北京風(fēng)沙的治理，內(nèi)蒙沙土侵吞城市，荒漠化、沙土化的治理，這些都是世界性的難題。如何將沙漠變成綠洲?2016年7月25日，在上海世貿(mào)網(wǎng)的會議室里，聚集了一批能人，有來自專業(yè)研究生產(chǎn)高吸水纖維的科技學(xué)者、生產(chǎn)廠家技術(shù)人員和大股東，有為保障生產(chǎn)能力而提供資金服務(wù)的公募基金公司老總，有策劃推廣技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)營銷精英，他們在我上海世貿(mào)網(wǎng)的會議室里匯聚一堂，共同探討如何利用高吸水纖維在沙漠地下存儲水量，以提供沙漠上種植的各類植物樹木所需要的水分和營養(yǎng)，在真正意義上做到把沙漠變成綠洲!這是一個偉大的項目!一個可以說對世界人類作出極端貢獻的項目，是一個造福全人類的偉大事業(yè)!高吸水纖維把沙漠變成綠洲工程的正式啟動，其意義是不言而喻的!

超吸水纖維在防治荒漠化

造林應(yīng)用試驗情況報告

中國治沙暨沙業(yè)學(xué)會

二〇一四年十二月

　　目 錄

　　1試驗背景.......................................................... 1

　　2試驗區(qū)概況........................................................ 2

　　2.1京津風(fēng)沙源治理工程區(qū)(內(nèi)蒙古自治區(qū)磴口縣).................. 2

　　2.2津風(fēng)沙源治理工程區(qū)(內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特后旗)................ 2

　　2.3石漠化治理工程區(qū)(廣西壯族自治區(qū)河池市都安縣).............. 3

　　3試驗材料及方法.................................................... 3

　　3.1超吸水纖維.................................................. 3

　　3.1.1產(chǎn)品介紹............................................... 3

　　3.1.2吸水原理............................................... 4

　　3.1.3產(chǎn)品特性............................................... 4

　　3.1.4主要功能............................................... 5

　　3.2造林樹種選擇................................................ 6

　　3.3材料準備.................................................... 6

　　3.4試驗設(shè)計及方法.............................................. 6

　　3.5造林方法.................................................... 7

　　4情況觀察與照片采集................................................ 8

　　4.1照片采集.................................................... 8

　　4.2情況觀察.................................................... 8

　　5試驗過程及考察情況................................................ 8

　　5.1召開座談咨詢會簽訂協(xié)議...................................... 8

　　5.2考察選點.................................................... 9

　　5.3確定實施方案............................................... 10

　　5.4造林施工................................................... 10

　　5.4.1都安造林施工.......................................... 10

　　5.4.2沙區(qū)造林施工.......................................... 11

　　5.5考察情況................................................... 13

　　5.5.1試驗考察情況.......................................... 13

　　5.5.2產(chǎn)品考察情況.......................................... 15

　　6結(jié)論與建議....................................................... 16

　　6.1主要結(jié)論................................................... 16

　　6.2建議....................................................... 16

　　1試驗背景

　　中國是世界荒漠化、沙化面積最大、危害最嚴重的國家之一，而且還有31萬平方公里有明顯沙化趨勢的土地，嚴重影響近4億人口的生產(chǎn)生活。全國現(xiàn)有荒漠化土地總面積262.37萬平方公里，占國土總面積的27.33%，沙化土地面積173.11萬平方公里，約占全國土地總面積的18%，其中僅可治理的沙化土地面積就有53萬平方公里。國務(wù)院與2008年和2012年先后批復(fù)實施了《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱(2006-2015年)、》《滇桂黔石漠化片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅規(guī)劃(2011-2020)》，可見國家對石漠化防治工作的重視和力度。另外，國務(wù)院批準的《全國防沙治沙規(guī)劃(2011~2020年)》，規(guī)劃到2020年，完成沙化土地治理任務(wù)2000萬公頃，實現(xiàn)全國一半以上可治理的沙化土地得到有效治理，治沙任務(wù)十分繁重。同時，由于荒漠化地區(qū)干旱缺水、土地保水性差，造林成活率低、植被保存難等問題，導(dǎo)致防治任務(wù)十分艱巨復(fù)雜。為加快推進荒漠化治理工作，確保完成規(guī)劃任務(wù)，要求我們更加注重新技術(shù)、新產(chǎn)品在荒漠化防治上的推廣應(yīng)用。南通江潮纖維制品有限公司生產(chǎn)的超吸水纖維能快速吸收和保持比自身重100百倍左右的水分，具有很高的吸水性和保水性，且具有無毒、可降解無污染的環(huán)保性。超吸水纖維的這種保水性與水分釋放獨特性，以及環(huán)境友好型特點，如能在沙化、石漠化地區(qū)造林和植被恢復(fù)中成功應(yīng)用，前景將非?？捎^。但該新產(chǎn)品如何在造林上使用、以及會取得的怎樣的生態(tài)經(jīng)濟效果等均需要開展試驗示范。為此，本合作試驗將在國家重點生態(tài)工程-京津風(fēng)沙源治理二期工程區(qū)內(nèi)蒙古自治區(qū)磴口縣和石漠化工程區(qū)廣西壯族自治區(qū)都安縣分別選擇兩個具有代表性的地點，通過示范造林試驗，為該新產(chǎn)品在造林上的應(yīng)用提供具體實用的方法和模式。

