风沙带保水固土材料与生态修复工艺装备
来源项目
省级自然资源主管部门推荐
技术分类
生态保护-生态修复
适用对象及范围
北方风沙带荒漠化防治与退化耕地生态修复、沙化草地生态修复
解决的难点问题
该技术针能有效解决寒旱区退化草地固沙复绿，外来植树因不能适应寒旱气候而难以存活，以及破坏本地植物群落系统的问题；本地草本科植物搭配机械、化学固沙技术，也存在降雨少、水分快速蒸发后，草生长需水难以保障的保水难题，所以寒旱草原一旦沙化，趋势难以遏制。
基本原理
环境友好型固土结皮抗蚀材料和大气吸湿集水材料，让生态凝胶材料自由深渗固土，水在沙土中存得住，强日照时保得住；利用凹凸棒和有机肥为原料，加入选育的具有解磷解钾固碳等功能的微生物，解决土壤板结问题，提升土壤有机质和矿物质元素供给效率；筛选耐旱耐碱的植物种子，优化育苗条件实现乡土植物快繁，结合植物群落配置技术，形成先锋植物群落；研发了智能化沙地原位拌制工艺装备，大面积应用实施。
技术描述（创新点及优势）
本研究创新研发了环境友好型土壤结皮抗蚀材料和大气集水凝胶材料，重构沙化土壤植生层结构，凹凸棒土吸附解磷/钾功能菌缓释肥效、提升土壤养分并增强植物抗逆，集成改良材料-繁育技术-工艺装备的风沙带生态修复技术。与同类型技术相比，不仅具有更低的成本，而且其形成的浅表固土结皮还展现出更持久的治理效果，防风固沙周期延长且后期管护频率大幅降低，同时依托配比可调、厚度可控的成熟工艺体系，该技术已通过多地超万亩工程验证，在材料稳定性、施工适配性和规模化应用成熟度方面均处于行业领先水平。
技术推广应用情况
本技术已成功应用于以下治沙示范工程：
1.雅鲁藏布江中游西藏拉萨贡嘎机场，海拔3600m，修复面积4000m2；
2.若尔盖县“SJ”双聚有机物-生物屏障治沙科技试验示范区，海拔3455m，修复面积1061.1亩；
3.若尔盖草原沙化区有机物-生物联合生态修复技术应用研究与示范，海拔3422m，修复面积449.9亩；
4.腾格里沙漠（甘肃凉州区）国家重要生态功能保护区和生态脆弱区治理示范区，修复面积3000m2；
本技术应用后，治沙效果显著，植被覆盖度大幅提升，土壤结构长效稳定，同时具备生态环境效果优化、生态固碳与增汇等诸多优势。
应用案例名称
若尔盖县“SJ”双聚有机物-生物屏障治沙科技试验示范
案例地址
四川省阿坝州若尔盖县唐克乡
案例规模
1511m2
项目投运时间
2019年9月和2020年7月
验收情况
2022年8月17日四川省科技厅
工艺流程
1.防风抗蚀土体加固技术：基于“渗析胶结”和“吸附胶结”的作用机制，将新型纤维素材料喷洒深入沙土内部（以材料/土固含量计0.225~0.275%），形成抗强冲刷、冻融和风蚀的抗蚀结皮层（10~15cm）；
2.大气集水收集利用技术：利用溶胀解链和冻干除水，将AA/AM与淀粉自由基接枝共聚，形成多孔结构浸渍负载LiCl，喷洒到结皮层在自然光下可激发水凝胶材料吸湿集水（20~30g/m2）；
3.功能菌选育及养分缓释技术：利用凹凸棒土吸附矿物微量元素和耐贫瘠微生物菌剂，形成缓释菌肥，施加到沙土中可改善土壤品质，增强植物抗逆性（质量比1~2%）；
4.沙地原位拌制工艺装备：研发的沙土喷施治沙浆液装置搭载智能化程序可自动调控材料喷施、就地搅拌、种子播撒等工艺流程，实现全机械化沙土原位拌制施作（播种密度20~30g/m2）。
污染防治效果和达标情况
1.研发出固土抗蚀、大气吸湿集水和缓释功能肥料等荒漠化土壤结构加固、性能改良与重构的系列材料，国产化率100%。实现耐受24小时50mm降雨冲刷和-25℃下3年冻融循环、集水效率达500%-800%。
2.创新“基质改良-群落调控-智慧管护”的生境修复关键技术体系，针对不同气候条件和土壤条件，研发了3套基于荒漠生态系统自我修复关键技术，支持3个水文年后自然演替、节约管护成本50%以上；
3.构建了技术施工工艺体系。一是制定了《一种沙地绿化施工方法》等4项沙土修复的工艺方法。二是研制了沙地原位拌制工艺装备。三是研发了“生态预警监测云服务平台”。
二次污染治理情况
本技术所用材料为生态材料，无二次污染情况
碳排放情况
本项目利于生态脆弱区植被恢复，减少碳排放，通过碳汇增益、生物多样性恢复等间接价值，为脆弱生态系统修复提供了低碳可持续的解决方案。
能源、资源节约和综合利用情况
项目实施可为该区增加劳务和草场鲜草草量等直接经济效益和草原生态系统所具有的如保育土壤、涵养水源、固碳制氧、营养物质积累、环境净化、生物多样性保护和草原游憩及防灾减灾等间接经济效益。
投资费用
本项目总投资费用368万，包括材料费（含运输）、建设人工费（含食宿）、基建费、设备费，占比分别为33%、42%、5%、20%。
运行费用
本项目实施周期为80天，实施完后配备2名现场管护人员，管护周期8个月，成本5万
经济收益
该技术绿色环保，不会产生次生危害，同时可大幅节省每年生态修复的费用投入，且景观相容性好。经济、社会和生态效益良好，具有较高的推广价值。
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