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荒漠化治理方法

时间:2024-02-24 15:02:18

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荒漠化治理方法

第1篇

【关键词】水土流失;水土保持;荒漠化;成因;危害;治理

中图分类号:TV文献标识码: A

我国大部分地区属于季风气候,降水量集中,且多暴雨。易发生水土流失的地质地貌条件和气候条件是造成我国发生水土流失的主要原因。另外,对土地实行不合理的开垦,忽视因地制宜地自然规律,从而造成对土地的不合理利用,破坏植被和原本稳定的地形。因此对水土保持与荒漠化治理的研究具有重要的现实意义。

一、荒漠化和水土流失的原因

1、土地荒漠化的原因也有很多,例如:充足的沙源、气候变化异常、不合理的开荒、过度放牧、不合理的挖采和树木砍伐、水资源的浪费等。土地的组成和结构给土地的荒漠化带来了充足的沙源,是不可避免的。最近几十年气候变化异常,全球气候不断变暖,高温使土地上的水分加速蒸发,土壤含水量减少,加速土地的荒漠化。人为原因更是不容忽视的,为增加粮食的产量,人们将不适合耕种的土地开垦出来作为农田使用,造成水分的不合理使用,原本贫瘠的土壤变得更加贫瘠,粮食产量也并未提高多少。不少牧民为了生活水平的提高,扩大放牧的范围,增加动物的数量,把大自然的天然草坪破坏的惨不忍睹,被破坏的植被在短期内将会很难恢复甚至不能恢复。不合理的采矿也会造成土地的荒漠化,由于高额的利润,不少人加入了采矿的队伍,殊不知采矿需要在专业人士的指导下有序地进行,因为被破坏的土地是无法用金钱来衡量的。土地不会轻易荒漠化的一个重要原因是有树木的保护,很多人不明白这一点,或者是即使明白也不肯放弃自己的生财之道,随意砍伐树木,砍伐的速度远远超过了一棵树成长的速度,树木死亡,土地也失去了应有的保护,不得不面临荒漠化的悲剧。在我国沿海地区的人们也许意识不到水分不足带来的不便,在西北地区,缺水已成为一个严重的问题,缺少水分,人们还可以找到有水的地方,可是植物不能,没有水,它就只有死亡,试想一下放眼望去光秃秃的一片是怎样的情景。

2、水土流失的原因有自然原因和人为原因,自然原因主要是由地貌、气候、土壤(地面组成物质)、植被等因素造成的。人为原因主要指地表土壤加速破坏和移动的不合理的生产建设活动,以及其他人为活动,如战乱等。引发水土流失的生产建设活动主要有陡坡开荒、不合理的林木采伐、草原过度放牧、开矿、修路、采石等。

二、荒漠化和水土流失的危害

荒漠化和水土流失虽然是两种不同的现象,但它们造成的危害大致是相同的,只是荒漠化的危害要严重许多。

1、阻碍经济的发展。土地荒漠化带来的气候特征是温度高、沙尘弥漫、空气干燥,这样的天气里面最容易引发火灾,造成房屋倒塌,人畜伤亡,电路、通信线路被毁,污染环境,影响经济的快速可持续发展,严重损害了国家的经济建设和人民的生命财产安全。

2、生态环境恶化,影响人们生活,危害人类健康。水土流失和土地荒漠化对当地和河流下游的生态环境、生产、生活和经济发展都造成极大的危害。水土流失破坏地面完整,降低土壤肥力,造成土地硬石化、沙化,影响农业生产,威胁城镇安全,加剧干旱等自然灾害的发生、发展,导致群众生活贫困、生产条件恶化,阻碍经济、社会的可持续发展。自然灾害和水土流失是双向作用的,自然灾害会导致水土流失,水土流失也会增加自然灾害发生的频率。水土流失是在较为湿润的地方发生,在较为干旱的地区就会直接发生土地荒漠化,省去了水土流失这一过渡阶段。土地的荒漠化容易引起沙尘暴等天气,影响人们出行,降低空气的能见度,影响交通,造成飞机不能正常起飞或降落,使汽车、火车车厢等受到损伤,不能正常运行。还有可能损坏输电线路和通讯工具,导致用电和通讯中断,严重影响人们的日常生活甚至威胁生命。并且沙尘天气使空气中弥漫着浮沉,使空气变得浑浊,对人们的呼吸道和皮肤造成伤害,此时的空气变成了疾病传播的一种媒介,患病人数不断增加。

3、影响农牧业的发展。水土流失和土地荒漠化对农业造成了不小的损失,由于水土流失,农田中的大量营养成分随着水分一起消失不见,影响了土壤的化学组成和物理结构,使土壤失去孕育农作物的能力,农作物减产,直接造成人类食物短缺。在荒漠化的地区,往往种子播种下去也会被风吹走,长出的幼苗被沙尘覆盖,影响光合作用,植物就不能正常生长或直接死亡。土地的荒漠化还会造成草场的退化,畜牧业也会面临损失,许多以畜牧业为生的牧民不得不另谋出路,背井离乡。

4、加剧贫困化,拉大了贫富差距。荒漠化和水土流失主要出现在离城市较远的地区,也就是较为贫困的地区,因为城市里面有认为的绿化措施,这就使得贫困地区原本本赖以生存的经济来源受到损害。在城市地区人民生活水平逐步提高的同时,贫困地区的生活水平不断降低,拉大了城乡的贫富差距,与我国实现共同富裕的国民政策相违背。

三、水土保持和荒漠化治理的方法

面对日益严峻的生态环境,我们不能不采取一些行动来预防和治理,否则就只有等待灭亡的那一天到来。近年来就愈发体现了水土保持和荒漠化治理的重要性,主要措施有以下几种。

1、防风固沙。防风固沙的方法有许多,包括设置沙障、在沙层上覆盖致密物、利用废塑料治理沙漠等。设置沙障可以有设置植物沙障、土沙障、篱笆沙障等。植物沙障不仅可以抵挡部分沙尘的侵蚀,延缓土地荒漠化的进程,还有截留降雨的作用,可以将部分降雨留在植物沙障内,促进植物生长,增加土壤水分。土沙障则是像一堵堵土墙,与风向垂直,有很好的挡沙效果,但是需要大量的粘土来增强墙壁的韧性。在沙层上覆盖塑料薄膜有防止水分蒸发的作用,防止土地沙化加剧,但是覆盖的塑料薄膜极易被风吹走,同时造成二次污染,因此不太提倡这种方法。

2、坚持退耕还林还牧。针对一些人口密度较小,降水量充足的地区,应该实行 退耕还林的政策,促进生态环境的自然修复,增加植被的覆盖率,加快水土流失的治理进程。生态环境的修复有利于农业和畜牧业的增产增收,在较小的耕地面积上收获更多的粮食,养育更多的人,达到山青、水秀、人富。

3、推广节水灌溉。在一些人们比较集中的地区,农作物种植面积较大,就不适宜采用退耕还林的政策,这是我们就应该推广节水灌溉。缺水是当前面临的一个严重的问题,节水灌溉不仅使农作物更好地生长,使水分得以充分利用,还将多余的水节约下来,避免了水资源的浪费。还要根据不同的农作物需水量的不同,给予它们适宜生长的土地,使土地资源发挥最大的作用。不同的气候也应该有不同的灌溉方法,要随时掌握农作物的习性。

4、宣传防治宣传教育。政府可以采取奖励措施鼓励人们进行荒漠化和水土流失的治理,提高人们参与其中的积极性,刺激人们治沙的热情,通过教育和媒体等多方面的宣传,使人们主动投身到生态文明建设的浪潮中去,为水土保持和荒漠化治理尽一份力。