　　2試驗區(qū)概況

　　2.1京津風(fēng)沙源治理工程區(qū)(內(nèi)蒙古自治區(qū)磴口縣)

　　內(nèi)蒙古磴口縣地處東經(jīng)106°9′～107°10′，北緯40°9′～40°57′之間，東北與杭錦后旗接壤，西北同烏拉特后旗相連，西南與阿拉善盟毗鄰，東南與鄂爾多斯市隔河相望。全縣東西長約92公里，南北寬約65公里，總面積4167平方公里?？h境地形地貌復(fù)雜，大體可分為山地、沙漠、平原、河流四種類型，境內(nèi)海拔最高2046米，最低1030米。位于干旱半干旱地區(qū)，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。其特征是冬季寒冷漫長，春秋短暫，夏季炎熱，降雨量少，日照充足，熱量豐富，晝夜溫差大，積溫高，無霜期短。全年日照時數(shù)3300小時以上，全年無霜期在136-205天之間，年平均氣溫為7.6℃，植物生長期的5-9月份光合有效輻射40.19千卡/cm2，植物生長期的積溫約為3100℃，生長期晝夜溫差14.5℃。年平均降雨量148.6mm，年均蒸發(fā)量2397.6mm。這種獨特氣候特征有利于干物質(zhì)糖分積累，適宜北方農(nóng)作物生長。

　　2.2津風(fēng)沙源治理工程區(qū)(內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特后旗)

　　烏拉特后旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西北部，東經(jīng)107°05'06"，北緯41°06'46"，屬巴彥淖爾市管轄，是內(nèi)蒙古自治區(qū)19個少數(shù)民族邊境旗縣之一。北于蒙古國接壤，南距巴彥淖爾市所在地臨河區(qū)50公里?？偯娣e2.5萬平方公里，邊境線長195.25公里，共有人口6.1萬人，是一個以蒙古族為主體，漢族居多的少數(shù)民族邊境旗。烏后旗地形地貌復(fù)雜。陰山山脈橫亙旗境南部，形成了河套平原與北部高原的一道分水嶺。全旗地形可分為山地，占15.1%，低山丘陵，占10.3%，砂礫石戈壁高原，占52.9%;沙丘戈壁沙地，占20.4%;山前沖積平原，占1.3%。境內(nèi)較大的河溝有6條，雨大則山洪泄溢，天旱則干涸見底。全旗地勢南高北低，平均海拔在1500米以上，海拔最高點達2365米，是本旗的高寒地帶。 烏后旗地處中溫帶，屬高原大陸性氣候。年平均氣溫3.8度，平均降水量96—105.9毫米，年均無霜期130天，年均凍土深2.3米。氣候的主要特點是：冬季寒冷干燥風(fēng)沙多，夏季干旱降雨少，日照強烈，蒸發(fā)量大。

　　2.3石漠化治理工程區(qū)(廣西壯族自治區(qū)河池市都安縣)

　　都安縣地處云貴高原向廣西盆地過渡的斜坡上，都陽山脈東段，地勢北西高、南東低。境內(nèi)巖溶地貌約有3863.33平方公里，占全縣面積的94.34%，是全國巖溶地貌(喀斯特地貌)發(fā)育最為典型的地區(qū)之一。屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)并緣。全縣年平均氣溫19.6℃，年平均降雨量1700多毫米。境內(nèi)山地以石灰?guī)r為主，丘陵坡地以紅壤為主。

