[发明专利]一种砒砂岩区沙地农业开发利用适应性规模的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于沙地农业开发技术领域，具体涉及一种砒砂岩区沙地 农业开发利用适应性规模的确定方法。

背景技术

我国沙化土地总面积约为172.1万平方公里，占国土面积的 17.9％，沙化土地区域生产力低下，生态环境脆弱。其中分布于沙地 中的砒砂岩总面积约1.67万平方公里，主要集中在晋陕蒙接壤地区 的黄河两岸，由于其成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低， 遇水成泥、遇风成砂，水土流失非常严重，同时，也由于这种岩层自 身物理、化学性质和当地特殊的自然、人文环境，使得该岩层极易发 生风化剥蚀，群众深受其害，视害毒如砒霜，故称其为“砒砂岩”。

砒砂岩区沙地的生态治理与开发利用是国土资源领域的重大难 题。在砒砂岩分布区域内，水蚀和风蚀现象十分严重，加之人类长期 的开发建设和经济活动对该区域生态平衡的影响，使该地区生态环境 脆弱多变。目前该地区域的沙漠化正、逆过程同时存在，沙尘暴活跃， 砒砂岩区水土流失严重，严重阻碍了当地工农业的发展，这是导致农 民生活贫困及生产条件恶化的主要原因。

近年来，由于砒砂岩持水、保水性能强的特点而被作为一种固沙 和节水造田的新材料，利用砒砂岩与沙复配成为混合土壤，结合了砒 砂岩的保水性和沙土的透水性，形成了既能防治沙漠化，且治理成本 低，又能有效提高沙地利用率的新型改土节水技术。基于砒砂岩与沙 复配成土技术的发展，砒砂岩区内的沙地经改造后变成了保水保肥效 果高的有效耕地。由于该技术在沙地治理的同时，有效增加了耕地资 源，提高了耕地质量，节约了工程成本，增加了区域农业收入，带动 了当地村镇经济发展，并有效改善了生态环境。因此，农民耕作积极 性提高，沙地农业开发利用规模也不断扩大，截止2016年，通过应 用砒砂岩与沙复配成土技术进行整治的沙地，在榆林市榆阳区已实现 新增耕地39784.85亩，在神木县已实现新增耕地9385.42亩。

然而可以预见的是，水资源是限制砒砂岩区及沙地发展的关键性 因素，随着沙地治理规模及农牧业耕作面积的不断增加，尽管采取了 多样化的节水措施，农业用水量仍呈显著增长。当用水量超过水资源 可持续供给能力时，则会导致地表水资源枯竭，地下水位大幅下降， 过量使用地表及地下水资源等不合理开发行为，将会日益凸显水资源 供需矛盾。同时，治理后的沙地在水资源供给不足的情况下，土地肥 力难以持续，前期大量开发的农用土地将面临重新撂荒的局面，甚至 与原沙生生态系统相比，其抗风蚀能力及固沙能力反而会有所下降。

综上所述，当以各种综合利用模式为依据的农业开发对当地的水 资源造成明显的压力时，如果仍然保持现有的开发方式和结构，无序 的扩大开发利用规模，无疑会产生更为严重的生态问题。因此，着眼 于对砒砂岩区沙地农业开发利用过程中存在的水资源胁迫问题进行 研究，以节水利用为前提，以水资源对农业开发的最大限度为约束， 探索沙地农业开发利用的适应性规模，以有序的开发促进水资源与土 地资源的可持续利用，以水土资源的可持续带动区域生态环境的良性 循环则显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种砒砂岩区沙地农业开发利用适应性规 模的确定方法，解决了砒砂岩区沙地农业开发利用过程中的水资源短 缺问题。

本发明所采用的技术方案是，一种砒砂岩区沙地农业开发利用适 应性规模的确定方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，计算水资源约束阈值；

步骤2，根据步骤1中计算的水资源约束阈值，确定沙地农业开 发适应性规模及最优种植结构。

本发明的特点还在于，

步骤1中，水资源约束阈值，采用式(1)进行计算：

S₀＝W_G+W_J+W_D-W_X(1)；

式(1)中：(W_X)为总需水量，W_G可供水量，W_J为可节水量， W_D为可调水量。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1，选取经济效益、社会效益、生态效益三个目标函数作 为基于水资源承载力的沙地农业利用适宜开发规模模型；

目标函数1：经济效益；

以农业经济效益产值f₁(x)作为经济效益，采用式(2)进行计算：