结束语

随着我国经济的迅猛发展,环境也显得尤其重要。面对越来越严重的环境问题,为了我国的生态文明建设,水土保持和土地荒漠化的防治显示出其重要的地位,这也是我们所不能忽视的,我们应当齐心协力解决经济的发展带来的问题,不把环境作为经济发展的代价。

参考文献

第2篇

“水土保持和荒漠化监测”是一门综合性很强的应用课程。在水土保持与荒漠化防治专业的课程体系中,它被安排在气象学、土壤学、生态学、树木学、水文学及地质地貌等课程之后,学生综合所学知识直接服务于现代水土保持和林业建设,具有鲜明的生产实践意义。国家林业局自1994年以来组织开展了4次全国荒漠化监测。2013年度全国水土流失动态监测与公告项目全面启动,这些国家监测项目的实施需要一定数量的具有专业监测能力的高素质人才队伍,所以与水土流失和荒漠化监测相关的课程在水土保持与荒漠化防治专业中的地位不断得到提升。目前,我国已经在很多水土流失地区开展了多年的水土保持治理,并取得了一定的成效,但治理措施的成效如何,则需要通过水土保持监测才能确定。如果没有高质量的水土流失监测管理,那么就会出现比“雾霾”更为严重的环境灾害,所以水土保持和荒漠化监测在水土保持与荒漠化防治,特别是开发建设中的水土流失防治中的重要性更加突出,相应的“水土保持和荒漠化监测”课程在水土保持与荒漠化防治专业核心知识领域的地位越来越受到重视。如西北农林科技大学率先在国内为水土保持及荒漠化防治专业开设了“水土流失及荒漠化监测与评价”专业课,并在2006、2008年对该课程进行了2次教学大纲的修订。

二、“水土保持与荒漠化监测”课程教学面临的问题

(一)教材内容无法满足实际教学的需要

目前“水土保持与荒漠化监测”课程使用的教材有西北农林科技大学主编的全国高等教育“十五”国家级规划教材《水土流失及荒漠化监测与评价》,水利部水土保持监测中心主编的《水土保持监测理论与方法》,李智广主编的《开发项目水土保持监测》等。而以上教材的涉及面和侧重点各有不同。《水土流失及荒漠化监测与评价》主要侧重基础理论知识、监测方法和评价预测,缺少具体的可操作性的监测方法;《水土保持监测理论与方法》内容较广,既涉及了水土保持理论与实践,也涉及了传统、成熟的监测方法和最新的监测方法,作为监测技术人员使用的工具书较好,但作为高校教材,其内容繁琐;《开发项目水土保持监测》主要涉及了开发建设项目,而对宏观设计涉及较少,所以也不能完全作为高校教材使用。由此可见,适用于水土保持与荒漠化防治专业的“水土保持与荒漠化监测”课程教材相对较少,教材内容无法满足实际的需要。

(二)单一的教学方式影响了教学效果

“水土保持与荒漠化监测”课程通常采用“满堂灌”的教学方法,在授课过程中,教师只讲述课程内容,缺乏与学生的交流。这种传统的“板书”讲授方法,缺少对野外监测实践的分析。每节课超负荷的信息量使学生来不及理解消化,更不可能对众多的基本监测理论、监测方法及实际应用方法吃透和掌握。教学方式的单一使课堂教学枯燥乏味,学生只能被动听课,学习效果差。虽然多媒体的引入使课堂教学中监测实践分析变得容易,弥补了传统教学无法达到的效果,但是多媒体教学缺少互动环节,使学生思维变得迟钝,无法成为教学的主体,从而失去学习的兴趣。所以要提高“水土保持与荒漠化监测”课程的教学效果,必须对教学方式和手段进行必要的改进。

(三)实践教学学时有限

甘肃农业大学现行的教学计划中,“水土保持与荒漠化监测”课程的学时较少,仅有40学时,其中包括10学时的实验课。而“水土保持与荒漠化监测”课程的教学内容庞杂、概念繁多,尤其需要野外观测及室内测定的实验内容较多,但由于受实习经费和教学时间的限制,学生只能在室内做一些简单的土壤性质分析实验,而对野外观测只能在综合实习中出去考察一些科研院所的监测,且只能走马观花,对具体的方法了解较少。同时,由于缺少实习基地,学生们所见到的监测仪器和设施少之又少,影响了学生对各种水土保持监测措施的感性认识和教学效果。

(四)课程考核方式不合理

目前,“水土保持与荒漠化监测”课程考核方式仍以闭卷书面考试为主,学生只要在考试前死记硬背一下就可以应付。然而,“水土保持与荒漠化监测”课程授课目的不是为了让学生背诵一些概念和理论,而是要让学生能够利用所学知识对水土流失和荒漠化状况及治理措施的效益进行实时监测,以了解水土流失的治理成效并做出相应评价。例如考核学生对径流小区监测的掌握状况,书面考核只要学生背出小区定义和指标即可,而对于学生在实际径流小区监测的动手能力却很难考察。因此,如何减少书面考试带来的弊端,真正激励学生为熟练地运用知识而学习,而不是为考试而学习,是“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革需要考虑的重要问题。

三、“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革的措施

(一)优化教学内容,满足水土保持监测实际工作的需要

1.课程教学突出重点内容

针对“水土保持与荒漠化监测”课程学时少、内容多,尤其是实践內容更多的情况,应把握课程的重点,合理选取、整合教材内容在“水土保持与荒漠化监测”课程的授课过程中,笔者在考虑课程自身系统完整性的基础上,挑选出一些重点内容在课堂上着重讲解,如径流小区监测、小流域控制站监测、水土保持效益监测、风力侵蚀监测及开发建设项目水土保持监测等。同时,对这些重点内容不但在理论课上讲,而且在实验课时也要重点讲解,以加深学生的记忆。这样不仅有助于学生理解重点内容,而且有助于学生的记忆和实践,激发学生学习的兴趣。对于水土保持监测的相关术语,只着重介绍学生以前课程没有接触过的新内容,而对其他课程已经讲过的内容,只是简单的提示,避免与其他课程内容重复。

2.补充学科发展的前沿内容

随着现代科学技术的发展,水土保持与荒漠化监测的新技术、新方法、新成果层出不穷。因此“水土保持与荒漠化监测”课程既要加强原有的、成熟的原型监测技术和方法的教学,夯实基础知识和理论,又要紧跟学科发展的前沿,及时补充新的监测方法和知识,介绍学科发展的最新动向。因此,笔者参考近年来发表在国内外权威期刊上关于水保持监测方面的文章,将甘肃省水保局进行水保监测培训的资料作为教学内容的补充,让学生了解目前水保监测做了哪些工作,出现了什么样的新技术,以拓宽学生的知识面。实验课教学是课堂教学的重要组成部分,是整个教学过程中的重要环节,对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神和实践能力有着不可替代的作用。因此,在实验内容方面,笔者尽可能减少其他课程已经做过的实验,将降水径流冲刷侵蚀沟量测、风蚀量监测、不同降雨强度(人工降雨仪控制)的径流小区监测及遥感在野外水土保持调查监测中的应用定为主要实验内容。结合生产实践编写监测规划、监测实施细则和监测报告,要求学生撰写不同水土保持措施效益监测的计算方法及土壤理化性质方面的监测方法,以增强学生的综合应用能力,

(二)改革教学手段和方法,提升课堂教学效果

1.诱导式教学法

在理论教学的第一堂课上,教师应向学生介绍当今国家和社会对水土保持专业的重视,逐步引入本课程当前发展的现状,向学生介绍从事本专业的优秀人才及成果,从而诱发学生为美好前途而发奋学习的雄心壮志。首先,从国家政策入手,向学生讲明水土保持监测既是国家生态建设的重要依据,又是国家评价所实施生态工程的理论基础。通过监测掌握水土流失动态,认识水土流失规律,评价水土保持和生态工程的防治成效,建立土壤侵蚀模型,预报土壤流失量。以甘肃省案例来说明水土保持监测的重要性,如“舟曲泥石流”的发生,就是由于缺少水土保持监测方面的资料,导致舟曲人民损失惨重。生活中的实例最能诱发学生的学习兴趣,要让学生明白水土保持监测的目的就是为防治水土流失,保护、改良、合理利用山丘区和风沙区水土资源,建立良好的生态环境,为实现山川秀美的“生态梦”而服务。