　　3試驗材料及方法

　　3.1超吸水纖維

　　3.1.1產(chǎn)品介紹

　　超吸水纖維是由南通江潮纖維制品有限公司與中國紡織科學(xué)研究院(以孫玉山博士為首的研發(fā)團隊)，歷經(jīng)8年共同研制開發(fā)，填補了國內(nèi)空白。它是一種吸水能力特別強的功能性高分子材料。無毒無害，反復(fù)吸水、釋水，因此人們把它比喻為"微型水庫"。同時，它還能吸收肥料、農(nóng)藥、并緩慢釋放，增加肥效、藥效。超吸水纖維廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林綠化、沙漠綠化。

　　3.1.2吸水原理

　　吸水原理相近于SAP(高吸水樹脂)，但因其表面積大，具有吸液速度快、吸液倍率高、保液能力強、反復(fù)吸水、釋水、耐高溫、無毒、拒油、賦形性好、制品柔軟、使用方便等優(yōu)良特點。

　　3.1.3產(chǎn)品特性

　　1)無毒.安全環(huán)保，無毒無味，不污染植物，土壤和地下水，果樹花卉，植樹造林，無土栽培，植物保鮮運輸，大田作物等，無任何殘留。

　　2)保墑省水.可有效抑制水分蒸發(fā)，防止水土流失，即使在有灌溉的條件下，仍然可省水50%以上，省時省人工。

　　3)改善土壤結(jié)構(gòu).使粘重土壤，漏水肥的沙土和次生鹽堿土壤得以改良.同時促進土壤微生物發(fā)育，提高土壤有機物的周轉(zhuǎn)利用效率。

　　4)使用壽命長.集多種聚合物之特性，可反復(fù)吸水膨脹和釋放收縮。

　　5)吸水速度快.一般自然水吸至飽和一般0.4分鐘，最快3秒鐘。

　　6)水肥利用率高.在土壤中形成的"小水庫"接受施肥、灌溉(或降雨)造成淋溶流失的微量元素減少1/3，保護環(huán)境;當(dāng)再次干旱時，吸足水的纖維使周圍的土壤保持潮濕，以供給植物根系水分。即使在沙漠地區(qū)和極端的干旱氣候，也可種草植樹。

　　7)性能穩(wěn)定即使是極端的干旱，也不會倒吸植物水分。

　　3.1.4主要功能

　　1)保水：超吸水纖維不溶于水，但能吸收相當(dāng)自身重量成百倍的水，可有效抑制水分蒸發(fā)。土壤中使用超吸水纖維后，在很大程度上抑制了水分蒸發(fā)，提高了土壤飽和含水量，降低了土壤的飽和導(dǎo)水率，從而減緩了土壤釋放水的速度，減少了土壤水分的滲透和流失，達到保水的目的。還可以刺激作物根系生長和發(fā)育，使根的長度增加、條數(shù)增多，在干旱條件下保持較好長勢。

　　2)保肥：因為超吸水纖維具有吸收和保蓄水分的作用，因此可將溶于水中的化肥，農(nóng)藥等農(nóng)作物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)固定其中，在一定程度上減少了可溶性養(yǎng)分的淋溶損失，達到了節(jié)水節(jié)肥，提高水肥利用率的效果。

　　3)改善土壤結(jié)構(gòu)：施入土壤中，隨著吸水膨脹和失水收縮的規(guī)律性變化，可使周圍土壤由緊實變?yōu)槭杷桑紫对龃?，從而在一定程度上改善土壤的通透狀況。

　　3.2造林樹種選擇

　　沙區(qū)和石漠化地區(qū)造林成功的最主要限制因素是缺水，而造林成功的關(guān)鍵是因地制宜的選擇好樹種。超吸水纖維的保水性與水分釋放等的獨特性可以很好的解決沙區(qū)干旱缺水，石漠化地區(qū)水土流失的難題。因此本實驗需要在兼顧生態(tài)效益優(yōu)先的情況下，兼顧經(jīng)濟效益，充分利用鄉(xiāng)土經(jīng)濟樹種，期望能夠在環(huán)境治理的基礎(chǔ)上為當(dāng)?shù)貛ソ?jīng)濟發(fā)展。因此，內(nèi)蒙古磴口縣選擇梭梭造林，烏拉特后旗選擇榆樹造林，廣西河池市都安縣選擇核桃造林。

