生態科技論文：生態科技園現狀與策略初探

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本文作者：武藝王農謝頌華工作單位：江西省水土保持科學研究所

科技園的定位與目標調整

為了適應新的水土保持科技發展要求，強化科研基礎平臺建設，服務于鄱陽湖生態經濟區建設和南方紅壤區水土保持研究，在原有規劃和建設的基礎上，對科技園定位和建設目標進行了調整。科技園的定位遵循經濟與自然發展規律，研究南方紅壤區水土保持科技現狀及發展趨勢，并結合目前國內外相關園區建設經驗，充分發揮科技園的技術優勢，不斷完善科研成果、不斷發展科研成果、不斷提供更新更好的成果，為推動紅壤丘陵區水土保持科技事業發展，保障區域內水土資源合理配置，促進水土流失區經濟社會發展提供水土保持科技保障。建設目標統籌規劃，突出重點，集中力量建設功能齊全、管理運行規范、富有區域特色的一流水土保持生態科技園。(1)逐步改善科研儀器和配套的實驗分析條件，形成具有常規實驗分析和自動觀測相結合的綜合測試分析能力，為我國南方乃至亞熱帶地區水土保持科學研究提供專業研究平臺。(2)進一步從重點研究方向與關鍵技術、成果推廣與轉化、基礎平臺和人才隊伍建設等4個方面，完善科研平臺的發展體系。(3)建設綜合性的水保科研交流中心，打造具有聲光電綜合演示功能的土壤侵蝕影響因子展示廳，構建水土流失治理及生態開發模式最佳實踐示范區和水土保持實踐活動區，為水土保持生態建設提供科普、教育、培訓的實踐平臺。(4)整合區內生態景觀資源，立足生態、經濟協調發展理念，突出水土保持文化內涵，打造具有高質量的水土保持文化主題公園，為南方紅壤區提供一個生態文化展示平臺。

科技園二期工程科研平臺建設與配套設施

二期工程的主要建設范圍在科普展示區，用地面積6.67hm2，建筑面積16850m2。主要建設內容包括坡耕地土壤水量平衡試驗區、棄土(渣)試驗區、生態護坡試驗區、綜合護坡試驗區、人工模擬降雨大廳、實驗樓、水保科普展示廳、辦公生活管理房和水保科研交流中心8個部分。建設理念以“科研、實踐、文化、自然、融合”為中心內容，以技術、經濟、環境三者統一為基準點，著力建設富有特色的高質量的水土保持科技園。(1)繼承和延續原規劃脈絡，充分體現融舊合新的建設理念。立足現有建設成果，兼顧實踐與科技的發展需求。(2)強調科技園建設的整體性，包括功能布局、分區建設、單體分布、科研設施、生活空間分布、景觀系統與基礎設施，實行統一規劃，形成統一整體。(3)在兼顧整體性的同時，強化各功能分區的獨立性，包括功能、規模和核心價值。(4)充分利用園區的自然環境，營造山水相融的科研環境。科研平臺建設(1)坡耕地土壤水量平衡試驗區。在該試驗區布設20個徑流小區，每個小區100m2，設置兩種土體坡度(8°和15°)，混凝土底板分別采用和土體坡度平行以及遞增2°兩種情況進行配對試驗(對土體坡度8°的小區采取2種處理，每種3次重復;對15°的小區采取2種處理，每種處理2次重復)。(2)棄土(渣)試驗區。在該試驗區共設置8種棄土棄渣類型，即花崗巖發育的紅壤、紅砂巖發育的紅壤、第四紀紅土發育的紅壤、紫色頁巖發育的紫色土、稀土尾礦、煤矸石、房渣土及電廠灰渣，共布設24個徑流小區，每個小區50m2。(3)生態護坡試驗區。在該試驗區共布設18個徑流小區，每個小區50m2，坡比采用實踐中較為常用的1∶1.5和1∶2。(4)綜合護坡試驗區。在該試驗區共布設20個徑流小區，每個小區30m2，坡比均為1∶1。(5)人工模擬降雨大廳。該大廳建筑面積1200m2(長40m，寬30m)，建筑物高度20m。建筑采用鋼結構網架形式，充分考慮功能布局靈活，便于后期模擬降雨設備運輸及安裝。(6)實驗樓。配置了與野外試驗相配套的室內試驗設施，可開展土壤理化性質分析、水質分析、植物培養以及小氣候研究，為水土保持研究提供更好的工作環境。3.3配套設施(1)水土保持科研交流中心。建設面積7000多m2，建筑物高度約15m，采用框架結構。建設的目的是為國內外學者以及開展水土保持科研的人員提供科學研究、學習和交流的場所，成為高等院校碩士、博士研究生實習的基地以及廣大基層水土保持科技人員的培訓中心。(2)水保科普展示廳。運用聲光電等先進的科技手段集中展示影響土壤侵蝕的降雨、地形、土壤、植被和人類活動五大因子的作用，并直觀展示水土流失的形成、危害及水土保持治理成效，以先進的科技和生態理念打造水土保持科普教育平臺，向社會和中小學生傳播愛護環境、改善環境與可持續發展的理念。(3)辦公生活管理房。這是科研人員及管理運行常駐人員的辦公和生活場所，應能滿足50人的長期住宿需要。

