.06 |
20.01 |
40%粉煤灰组(g) |
26.74 |
22.45 |
22.42 |
22.7 |
22.68 |
22.54 |
22.32 |
2167 |
21.08 |
21.06 |
结论:
通过以上实验,可以发现粉煤灰的添加降低了风沙土的渗入率,降低了风沙土的日蒸发。
3.3课题3-飞播植草——不同禾本科牧草抗旱能力差异研究
不同牧草种子每天发芽数 记录表 |
|||||||||
牧草名称 |
PEG-6000处理 |
时间/天 |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
椑草 |
正常供水(0%) |
0 |
14 |
15 |
15 |
16 |
16 |
16 |
16 |
中度胁迫(10%) |
0 |
15 |
18 |
19 |
19 |
19 |
19 |
19 |
|
重度胁迫(20%) |
0 |
0 |
5 |
5 |
5 |
6 |
6 |
6 |
|
狗尾草 |
正常供水(0%) |
6 |
9 |
9 |
11 |
13 |
13 |
13 |
13 |
中度胁迫(10%) |
8 |
10 |
11 |
13 |
13 |
13 |
13 |
13 |
|
重度胁迫(20%) |
0 |
0 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
沙打旺 |
正常供水(0%) |
0 |
3 |
6 |
7 |
8 |
8 |
8 |
8 |
中度胁迫(10%) |
2 |
8 |
9 |
9 |
11 |
11 |
11 |
11 |
|
重度胁迫(20%) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
不同牧草发芽率、发芽势及发芽指数 数据分析表 |
||||
牧草名称 |
PEG-6000处理 |
发芽率 |
发芽势 |
发芽指数 |
椑草 |
正常供水(0%) |
80% |
75% |
25.9 |
中度胁迫(10%) |
95% |
95% |
30.31 |
|
重度胁迫(20%) |
30% |
25% |
6.53 |
|
狗尾草 |
正常供水(0%) |
75% |
55% |
24.51 |
中度胁迫(10%) |
75% |
75% |
28.18 |
|
重度胁迫(20%) |
20% |
15% |
4.29 |
|
沙打旺 |
正常供水(0%) |
40% |
35% |
10.32 |
中度胁迫(10%) |
55% |
45% |
18.23 |
|
重度胁迫(20%) |
0% |
0% |
0 |
PEG-6000处理模拟干旱胁迫对不同牧草抗旱指数数据分析表 |
|||||
牧草名称 |
对照种子萌发指数 |
干旱胁迫下种子萌发指数 |
抗旱指数 |
||
中度胁迫(10%) |
重度胁迫(20%) |
中度胁迫(10%) |
重度胁迫(20%) |
||
沙打旺 |
0.86 |
1.19 |
0 |
1.38 |
0 |
椑草 |
1.91 |
2.33 |
0.67 |
1.22 |
0.35 |
狗尾草 |
1.35 |
1.53 |
0.41 |
1.13 |
0.3 |
结论:
通过以上实验发现,三种牧草正常发芽指数差异明显,从高到低顺序为:椑草、狗尾草、沙打旺,说明椑草种子活力最强。
同一牧草,发芽率随PEG-6000浓度增加而降低,不同干旱胁迫下发芽率差异明显,发芽率从高到低顺序:椑草、狗尾草、沙打旺。
综合分析不同的牧草在不同干旱胁迫下的发芽率、发芽势、发芽指数及抗旱指数等指标,可以发现椑草表现出对干旱的较强耐受性,沙打旺对干旱胁迫比较敏感,选择椑草为干旱区域栽培建植和退化草地的恢复重建过程中草种进行飞播。
3 总结
根据我们实验结果来看沙地实验土壤改良、生物治理,可以有效遏制土壤沙漠化,在沙漠化问题治理过程中,相信我们能够找到一个适合我国整体发展一个更经济有效的治理办法。同时我们也要意识到土地荒漠化的严重性,土地荒漠化既是生态问题,也是民生问题;防沙治沙既是发展问题,更是生存问题。
参考文献:《中国沙漠杂志》
小组人员:
朱航正、 张家瑞、姚苏展、蔡梦洁、崔馨月、王仡琛、胡明扬、王玺豪、李佳林、张瀚清等。