　　3.3材料準備

　　(1)植物材料：苗木均為本地鄉(xiāng)土樹種。沙區(qū)為梭梭和榆樹、石漠化地區(qū)為核桃。

　　(2)實驗材料：主要為超吸水纖維(SAF1#)和超吸水纖維無紡布(SAF1#無紡布，含量為200g)。

　　(3)試驗工具：游標卡尺、卷尺、鋁盒、標簽、油漆、電子稱

　　3.4試驗設(shè)計及方法

　　試驗設(shè)計兩種材料、五種方法、13個處理1個對照。即：超吸水纖維與土壤隔層鋪墊(設(shè)置5個濃度，即：1kg、0.5kg、0.25kg、0.1kg、0.05kg)、超吸水纖維裸根包裹苗木(設(shè)置5個梯度，即：1kg、0.5kg、0.25kg、0.1kg、0.05kg);超吸水纖維無紡布底部鋪墊、整坑鋪墊以及表層平和空白對照。為了試驗的客觀性，試驗設(shè)置四個重復(fù)，每個重復(fù)設(shè)14個小區(qū)(小區(qū)面積根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r設(shè)定)，每個小區(qū)為一個處理，每個處理其他因素處于同一水平。

超吸水纖維在防治荒漠化造林應(yīng)用上的試驗設(shè)計表

處理	造林方式	使用量 （每坑）	備注
超吸水纖維（kg）	與土層隔層鋪墊	1	根據(jù)地區(qū)不同、樹種不同可適當(dāng)調(diào)整用量
		0.5
		0.25
		0.1
		0.05
	裸根包裹	1
		0.5
		0.25
		0.1
		0.05
	空白對照
超吸水纖維無紡布(m²)	底層鋪墊	0.64
	整坑鋪墊	3.2
	空白對照

 

　　

　　3.5造林方法

　　磴口縣選擇梭梭造林按株行距(2×4)-(2×3)植苗，造林密度80-100株/畝;烏拉特后旗選擇榆樹造林按株行距(3×4)-(3×3)植苗，造林密度56-76株/畝;都安縣石漠化地區(qū)地形特殊，造林按見縫插針，一般造林密度為10-12株/hm2。

　　4情況觀察與照片采集

　　4.1照片采集

　　定期或不定期的對不同處理條件下的情況進行拍照，包括施工照片，生長情況等對比照片。

　　4.2情況觀察

　　試驗過程中請相關(guān)專家以及地方林業(yè)局相關(guān)人員對試驗情況進行考察與觀察。

　　5試驗過程及考察情況

　　5.1召開座談咨詢會簽訂協(xié)議

　　通過多次商討與洽談，中國治沙暨沙業(yè)學(xué)會就試驗達成共識，于2月17日在京召開了超吸水纖維造林應(yīng)用專家咨詢座談會，學(xué)會并與南通江潮纖維制品有限公司簽署了超吸水纖維防治荒漠化造林應(yīng)用試驗合作協(xié)議書。中國綠色時報2014年2月20日進行了“超吸水纖維將助力沙產(chǎn)業(yè)”的新聞相關(guān)報道。中國林業(yè)網(wǎng)、中國林業(yè)新聞網(wǎng)、新浪財經(jīng)等國內(nèi)10幾家媒體網(wǎng)站進行轉(zhuǎn)載報道。

　　5.2考察選點

　　在項目實施前，為認真實施好該項試驗。2014年2月下旬，學(xué)會首先赴廣西河池等地進行了考察和座談交流，最終選擇石漠化綜合治理重點縣都安瑤族自治縣進行超吸水纖維在石漠化地區(qū)造林應(yīng)用試驗;2014年4月初，學(xué)會赴蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市開展治沙造林新材料應(yīng)用試驗的考察，最終選擇京津風(fēng)沙源工程區(qū)磴口縣和烏拉特后旗進行試驗。

　　5.3確定實施方案

　　在試驗點確定后，學(xué)會根據(jù)考察情況積極認真編寫了試驗方案(初稿)，之后在中國林業(yè)科學(xué)研究院、北京林業(yè)大學(xué)、南通江潮纖維制品有限公司相關(guān)教授和高工的指導(dǎo)和修改下，完善了試驗方案。