2.多媒体互动教学法

“水土保持与荒漠化监测”是一门研究性和综合性很强的应用性课程,具有鲜明的生产实践性,且随着科学技术和生产实践的发展,监测的基本理论知识和监测方法不断更新,这对该课程教学提出了更高的要求。笔者在授课过程,采用多媒体技术和传统授课方式相结合的方法进行教学。利用挂图、视频、实景图片和案例结合的教学手段,使学生在较短的时间内接收较大的信息量,使抽象的内容形象化、具体化,收到了良好的效果。在气象要素监测的教学中,笔者通过多媒体图片展示目前常用的气候和水文观测方法、观测仪器、数据处理方法等,重点讲解气候和水文要素的观测步骤和观测过程中需要注意的事项,分析各种观测方法的优缺点以及各种观测仪器的适用范围。同时,要求学生在课余时间了解校园内的各种气候和水文观测设施,并做成ppt,在下节课讲解,培养学生的动手能力。每节课结束时,安排4~5个学生在课后搜集一些水土保持监测的新进展和新方法,也可以选取自己家乡的某个小范围为监测区域,介绍如何用所学的知识对当地水土流失进行监测,并做成ppt在课上展示给大家,让同学们提出意见和看法,调动学生主动参与课堂教学的积极性,达到培养和提高学生综合素质的目的。

(三)加强实践教学基地的建设,培养学生的实际动手能力

2010年,学校和学院投资50余万元,建成了土壤分析实验室,学生可以从监测土壤理化性质中了解水土保持措施的效果。水保系老师结合各自课程需要,安装了水土流失径流监测固定小区、移动式微型径流小区,人工模拟降雨系统、GIS图像处理实验室等监测实验设施,购置了侵蚀因子监测仪器设备,包括自动气象站、降雨、蒸发、风速、温湿度等监测仪器,购买了风蚀监测的风蚀自动监测仪,基本满足了校内实验教学的需要。同时,学校还建立了腾格里沙漠南缘马路滩林场和定西安家沟流域水土保持野外教学基地,开展综合实习。学院目前正在积极和甘肃省治沙所协调,准备建立风蚀监测野外实习基地。在课程教学过程中,笔者还利用周末休息时间带学生去“甘肃省黄河水土保持生态工程西果园示范区”进行考察,了解常规监测、调查监测及生态效益监测的方法及实验设施。同时,部分学生通过参与老师的科研项目,了解了水土保持与荒漠化常规监测和航空、遥感监测技术。

(四)制定科学的考核标准,综合评定学生的课程成绩

以往“水土保持与荒漠化监测”考核方式多以最终一次的考核成绩为准,不能客观反映学生的水平。为了全面、准确、客观地考察学生学习“水土保持与荒漠化监测”课程的效果,应优化考核标准,重点考察学生对理论知识的运用能力,并以平时的学习表现及参与课堂教学的积极性等为参考。以此为标准,确定了“水土保持与荒漠化监测”课程的考核比例:平时成绩占15%,实习实验成绩占20%,监测报告占5%,期末考试成绩占60%,这种考核标准综合考察了学生学习该课程的全程表现,较客观地反映了学生对课程理论知识、实践能力的掌握程度,有效地调动了学生学习的积极性。在考试制度方面,课程实行了考卷责任制度,由任课教师出题(按照教学大纲命题,实行A、B卷制度),系主任检查签字,主管教学领导批准。考试由学校教务处考试办公室统一组织,监考人员由学院教学工作人员安排在职教师监考,同时教务处和学院派教师巡考。这样的考核方式杜绝了学生平时不学习,考试作弊的现象,体现了客观、公平的原则,使学生端正了学习态度。

四、“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革的成效

第3篇

《地理课程标准》明确指出:“以某区域为例,分析区域生态环境建设、区域自然资源综合开发利用、区域经济发展、区际联系和区域协调发展等教学内容与标准要求。”因此,教师在教学中应该从专题教学思维入手,让学生在综合性思维中得到锻炼,才能很好地面对以后的考试。由于高中地理分为自然地理与人文地理两大知识板块。因此,专题教学要按照“源于教材,而不拘泥于教材”的原则,有机地联系高中甚至初中的地理知识与基本能力,这就是地理学科的专题综合性特点。

在鲁教版高中必修3“区域可持续发展”中,根据教学知识相似性,有必要把这六大知识点分为以下三大类:“荒漠化的危害与治理”单独归为自然灾害与治理类;“湿地资源的开发与保护”“流域综合治理与开发”可以归为河流水域区域综合开发类;“区域农业的可持续发展”“矿产资源的合理开发与区域可持续发展”“区域工业化与城市化进程”归为区域经济发展类。通过以上对“区域可持续发展”的重新整合,专题教学知识点因而也需要结合相关试题重新整合,其整合步骤与具体复习策略分述如下:

1.自然灾害与治理类。自然灾害与治理类的学习目标主要是对荒漠化具有感性的、初步的认识,能够描述荒漠化的基本特征,可以我国西北地区为例说明荒漠化形成的原因。在荒漠化的危害与防治方面熟记荒漠化的形成原理和荒漠化的危害,提出防治的措施,学会分析和解决一些简单的实际问题。一个区域所存在的环境与发展问题,常常与森林、草场、水资源等开发利用过程中所存在的问题是密切相关的。2013年江苏高考地理卷第30题是有关环境保护考题,我国沙尘暴天气影响我国西北甚至华北地区,属于自然灾害与治理类专题知识点的考查内容。

因此,学生首先要知道荒漠化的基本特征,知道荒漠化形成的原因及危害,懂得治理荒漠化的措施等等内容。比如设法恢复地表植被,如退耕还林、退耕还草。然后在分析区域存在的环境与发展问题时,要指出诸如水土流失、荒漠化等问题,既有自然原因,又有人为原因,我们更重视人为原因。不同的区域原因不同,综合治理保护措施也因地而异。

2.河流水域区域综合开发类。河流水域区域综合开发类的学习目标主要是对河流湿地概念及流域空间分布的理解与掌握,并能够描述河流湿地、河流流域作用,举例说明河流湿地资源、河流流域治理问题,通过其成因、发展变化规律,分析流域湿地开发的条件,识记该流域开发建设的基本内容,以及综合治理的对策等。2013年江苏高考地理考卷第23~24道题,有关云南昆明滇池周边水域的调水工程就属于河流水域区域综合开发类专题知识点的考查。

因此,学生要根据区域自然地理与人文地理特征、分布和成因进行综合学习,以提高各种地理技能,增强区域地理学习的有效性。同时,还要运用有关方法获取地理信息,联系所学地理知识,学会解释、分析、解决具体地理问题。在以某河流为例说明流域开发建设和综合治理时,要适当了解其他河流开发建设和综合治理的情况,以作比较,这有助于更好地认识关于流域开发建设和综合治理的问题,并确立具体问题具体分析的辩证观念。

3.区域经济发展类。区域经济发展类的学习目标主要是对区域的农业资源或者区域矿产资源的可持续发展予以探讨,进而推到区域城市工业化与城市化进程问题。因此,学生要学会分析区域农业生产的条件或者分析传统工业区的繁荣与衰落的原因;要学会从文字和地理图表中提取相关地理信息,根据区域发展中存在的状况提出解决问题的措施;还要联系所学地理基本原理,用于分析、解决其他区域的同类农业与矿产资源的可持续发展问题。2013年江苏高考地理考卷第21~22道题,就是有关我国玉米主产区分布的题目,与第29道题有关的北美五大湖地区就属于区域经济发展类专题知识点的考查。

