為探索以生態優先、綠色發展為導向的高質量發展新路子,近年來,自治區陸續佈局了一批生態建設領域科技重大專項,組織開展重大關鍵技術創新和集成示範,並參照國家重點研發計劃管理模式組織實施,編制論證項目實施方案,成立專家組全程指導,將重大專項實施與智庫專家作用相結合,切實發揮支撐引領作用。其中,由內蒙古農業大學牽頭實施的自治區科技重大專項“重點區域荒漠化過程與生態修復研究示範”,邀請中國工程院尹偉倫院士等7位專家組成項目諮詢專家組,科學把脈技術路線,定期進行年度總結,及時梳理成果、發現問題、完善方案。
“重點區域荒漠化過程與生態修復研究示範”項目由內蒙古農業大學聯合水利部牧區水利科學研究所、內蒙古師範大學、內蒙古財經大學、內蒙古庫布其沙漠技術研究院單位共同實施,項目共投入500萬元,於2018年底啟動,實施期3年。
項目緊緊圍繞自治區國民經濟發展瓶頸問題,基於能源-經濟-環境系統視角下,針對沿黃經濟帶資源開發引發的土地荒漠化問題,以改良土壤、植被恢復、提高生產力為核心,重點研發風沙區採煤沉陷區生態修復技術、光伏電場沙害綜合防治技術、金屬採礦區植被恢復與重建、荒漠草原退化過程與生態旅遊持續保障技術和荒漠化治理產業開發的管理機制與政策分析,構建內蒙古沿黃經濟帶資源開發重點區域土地荒漠化過程與生態修復技術模式並集成示範。項目下設“風沙區煤炭資源開採土壤質量演變與防控機制研究”、“採煤沉陷區植被恢復技術”、“沙區生態光伏電場防沙治沙關鍵技術與示範”、“有色金屬資源開採荒漠草原退化過程與生態恢復研究、“旅遊擾動下土地荒漠化過程與旅遊環境承載力研究”、“荒漠化治理產業開發的管理機制與政策分析”等6個課題。
目前,項目已取得階段性成果:明確了採煤沉陷黃土區與風沙區不同等級寬度裂縫土壤入水分空間分佈特徵、初步探清了採煤沉陷區植被恢復限制性因子,並在布爾臺採煤沉陷區域種植樟子松、家杏、沙棗、李子、海紅果、蘋果等生態經濟樹種;圍繞沙區生態光伏電場防沙治沙,監測了光伏陣列對局地風沙環境的影響和光伏闆闆面降塵物形貌特徵觀測試驗,初步探明光伏板干擾下地表蝕積規律及其動力學機制;針對有色金屬資源開採荒漠草原退化過程與生態恢復,採用遙感影像分析與實地調查相結合,從時空尺度上分析了有色金屬開採過程中植被與土壤特性的變化特徵,提出了植被恢復採取種植沙蒿、檸條,撒播草木樨的方式和美E-2001、中農綠康和有機肥的最佳施肥配比的方案;開展了旅遊擾動下土地荒漠化過程與旅遊環境承載力研究,發現隨著旅遊擾動程度的增加,植物群落內植物種類數量呈下降趨勢,植物高度、植物蓋度也隨著擾動程度的增加呈現下降的趨勢,中度擾動有助於植物生物量的增加,重度旅遊擾動會降低土壤有機質和氮含量。
這些科研成果將為採煤沉陷區、沙漠光伏區、金屬採礦區、退化草原等典型區域的荒漠化防治、生態修復和可持續發展提供科學依據和技術集成方案。
項目課題組在鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮神府東勝煤田補連塔礦區示範區,通過系統蒐集、整理資料,建立了資料數據庫,對不同程度影響區與未影響區蒸發量、土壤含水量等指標進行野外調查、觀察和實驗測定,並取樣對土壤pH值、氮、磷、鉀、有機質、容重、重金屬等表徵土壤理化性質的指標進行了室內實驗測定分析。
在鄂爾多斯市伊金霍洛旗李家塔礦區,課題組研究人員通過對沉陷區地表不同寬度裂縫對土壤水分分佈的影響,使用熱成像技術結合“三溫模型”對採煤沉陷區典型生態修復樹種的蒸騰特徵、人工小葉楊林下生物結皮分佈特徵及理化性質開展了研究,在伊金霍洛旗境內布爾臺礦區開展了採煤沉陷區造林繁育及綜合配套技術研究,種植樟子松、家杏、沙棗、李子、海紅果、蘋果等樹種,並調查其成活率和生長情況。
承擔“沙區生態光伏電場防沙治沙關鍵技術與示範”課題的研究人員,通過野外觀測、數值模擬等手段,研究光電陣列與風沙流結構的相互作用機理,以最大限度減少光伏電板磨損、風蝕、沙埋危害為出發點,開展了光伏陣列對局地風沙環境的影響試驗、光伏板干擾下地表蝕積規律及其動力學機制試驗、平鋪式蘆葦沙障技術固沙效益試驗、紅土防護措施下的植被恢復技術試驗等研究工作,為沙區生態光伏發電持續安全運行提供技術保障。
在內蒙古錫林郭勒盟蘇尼特右旗畢力赫金礦項目區,課題組研究人員採用遙感影像分析與實地調查相結合,從時間、空間尺度分析了有色金屬開採過程中植被與土壤特性的變化特徵,闡明有色金屬資源開採等人為干擾下草原退化過程及受控機制。分析了金礦2000-2018年植被指數變化,初步判斷礦區以及礦區周邊140平方千米影響區草地的受損情況;獲取了金礦及周邊草原2003年、2010年、2011年3期遙感影像;調查研究了金礦內及周邊草原土壤理化性質以及植被情況;開展肥料對比試驗,配合施肥和土壤改良技術,進行了生態恢復適宜植物種優選,初步篩選出常見的紫花苜蓿、紫穗槐、沙打旺、芨芨草、蒙古扁桃等8科20個屬20種植物,進行野外種植試驗。
“旅遊擾動下土地荒漠化過程與旅遊環境承載力”研究課題組已基本完成研究區基礎調研、資料收集、遙感影像資料收集、試驗區確定以及各項試驗內容佈設等工作,並開展了部分試驗觀測、取樣、室內數據處理及分析。經現場考察及綜合分析,選取包頭市達茂旗希拉穆仁草原召河旅遊區典型旅遊點為研究區,開展了無人機航拍進行植被群落調查、不同程度旅遊干擾對部分土壤理化性質的影響等研究。
“荒漠化治理產業開發的管理機制與政策分析”課題組已經編寫完成了荒漠化防治產業技術開發政策與制度研究報告(初稿)。報告從研究背景、荒漠化防治政策執行的有關理論、荒漠化防治政策執行過程、荒漠化防治政策執行衝突與偏差等方面進行闡述和分析。特別是對國家重點治沙工程中的京津風沙治理風沙源治理工程、“三北”防護林工程、退耕還林工程、退牧還草工程、草原沙化防治工程等我國荒漠化政策的制定,實施和具體措施進行了歷史回溯。同時,課題組前往鄂爾多斯準格爾旗等沙產業典型地區企業進行實地調研,並將針對產業瓶頸、技術需求、人才需求、政府扶持、產業創新產品等內容形成調查報告。
截止目前,項目已獲得授權專利3項,申請專利6項;發表學術論文8篇,其中被SCI收錄1篇;出版《內蒙古西部資源富集區土地生態安全研究—以鄂爾多斯東勝區為例》;培養碩士研究生6名,本科生14名,申請軟件著作權3項。
(社會發展科技處)