　　5.4造林施工

　　5.4.1都安造林施工

　　3月中旬，學(xué)會組織專家組和江蘇南通江潮纖維制品有限公司人員在都安縣林業(yè)局的大力支持下完成了造林施工工作。試驗選用生態(tài)與經(jīng)濟效益兼顧的造林樹種——核桃，采用超吸水纖維和超吸水纖維無紡布兩種材料不同方式、不同梯度進行造林應(yīng)用實驗，期望為超吸水纖維在石漠化地區(qū)造林找到經(jīng)濟實用的應(yīng)用方式。此次試驗面積總計約30畝。

　　5.4.2沙區(qū)造林施工

　　2014年4月中旬，學(xué)會在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市磴口縣以及烏拉特后旗進行了治沙造林施工作業(yè)。學(xué)會組織專家以及江蘇南通江潮纖維制品有限公司人員指導(dǎo)了超吸水纖維治沙造林試驗的野外施工作業(yè)。此次試驗與烏蘭布和沙漠邊緣治理工程與戈壁治理造林任務(wù)相結(jié)合。試驗分別選用梭梭和榆樹、柳樹、楊樹等適生樹種，采用超吸水纖維不同梯度、不同方式應(yīng)用進行治沙造林。

　　5.5考察情況

　　5.5.1試驗考察情況

　　經(jīng)過一個生長季的試驗，2014年8月中旬，學(xué)會、江潮纖維制品有限公司、地方林業(yè)局相關(guān)人員對試驗現(xiàn)場進行了考察?？疾彀l(fā)現(xiàn)：在沙區(qū)，在灌水次數(shù)少于空白對照組的情況下，且在一個月沒澆水的情況下，超吸水纖維周邊的沙土依然保持一定的濕度，植被成活率較高，長勢良好。在沙區(qū)，梭梭造林使用量0.05kg基本能達到保水作用，榆樹造林超吸水纖維造林用量稍微大些，0.25kg可以起到一定的保水作用;石漠化地區(qū)由于雨水充足，每株苗木使用0.05kg的超吸水纖維便能達到保水作用，用量大反而導(dǎo)致截水過多，出現(xiàn)泡根現(xiàn)象。另外，超吸水纖維無紡布在實驗中，根系可以穿透無紡布正常生長，也起到一定的保水作用。由此說明，超吸水纖維具有一定的保水和釋水性能，在造林中用量合理，方法得當(dāng)，可以適當(dāng)減少澆灌次數(shù)，達到省工省水的效果。

　　5.5.2產(chǎn)品考察情況

　　2014年11月下旬，學(xué)會組織專家對南通江潮纖維制品有限公司超吸水纖維產(chǎn)品生產(chǎn)情況進行考察，并對今年在廣西都安石漠化地區(qū)、內(nèi)蒙磴口烏蘭布和沙漠、烏拉特后旗沙化地區(qū)的試驗進行總結(jié)，專家組一致認為，超吸水纖維具有優(yōu)越保水性能和釋水功能?？疾彀l(fā)現(xiàn)，根據(jù)專家建議和實驗的情況，南通江潮纖維制品有限公司在這一年中對產(chǎn)品進行了改進——研發(fā)出超吸水纖維美植袋，專家認為，該產(chǎn)品具有更好的應(yīng)用前景。

　　6結(jié)論與建議

　　6.1主要結(jié)論

　　1.超吸水纖維是以丙烯酸化工原料生產(chǎn)而成，通過測試在醫(yī)療衛(wèi)生等應(yīng)用領(lǐng)域都可以安全使用，因此對土壤、植被和環(huán)境比較環(huán)保。

　　2.超吸水纖維具有良好的吸水和保水性能，在荒漠化地區(qū)使用超吸水纖維造林可以提高植被成活率，減少澆水次數(shù)。

　　3.超吸水纖維通過改進的超吸水纖維美植袋具有較好的應(yīng)用前景。

　　6.2建議

　　建議根據(jù)不同市場需求以及不同地形地、地貌、植被等實際情況進一步開發(fā)新的產(chǎn)品，比如生態(tài)墊，或營養(yǎng)美植袋等。

 

　　來源:上海世貿(mào)網(wǎng) 作者:笛聲悠揚

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