第4篇

在最近几年的高考中,以区域图(材料)为背景材料,结合图(材料)中地理环境的特点,综合考查区域内环境问题的分布、产生原因及解决措施是比较常见的考查方式。

分析区域生态环境问题的一般步骤和方法如下图所示:

①明确区域地理位置和范围。首先要根据题干材料,明确题目所要考查的区域是什么地方。只有搞清楚是“什么地方”,才有可能搞明白是“怎么回事”。②分析存在的环境问题的潜在因素。即通过分析明确该区域有可能存在哪些生态环境问题。③了解环境问题产生的危害。在明白“怎么回事”的基础上,进一步了解这一问题可能导致的后果,即“会怎样”。④分析环境问题产生的原因。在了解了环境问题的危害之后,进一步分析为什么“会这样?”,一般是从自然和人为两方面分析,尤其是人为因素这是考查的重点,在分析时要结合题目所给的区域的实际情况,联系人类生产活动。⑤制定综合治理的措施。根据前面分析的原因,有针对性的提出综合治理的措施,即应该“怎么办”。

当然不同区域的生态环境问题不同,考查的具体内容也有所区别,目前常考的区域生态环境问题的主要是分布相对比较广泛、对人类生存影响比较大、且学生也比较熟悉的问题,主要有荒漠化、水土流失、森林和湿地破坏三大类问题。

一、荒漠化问题

西北地区是我国荒漠化危害最为严重的地区,主要表现为土地沙漠化,但近些年来我国其他一些地区出现了石质荒漠化(江南丘陵地区)和次生盐碱化(半干旱、半湿润地区的不合理灌溉)。

对这一类问题的考查有两种常见形式:①某一区域荒漠化的成因分析,尤其是对人为因素的分析,回答这类问题时要密切结合所考查地区的人类生产活动方式。②荒漠化综合治理的措施。回答某一特定区域的治理措施时,不能一概而论,硬套课本上的知识点,要结合题目所给区域存在的具体问题,根据存在的问题有针对提出相应的解决措施。

二、水土流失

黄土高原是我国水土流失最为严重的地区,另外西南地区、江南丘陵的水土流失也较为严重。

对这一类问题的考查有三种常见形式:①水土流失的危害。主要的危害有三方面:水土流失使土层变薄、变贫,影响农业生产;水土流失使生态环境变的更加脆弱,抵御灾害的能力会大大降低;水土流失会淤塞江河湖泊,使河床、湖床抬高,泄洪、蓄洪能力降低,诱发洪灾。②水土流失的成因分析,尤其是人为因素导致的水土流失的分析,回答时要密切结合当地人类的生产活动方式。③水土流失的综合治理。综合治理的措施有工程措施、生物措施、农业技术措施三者相互结合,其中恢复植被是最主要的、最根本的措施。

三、森林和湿地的破坏

森林破坏从世界范围看,目前破坏最为严重的是热带雨林,我国森林破坏比较严重的地区是东北地区和西南地区。

第5篇

关键词:绿洲;可持续发展;风沙危害;不确定性;策勒

引言

塔里木盆地南缘是指西起和田地区的皮山县、东至巴音郭楞蒙古自治州的若羌县、跨越1400km的狭长地带。其南部直面昆仑山脉,北部与塔克拉玛干沙漠相接。区域内分布着大大小小百余片绿洲,其中较大规模的主要有皮山、和田、策勒、于田、民丰、且末、若羌等绿洲(图1)。极端干旱少雨与多风是该区域主要不利气候特征。暖温带极端干旱气候使得山前绿洲主体区域年降水量少于50mm,而潜在蒸发量是降水量的40倍以上。因此发源于昆仑山大大小小的融雪型河流对绿洲的演变、更迭施以决定性作用,限定了绿洲发展的规模、尺度与方向。此外,风沙危害又使得荒漠化治理更为困难。然而,这里有着十分有利的光热资源,可以满足特色农业与林果业的发展。作为生态与社会问题突出的区域,塔里木盆地南缘一直是学者与政府关注的焦点。熊黑刚等[1]对绿洲变迁历史进行研究,钟巍等[2]通过孢粉研究了近4000a来环境变化状况,高前兆[3]对水资源开发与绿洲生态环境效应进行了系统阐述,万的军等[4]对近50多年的沙尘天气变化特征进行阐述,刘新春等[5]、李等[6]针对塔里木盆地分别就大气降尘、春季沙尘暴频次与大气环流关系进行分析,马金珠等[7]对地下水脆弱性进行了评价。2007—2012年执行的“973”项目“干旱区绿洲化、荒漠化过程及其对人类活动、气候变化的响应与调控”,更是将塔里木盆地南缘的荒漠化、绿洲化设定为一个课题进行系统研究,探讨绿洲化演变过程的同时,亦对社会人文状况进行细致探讨。2008—2013年执行的国家科技支撑计划项目“塔里木盆地西南缘生态综合整治关键技术开发与示范”把重点放在防沙固沙、防风减灾关键技术基础上,探讨如何兼顾农民增收,即如何将生态文明与社会经济发展有机结合,做到可持续发展。位于塔南中部策勒绿洲、隶属于中国科学院新疆生态与地理研究所的国家野外站———策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站(下简称策勒站),自1981年建站以来,长期致力于该区域风沙环境、绿洲生态安全研究,无论应用技术还是理论研究,均做出了诸多卓有成效的研究与示范工作。本文将在前述研究,尤其策勒站多年工作的基础上,针对塔里木盆地南缘区域特征,以该区域绿洲可持续发展为主题,结合当前该区域的研究成果,系统讨论实现区域可持续发展的可能性及实现该区域持续发展的科学基础和现实基础,并给出相关建议。

1塔里木盆地南缘绿洲影响可持续发展的主要生态问题

1.1风沙危害与治理

塔里木盆地南缘常年盛行西北与东北风,并在中部策勒绿洲形成交汇带。历史上由于风沙肆虐,沙进人退现象非常普遍。以策勒绿洲为例,县城就因风沙侵袭,被迫2次搬迁。也正是在此背景下,受当地委托,1981年中国科学院新疆生态与地理研究所在此建站,展开了长达30多年的沙漠治理、研究、监测和绿洲保护工作。近些年来,由于打井技术成本降低与大规模使用,极大促进了绿洲防护林建设,也有效形成了绿洲风沙防护带。但如何既能建立防护带,又能保障防护带的可持续运营,成为新的课题。基于此,国家科技支撑计划项目“塔里木盆地西南缘生态综合整治关键技术开发与示范”应运而生(2009—2013年执行)。该项目集成了当前生态屏障建设的成功模式,也试验并提出新的技术模式,取得良好效果。该项目在理清风动力环境、沙丘运移规律等环境背景基础上,成功地在以下三个方面展开工作:①藻类(结皮)、草本、灌木、乔木物种的筛选与扩繁种植;②过渡带优势植物种保护;③兼顾经济效益的生态屏障结构、功能。在物种配置方面,形成结皮、草本、灌木、乔木相结合的多层次结构特征,在功能上实现固阻沙、防大风、可经营,在经济效益上做到林果、饲草、药材、用材相兼顾。以图2为例,绿洲-荒漠交错带可以作为生态屏障的前沿第一道屏障,沙拐枣与柽柳的组合可以构成效果良好的阻沙带,肉苁蓉、红枣等当地特色农业、林果业则可以有效构成经济带,中间辅助以沙枣、新疆杨等乔木进一步巩固防风效果。通过上述项目的实施,已经确定利用当前的种植技术、物种筛选、管理水平,基本可以满足高质量生态屏障的建设要求,绿洲的防风固/阻沙模式可以有效保护绿洲,并初步具有一定经济效益,支持其可持续管理。就绿洲面临的风沙危害与水资源短缺问题进行比较,风沙危害已不再占主导地位。绿洲的大规模开发利用,尤其是地下水的抽采,使得水资源的可持续利用成为绿洲发展面临的首要问题。

1.2农田开垦及水资源问题

以策勒绿洲为例,1977—2010年绿洲农田面积已经扩大了近80%,达到约90km2,同时交错带面积则减少近40%,不到60km2。近几年策勒绿洲依然高速扩张,有超过10km2的交错带与沙漠直接被垦殖为农田,同时塔南诸绿洲自1977年以来面积也不断增加[8]。为探讨风蚀、风积等风沙危害对土壤环境的影响,对策勒绿洲不同位置农田(其表征风蚀强度不同)表层土壤粒径分布进行取样分析[9],结果显示,在影响土壤粒径特性方面,风蚀、风积等作用并不占主导地位,相反农田的耕作年限是起到主导地位,并显示出农田持续耕作30a土壤质地变化的一个界限。量化分析结果也显示,耕作年限对土壤质地的独立影响占据67%,而风沙作用仅占到11%。考虑到土壤粒径分布特性既能有效反映出对风蚀作用的响应,又与土壤其它指标或土壤综合质量高度相关[10],可以推断,农田垦殖后持续30a耕作将会对土壤综合环境产生积极影响,反之则会加剧土壤环境恶化。因此,问题的核心又回到绿洲发展面临的经典问题———水资源命题。绿洲扩张与持续发展将对土壤环境产生积极影响,而诸多研究也表明绿洲其它生态要素(如小气候、降尘等)具有正面影响,但问题是已有水资源是否足以支持当前绿洲持续发展?这需要在长期系统的监测基础上,进行区域水循环与水平衡等相关研究。目前绿洲扩张已经对当地水资源循环、配给方式产生重要影响,如曾经对交错带植被生长繁殖有重要作用的洪水更多地直接引入农田,地下水则逐渐成为绿洲生产的主要水源。仅基于目前和田区域地下水调查数据,就可以发现该区域地下水呈现显著下降趋势,地下水抽采井越打越深,井位埋深由几年前的30m到目前的动辄百米。因此,尽管风沙危害是绿洲面临的重要问题,但水资源问题仍是绿洲发展的唯一制约因素,其补给、循环、水分利用效率等诸多方面,除了本身内在的规律需要进一步揭示外,政府政策、水资源利用方式和规模等诸多人为因素又加大了该命题破题的难度,即不仅需要从自然科学去揭示,更需要将社会科学引入进来。因此,如何将社会科学有效融入自然科学研究已经成为目前国际相关研究中的一个前沿和热点。基于此,下面以水为主线,对当前沙漠有效治理及绿洲可持续发展面临的问题,从认识论以及方法论层面重点进行阐述。

2对绿洲可持续发展的再探讨

2.1认识论———对绿洲化的再认识

绿洲的高速扩张,即绿洲化进程,是研究区当前自然地理过程改变的主要方式。在该区域极端干旱背景下,荒漠或沙漠是主体,如果没有外来融雪型河流的侵入,则不会有绿洲存在。换言之,不同于其他区域荒漠作为侵入体的状况,在该区域本质上绿洲是“侵入体”。极端干旱少雨及多风的气候背景使得沙漠时刻要“夺回”自己领地,即荒漠化在该区域的发生具有“合理、正常”性。带着这种观念,我们会发现需要做的不是像其他区域的根除荒漠化,而是正视荒漠化的存在合理性,如何巩固或合理调控绿洲化,使得荒漠化反噬作用达到最小,而非消灭。这样,所有矛盾及认识问题的出发点将会回到人为对荒漠改造过程是否合理,探寻绿洲与沙漠动态搏弈中的合适尺度或边界,如何使二者达到一种动态平衡状态。因此,荒漠化的治理就转变为绿洲扩张尺度适宜性或绿洲适宜性规模的探讨,这又需要对水资源及政策等人为因素的全方位考量。由于绿洲发展中起决定性作用的水分补给、消耗、循环过程,以及政策导向等均充斥着不确定特征,绿洲适宜规模也注定不是一个固定边界,而是一个范围或者一个分布,这就需要从方法论上,重新对绿洲适宜规模进行再探讨。

2.2方法论———不确定性理论在绿洲适宜规模研究中的应用

绿洲适宜规模一直是干旱区研究者关注的重点科学问题。但已有研究思路均是从已有水资源供给量及耗水量出发,基于某个时间节点或具体区域,定性或定量提供一个静态的绿洲规模范围[11-13],并没有考虑水资源补给、消耗过程中各环节的不确定性,因此也提供不出绿洲适宜规模及其不确定性的动态特征。“不确定性”是指我们对事物“不能完全确信”的状态,包括事物固有不确定性和认知不确定性[14-15],前者源于事物固有的随机性,后者源于人们对所掌握知识和信息的局限性。不确定性广泛存在于各个学科领域。以模型研究为例,存在模型输入不确定性、结构不确定性及参数不确定性[16]。尽管不确定理论起步很早[17],但局限于计算能力,长时间处于停滞状态。自20世纪90年代起,随着计算机技术及运算能力的飞快发展,各学科中不确定性理论及方法研究都取得重大进展。

3思考与建议

3.1数据持续获取与共享

野外监测数据、实验数据,以及社会、人文、经济发展层面数据,均构成研究工作的基础,而长时间序列的数据更是高质量研究的保障,也是科学决策支持过程中的重要论据。既然绿洲的可持续发展是一个系统命题,就需要各方面的长期、高质量监测数据为基础而进行求解,但事实上,这方面目前还存在诸多问题。首先,一些需要监测的地方存在盲点,如流域内高海拔区域的气象监测;其次,监测点位少,如地下水位监测中,可能一个点在监测,缺乏多点监测数据;最后,数据质量差,如人工监测误差或仪器精度不高等。这些问题有客观原因,如高海拔作业困难,但也不能逃避一些人为原因,如以项目为驱动的方式,项目开始则进行监测,项目结束则一切结束。应该说,目前中国生态系统研究网络(CERN)站长期监测网络有重要意义,但对塔里木盆地南缘诸绿洲研究来说,仅是一个参照点,距离高精度研究要求还有距离,因此还是需要从各学科背景出发建立长期有效的监测网络或实验地。如从风沙危害角度,需要建立长期气象、集沙、降尘监测点;从流域水文角度,需要建立高海拔气象观测点,径流与地下水的实时监测等;从植物生理生态,则需要建立长期小区实验等等。此外,打破行政壁垒,做到数据共享也至关重要,如水文站、水利局等观测资料,以及社会经济发展资料等如何实现有效共享,都需要得到政策层面支持。

3.2注重多学科发展与交叉

绿洲生态系统稳定性与可持续发展需要多学科的配合来实现,如风沙物理学、流域水文、植物/作物生理生态学,甚至社会人文科学的辅助,以及自然科学与社会科学的如何耦合等等。仅从单一学科角度出发探讨绿洲可持续发展,得出的结果也势必具有很大局限性。就目前而言,各学科的理论深入研究还欠缺。如风沙治理方面,虽然目前已有较完善技术体系,也取得了良好的效果,但这些体系多出于实验或者长期形成的经验,从理论上揭示、证明方面还不足够,即缺乏足够的数理解释;水循环方面,融雪型河流径流变化对绿洲发展有直接影响,而在流域尺度内,或更大尺度内,水文循环的物理过程与机制,也还有待深入揭示;农作物及各种生态防护植物构成绿洲水分消耗的主体,但具体有关植物水分利用效率的研究还缺乏完整认识。绿洲稳定性与可持续发展的研究中,各个学科的耦合与交叉也亟待加强。如上述公式(6)中,绿洲适宜规模分布就由多个模块与参数。此外,具体在每个方向研究过程中,不仅仅要从实验科学中寻找答案,更需要进行对数据的挖掘与模拟,因此与数学、农学、水文学,甚至社会科学等专业的交叉势在必行。

4小结

塔里木盆地南缘作为一个少数民族聚居的社会经济水平相对低下而自然环境又相当恶劣的区域,从各方面来说都应该值得各领域的科学家们去研究,最终目的是使得我们的研究落到地上,实现绿洲生态与经济协调的可持续发展。切实回答绿洲可持续发展命题,必须以水为主线、多学科配合,辅以长期监测数据,充分考虑不确定性特征后,逐步解决。这不但需要高屋建瓴地进行全面布局,还需要细化科学问题,整合多学科背景人员团队渐入式破题,更需要坚持,尤其是以水为主的各生态要素的持续监测、实验。以目前研究手段,相信在获取长期高质量数据后,细致深入回答绿洲可持续发展命题是可以实现的。该问题的解决,既找到绿洲与沙漠博弈过程的平衡点(阈),事实上也间接回答了荒漠化治理等相关生态问题。致谢:值奈曼站建站30周年之际,谨代表策勒站表达恭贺的同时,亦与兄弟台站分享我站在风沙危害防治及绿洲可持续发展方面所做的工作与些许想法。工作仍然有诸多不足之处,想法亦未必成熟、方案未必合理,希望能藉此良机得到各兄弟台站的指点与帮助,共同为荒漠治理与区域可持续发展贡献力量。

参考文献:

[1]熊黑钢,钟巍,塔西甫拉提,等.塔里木盆地南缘自然与人文历史变迁的耦合关系[J].地理科学,2000,55(2):191-199.

[2]钟巍,王立国,李偲.塔里木盆地南缘沉积物磁化率、δ13C与粒度及其气候环境意义[J].地理研究,2005,24(1):98-104.

[3]高前兆.塔里木盆地南缘水资源开发与绿洲的生态环境效应[J].中国沙漠,2004,24(3):286-293.[4]万的军,穆桂金,雷加强,等.塔里木盆地南缘近54年沙尘天气的变化特征及其未来趋势预测[J].干旱区资源与环境,2009,23(9):78-84.

[5]刘新春,钟玉婷,王敏仲,等.塔里木盆地大气降尘变化特征及影响因素分析[J].中国沙漠,2010,30(4):954-960.

[6]李,杨兴华,赵勇,等.塔里木盆地春季沙尘暴频次与大气环流的关系[J].中国沙漠,2012,32(4):1077-1081.

第6篇

【关键词】四版本;必修3;案例

【中图分类号】C43 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2012)13-0060-01

高中地理必修三教学的基本方法是案例教学法,即通过对一个具体的地理教学案例的描述,使学生达到对基本概念、知识的了解,并且从中掌握必要的观察、学习、调查、运用图表和数据分析的各种技能。就全国现在使用的四个版本教材来看,地理必修三所选用的案例差别比较大。对四版本地理教材案例的对比分析,可以找到其共同点和不同点,方便教师综合各版本精选的典型案例,发挥案例教学的最优教学效果。

1地理必修三不同版本教材中案例的选取情况

案例教学法是高中地理必修三教学的基本方法,但四版本的教材所选取的案例是不同的,具体情况如下课程标准要求人教版鲁教版湘教版中图版以两个不同区域为例,比较自然环境,人类活动的区域差异长江三角洲

松嫩平原日本和英国

我国我国中国三大自然区以某区域为例比较不同发展阶段地理环境对人类生产和生活方式的影响长江中下游平原美国匹兹堡美国东北部举例说明产业转移和资源跨区域调配对区域地理环境的影响东亚

西气东输南水北调我国

南水北调

西气东输

西电东送珠江三角洲以某区域为例,分析该区域存在的环境问题与发展问题,诸如水土流失、荒漠化等发生的原因,森林、湿地等开发利用存在的问题,了解其危害和综合治理保护措施我国西北地区

亚马孙热带雨林黄土高原我国西北

地区

洞庭湖地区中国黄土高原以某流域为例,分析该流域开发的地理条件,了解该流域开发建设的基本内容,以及综合治理的对策措施美国田纳西河流域长江流域田纳西河流域美国田纳西河流域以某区域为例,分析该区域农业生产的条件、布局特点和问题,了解农业持续发展的方法与途径我国东北地区东北地区美国中国东北地区以某区域为例,分析该区域能源和矿产资源的合理开发与区域可持续发展的关系我国山西省德国鲁尔区德国鲁尔区德国鲁尔区以某经济发达区域为例,分析该区域工业化和城市化的推进过程,以及在此过程中产生的主要问题,了解解决这些问题的对策措施我国珠江三角洲地区珠江三角洲地区珠江三角洲地区中国江苏省工业化

和城市化2地理必修三不同版本教材中案例选取的特点

对四版本教材案例的选取情况分析看出,虽然各版本选取的案例不同,但还是有一些共通之处,总的特点如下

2.1基本都是依据课程标准要求来选取案例: 区域可持续发展是高中地理必修3的核心内容,课程标准对这一核心内容的描述基本都要求“以……为例,分析……”来进行范例教学,虽然不同版本的教材选取的案例是不同的,除了个别版本教材对课程标准要求的某个方面没有涉及相关案例,但是基本都是依据课程标准要求选取案例的。课程标准要求的“以某区域为例比较不同发展阶段地理环境对人类生产和生活方式的影响”和“资源跨区域调配对区域地理环境的影响”中图版没有直接涉及这两方面的案例,鲁教版对课程标准要求的“举例说明产业转移对区域地理环境的影响”方面没有直接涉及案例。在课程标准要求的“以某区域为例,分析该区域存在的环境问题与发展问题,诸如水土流失、荒漠化等发生的原因,森林、湿地等开发利用存在的问题,了解其危害和综合治理保护措施”方面,人教版是以我国西北地区为例分析荒漠化问题和以亚马孙流域热带雨林为例分析森林保护问题,鲁教版是以黄土高原为例分析水土流失问题,湘教版是以我国西北地区为例分析荒漠化问题和以洞庭湖为例分析湿地保护问题,中图版是以中国黄土高原为例分析荒漠化问题,虽然各版本选择分析的环境问题不同,但都是符合课程标准要求的。

2.2四版本教材选取的案例有相同的: 教材中的案例都是专家根据课程标准要求从国内外精心挑选的典型的,有代表性的案例,四版本教材选取的案例总体是不一样的,但是对于课程标准要求的某些方面,不同版本教材选择的案例还是有相同的。例如课程标准要求的“举例说明产业转移和资源跨区域调配对区域地理环境的影响”人教版和湘教版都有涉及西气东输,鲁教版和湘教版都有涉及南水北调。课程标准要求的“以某区域为例,分析该区域存在的环境问题与发展问题,诸如水土流失、荒漠化等发生的原因,森林、湿地等开发利用存在的问题,了解其危害和综合治理保护措施”人教版和湘教版都有举例我国西北地区,鲁教版和中图版都举例我国黄土高原。在课程标准要求的其它方面,不同版本教材也有相同点。

2.3四版本教材案例选取的数量不同: 各版本教材虽然都是依据课程标准要求选择的案例,但在案例选择数量上还是有差别的。人教版一共选择了10个案例,湘教版一共选择了9个案例,鲁教版一共选择了8个案例,中图版一共选择了7个案例。

3四版本教材案例对比分析对教学启示

第7篇

我想应该三管齐下,即认知内驱力(指导学习任务本身的动机)、自我提高的内驱力(学生因自己的胜任能力和工作成就而赢得相应地位的需要)、附属内驱力(学生为获得教师和家长的赞评与认可而产生的学习动力),其中使用多媒体和板图、板画不失为一个很好的方法,说到具体的操作有如下几点:

1. 创设问题情境,激发学生的认知兴趣和求知欲。荒漠对于学生来说并不陌生,但是我们是草原地区,学生缺少直观的感觉,所以,开篇给学生呈现几幅本校去阿勒泰地区拍摄的沙漠照片,既增强了学生的直观感觉,又潜移默化地增强了对支援边疆建设老师的敬佩,培养了学生的奉献精神。其中有一副照片有蜥蜴,有一副照片有充满生机的草,这些都暗示着生命的可贵和力量,希望学生能懂得老师的良苦用心,珍惜今天我们所处的安全、平和的环境。当然,在播放照片时,选择的不要太多,否则没有代表性,学生容易产生视疲劳,预先效果达不到,可能还会产生副作用。

2. 培养和激发学生对地理学习的需要。在高一的地理绪论课中就提到地理价值观,学习地理是要为生活和生产服务的,看着周边的城市沙漠化越来越严重,我们所居的城市沙尘暴的次数越来越多,我们能深深地感受到沙漠化离我们越来越近了,增强了学习治理沙漠化的求知欲望,为讲荒漠化的防治措施打下了一个很好的伏笔。教师可以很好地引导学生用所学的知识解决实际问题,认识地理知识的价值,激发学生学习地理的需要,这也是新课程标准对培养公民的目标之一。

3. 增加教学的趣味性。即在教学过程中以丰富有趣的内容和活动吸引学生。课堂教学也有美育价值,如优美的语言,画面山水瑰丽,声响悦耳,形、声、色齐全,使学生有身临奇境之感,另外教师要有亲和力,教师整日不苟言笑,穿着古板,语言单调,讲课没有激情,学生怎能感知美。此外,教师的诚信、教书艺术、报画艺术等综合素质也影响着学生。还有,教师对学生的课外熏陶也可以激活学生学习动机,如在讲西北地区以干旱为主的自然特征的时候,找同学在黑板上呈现出来,既让学生的技能有了用武之地,又让其他学生对西北地区的经度地带性规律有了深刻的印象和对西北地区荒漠化的原因有了深刻的理解。

第8篇

关键词:土地资源;土地资源管理;可持续发展

中图分类号: F301.2 文献标识码: A 文章编号: 1674-0432(2013)-24-86-1

1 土地资源管理可持续发展的研究进展

20世纪90年代联合国召开了世界环发大会之后,可持续发展战略便成了世界各国热议的话题。世界各国也达成了共识,分别制定了相应的社会经济可持续发展战略。当今的生态环境质量日益下降,资源的持续发展与利用受到国际社会的普遍重视。土地资源的持续利用是人口、社会经济与环境协调发展的条件和前提。

2 土地资源管理可持续利用发展中出现的问题

2.1 耕地数量急剧减少,土地资源浪费严重

随着我国经济、社会的快速发展和人口的不断增长,国家对土地资源的需求越来越高。我国的土地资源有限,部分地区土地施工规划不合理,土地使用管理不严格,管理监督体制不完善,出现因建造房屋大量侵占农业耕地的现象。城市和农村都在大规模地填沟伐木,兴建住房,部分地区由于建设规划不合理,施工质量差,许多建设完成后的房子,使用时间不长便进行拆除,拆除后房子所占用的土地很难再进行农业种植,耕地面积急剧减少,大量的土地资源被浪费。

2.2 生态环境恶化,土地质量下降,土地生产力降低

受错误观念的影响,许多农业种植人员在进行作物种植时只注重收成,不注重对土地的保养和维护投入,许多土地的矿物资源不断地流失,这种重产出轻投入的观念严重破坏了生态环境,导致土地质量下降,降低了土地的生产力,长此以往,不但造成作物减产,而且加快了土地的贫乏速度。

2.3 人均土地资源数量少,后备资源不足

虽然我国的土地总面积位居世界前列,但是,由于我国人口众多,部分土地难以用于农业种植,耕地面积有限,用于农牧业的土地远远低于世界平均水平,耕地垦殖率达不到世界的平均水平,甚至达不到部分亚非国家的水平。随着我国人口的进一步增多,以及城市化进程的不断加快,我国的后备资源匮乏的问题将会越来越突出。

2.4 土地的不合理利用,加强荒漠化程度

近年来我国环境不断恶化,耕地面积迅速减少,土地退化严重,部分地区过度放牧,森林资源乱砍乱伐,导致我国将近四分之一的草场出现退化的现象,水土流失程度加重,土地荒漠化程度加深,荒漠化面积不断扩大,不合理的化肥农药使用,降低土地质量,造成许多农业用地无法进行作物栽培。虽然我国对部分土地进行开发使用,但是由于开发程度不高,许多用地的产量较低、时间长,这部分土地被搁置不用,土地资源严重浪费。

3 针对我国土地资源的现状,提出土地资源可持续利用的几点建议

3.1改革土地制度,加强土地管理

地方政府要切实落实中央颁布的各项政策,配合国家的方针计划,加强对所属区域的土地管辖,彻底改变土地主体权缺失的难题。加强法律在土地使用管理中的作用,大力改革司法、土地立法和监督制度, 不断健全和完善我国的土地法律制度,保障我国土地资源的可持续利用。建立相关机制,加强土地资源的宏观调控和微观管理,对于产业用地和耕地之间的矛盾,要积极的协调,及时解决,确保土地使用的合理合法性,达到可持续使用的目的。对土地制定、土地使用的总体规划和全年计划,要加强宏观调控,运用法律、经济、行政等手段对土地使用进行统筹安排,最终达到加强土地管理和有效利用土地的目的。

3.2 开展土地整治,改善生态环境

对土地资源的开发使用进一步的治理,增加土地的植被面积,对于荒漠化进行治理,加大管理投入,缩小荒漠化面积。土地治理要以预防为主,采取防治结合的办法,对部分地区开展综合治理工作,减少洪水等灾害给土地带来的损失,对于人为原因造成的土地破坏要加大惩罚力度,提高人民对于土地保护的意识。

3.3 实行节约用地

随着我国工业的不断发展以及城市化程度的加深,非农业用地面积的扩大,耕地减少是必然的趋势,加上我国对于土地开垦的技术能力低,开垦的土地难以满足快速增长的人口需求,这就要求我们要节约使用耕地,对每一寸土地都要十分珍惜,尽量做到少用土地,少占耕地,杜绝土地浪费的现象发生。

本文细述了土地是人类赖以生存和发展的重要物质基础,土地资源的可持续利用发展是转变经济增长方式,实现人与资源、自然和谐共处的必然选择,缓解人地两者的矛盾。因此,做好土地资源管理的可持续利用发展工作愈加具有其非凡重要的意义。

参考文献

[1] 钟水映.浅谈人地两者的合理分配问题[J].简新华《人口、资源与环境经济学》,2009,(3):132-137.

[2]黄天元,等.浅谈土地资源应如何规划生态经济的可持续利用发展观[J].土地可持续利用的生态经济规划,2005,(8):75-81.

[3]王玉海,刘学敏.讲解了中国特色可持续发展实践方式怎样的转变[J].中国人口资源与环境,2008,(1):99-104.

第9篇

【关键词】蓄水渗膜;渗灌;3D打印

0 引言

土地荒漠化已成为当今全球最为严重的生态环境问题之一[1]。治理荒漠化的根本措施是恢复植被,而恢复植被的关键是土壤的水分条件[2]。经过多年的努力,国内外积累了丰富的防治荒漠化的理论与技术,如蓄水集水技术[3]、固体水技术[4]、保水剂蓄水技术[5]、容器育苗技术[6]和节水灌溉技术[7]等,这些方法各有优缺点。我国目前应用的节水灌溉技术主要包括喷灌、滴渗灌、微灌、覆膜灌溉等[8]。

近年来,蓄水渗膜技术作为节水灌溉新技术得到了迅速的发展。蓄水渗膜材料是功能导水纤维与可降解友好树脂复合而成的实现科学释水的薄膜材料[9],通过科学释水的材料学设计解决荒漠化地区节水造林的难题。分子渗水和自调节土壤湿度的蓄水渗膜新材料技术,建立了维系植物正常生长时根部需水规律与导水纤维功能化设计的关联性联系,在荒漠化地区节水造林中已取得了@著的成效[10]。

渗灌是将压力水或者无压力水以水分子的形式通过安装在管道上的渗灌滴头湿润土壤[11]。渗灌技术是一种地下微灌形式的灌溉技术,与其他治理荒漠化的技术相比,渗灌技术具有节水、节肥、省药、生态效果明显、系统运行压力低、耗能少、使用寿命长、工作量少,成本低等优点。渗灌技术中水的利用率可达到94%,是目前干旱沙漠缺水地区最好的节水灌溉方式之一。

渗灌滴头是渗灌系统的核心部件,设计一种具有良好工作性能的渗灌滴头会极大的提高系统的工作性能。但是渗灌滴头的设计制造过程复杂多样,国内目前的渗灌滴头的常用制作流程为:二维图纸模具设计模具加工注塑实验修改定型。这样的设计流程不仅周期长,而且成本高,使用传统的设计制造方法无法快速实现产品的改进或提高。因此,提出通过结合蓄水渗膜技术及3D打印快速成型技术[12]设计制造渗灌滴头,既提高渗灌滴头的使用性能,又实现渗灌滴头的快速设计及试制,从而加快渗灌器材更新换代的步伐。

1 渗灌滴头的设计

渗灌滴头的设计在性能上需满足其渗水功能,即根据作物的生长需水量定时定量地向土壤中渗水供给作物。因此要以水分子的形式渗水,从渗水管流入的水以水分子的形式流入土壤中,工作水头一般为7-10米,过水流道直径一般在0.3-4.0mm之间,出水流量在2-20L/h之间变化;另外还需出水均匀、稳定,渗水管的压力大则出水的速率高,渗灌滴头必须能够自动调节水流的大小,满足水分的流速。因此,采用蓄水渗膜材料制备导水纤维片并内嵌置渗灌滴头中以满足上述性能要求。此外,渗灌滴头还应坚固耐用、价格低廉 ,整个渗灌系统也应该严格控制制作成本,满足渗灌滴头的工程应用,达到经济的目的。经过多次计算,结构修改,强度校核后设计渗灌滴头的结构简图如图1所示。

鉴于传统的设计方法过于复杂,采用3D打印技术设计制造渗灌滴头将大大缩短设计周期,降低设计成本。3D打印技术能够把三维设计模型在几个小时到几天时间内转换成实体模型,然后再对实体模型进行测试、评估和修改,该设计模式可以加速设计研发效率,提高生产效率。

如图2设计路线所示,结合蓄水渗膜技术及3D打印快速成型技术设计制造渗灌滴头,完成结构设计后,利用3D打印技术加工出嵌入式渗灌滴头原型,并安装到模拟实际环境中进行实验,对渗水的整个过程进行观察记录,根据导水效果进行对比分析进一步完善,最终完成现场实验及应用。

根据渗灌滴头结构简图,利用SolidWorks三维设计软件进行三维实体建模,如图3所示。其工程图如图4所示。

2 渗灌滴头的试制

2.1 渗水纤维片的制备

渗水纤维片的支撑材料采用碱液预处理后的尼龙纤维。复合调湿材料由高吸水性树脂材料和无机材料复合而成。高吸水性树脂材料选择聚丙烯酰胺(PAM),无机材料选择天然蒙脱土(MMT),分别制备成黏结剂PAM溶液与MMT悬浮液,采用溶液共混法以1∶250的比例配制成复合胶体溶液。将预处理后的支撑纤维放入导水胶体溶液中充分浸润后悬垂烘干,制备出具有导水功能的涂层纤维,将纤维裁切成纤维片。通过渗水纤维片,水分以水分子的形式缓慢释放并作用于植物根部,以满足植物生长过程中所需的合理水分,能大大减少水分的地表蒸发及地下渗漏。

2.2 渗灌滴头外壳的制备

用SolidWorks对渗灌滴头外壳进行三维实体造型后,进行转换得到STL格式的数据文件。利用分层软件依照所需精度要求对产品的STL文件进行切片处理,得到切片数据载入加工设备的控制系统。外壳制备使用的设备为武汉宾湖机电技术产业有限公司的HRPS-II型号3D打印机。该设备采用选择性激光烧结法(SLS)的快速成形技术。激光束在计算机的控制下对光敏树脂进行扫描,激光轨迹为零件的各个分层的截面信息,光敏树脂在激光经过的地区发生了光聚合反应而固化,形成零件的薄层断面。一层被固化后,工作台下移一个层厚的距离,新的光敏树脂由滚筒铺覆到零件的表面,新的表面又会经过激光的照射,产生新的一层零件表面粘合在前一层上,如此反复,直到整个零件成型。其特点为成型精度高,可达±0.1mm、表面质量好,原材料的利用率高,能制造复杂度特别高,精细度特别好的零件。

3 试验分析

为得到结构设计合理,系统投资少,低消耗的渗灌滴头,需要进行各种试验验证设计方法。影响渗灌滴头设计因素有两个:渗灌滴头流道的直径及渗水纤维片的厚度。试制不同流道直径的渗灌滴头,内嵌不同厚度的渗水纤维片,在实验室搭建试验平台测试这两种影响因素对渗水效果的影响。试验平台采用沙箱模拟沙化地区,用带刻度的导水管与不同参数的渗灌滴头样品相连,插入沙箱。室温常压条件下进行渗水实验,每隔一段时间通过导水管上标注刻度读取并记录液面下降的高度,统计分析。

实验结果表明,在开始渗水后,出现液面下降后,渗水的速度较为缓慢;经过一段时间后,液面下降的高度较大,表明在这个过程中渗水的速度加大;随着时间推移,液面下降的高度逐渐减小,渗水的速度降低。随着渗灌滴头流道直径的增加,渗水的速率会逐渐增大;随着渗水纤维片厚度的增加,渗水速率也是不断增加。可见不同的流道宽度及渗水纤维片的厚度是影响渗水的速率的重要因素。由此我们可以根据不同的环境,不同的作物对水分的要求来设计渗灌滴头,从而达到可控的导水速率和导水量。

4 结论与展望

传统渗灌设备研制采用模具制作方式不仅耗材,而且周期长、成本高、系列化难,严重制约着国内渗灌器件的研制更新和产品系列化、品种多样化。本文结合快速成型技术对渗灌滴头的设改型提出新思路:基于蓄水渗膜材料制备渗水纤维片,将其嵌入渗灌滴头内实现渗灌材料的可控缓释水功能;渗水试验结果表明设计制造的渗灌滴头具有良好的渗水性能,通过设计不同的渗灌滴头流道和纤维片厚度,可得到不同的导水速率和导水量,以满足不同植物生长所需的水分,从而应用于渗灌技术达到节水的目的。该设计思路不仅加快了渗灌滴头的结构设计和修改,而且可直接加工出渗灌滴头样品,用于渗灌试验,验证设计的合理性,从而大大缩短了滴头的开发周期和成本,为规格多样化、产品系列化提供了强有力的解决方案。

基于蓄水渗膜材料及快速成型技术来制备地下渗灌管材,其实际利用效果还不够成熟,实际的种植环境也更为复杂,许多问题还需要深入研究,如渗灌滴头导水速率的控制、如何有效防止滴头堵塞等问题,需要进一步优化制备方案,进行更多实际环境的试验验证,从而使渗灌技术及蓄水渗膜技术在沙漠治理方面发挥更好的作用。

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