主要試驗內容與研究方向

主要試驗內容(1)坡耕地土壤水量平衡試驗區。基于SPAC模型理論，通過觀測自然降雨下土壤水分、溶質的變化和運動過程，運用水量平衡原理研究坡耕地降雨—入滲—徑流關系、徑流與溶質耦合關系和坡耕地水土流失與養分流失過程模型，對于深入認識紅壤坡地水文過程和坡地土壤水分循環機理，優化水資源配置，指導坡耕地可持續經營和控制鄱陽湖區農業面源污染，都具有重要的理論價值和實踐意義。(2)棄土(渣)試驗區。以南方紅壤區不同成土母質發育的土壤和主要生產建設棄土(渣)類型為研究對象，通過對徑流泥沙、土壤植被以及棄土棄渣中的滲透水進行觀測，研究在生產建設中棄土(渣)區域的水土流失規律和面源污染情況，探索生產建設活動造成的“跡地”快速恢復技術和棄土(渣)區滲透水污染防治技術。(3)生態護坡試驗區。針對開發建設活動中一般性邊坡的不同護坡形式，進行徑流泥沙以及土壤、植被等指標的觀測，結合邊坡防護工程實踐開展植物防護技術研究，從而篩選出更優的護坡植物種類、材料要求及配合比設計方法等，探索植物護坡的作用機理，為邊坡生態防護提供科學依據。(4)綜合護坡試驗區。主要針對目前生產建設中建設單位對陡坡所采取的各種防護形式進行的徑流泥沙以及植被、土壤相關指標觀測，探索由生產建設活動造成的受損土地的快速恢復技術，比較評價工程建設實踐中所采用的各種邊坡防護形式的水土保持效應，為解決開發建設活動引起的嚴重水土流失防治提供技術支持。(5)人工模擬降雨大廳。將該廳劃分為4個獨立的降雨區，模擬從小雨到暴雨的各種雨型，可進行各種下墊面土壤侵蝕規律研究，也可解決設站觀測幾十年一遇的大暴雨問題，大大縮短了研究周期，為研究土壤侵蝕過程和機理提供了重要的平臺。1科研方向(1)南方紅壤區土壤侵蝕過程與預報。通過長期定點觀測、試驗與模擬，系統研究南方紅壤的土壤侵蝕發生機理、侵蝕過程、演變規律及驅動機制，從而進行土壤侵蝕監測預報研究。主要包括:土壤侵蝕演變規律、發生機理及預測預報，土壤侵蝕與水土保持效益、環境影響評價，水土流失試驗方法與動態監測技術改進等。(2)土壤侵蝕與流域生態環境。從宏觀角度著手，以流域為單元，系統研究土壤侵蝕對徑流泥沙、面源污染、洪澇干旱等的影響及機理，探索其防治技術與模式，從而實現流域水土資源的優化配置與高效利用。主要包括:小流域綜合治理技術與集成，流域水土保持措施優化配置及其調控徑流、防洪減災技術，水土流失區農業面源污染控制技術，水土保持與全球氣候變化的耦合關系及評價模型。(3)植被退化機制及其恢復技術。深入開展南方紅壤丘陵侵蝕區植被退化機制與影響的主導因素、植被恢復的關鍵技術與配置模式研究，以解決林下水土流失、濱湖沙地治理和崩崗侵蝕治理等難題。主要包括:土壤侵蝕區退化生態系統植被恢復機制，水土流失區林草植被快速恢復與生態修復關鍵技術，水土保持措施防蝕機理及適用性評價研究。(4)現代坡地生態農業開發利用。積極探索集防治水土流失和改善、美化生態景觀于一體的新型水土流失治理技術，形成以人為本、人與自然和諧相處的水土保持生態農業模式。主要包括:坡耕地水土綜合整治技術，水土保持農業技術措施，豐水區集水節灌技術，坡地農業水土保持綜合效益。(5)開發建設項目水土流失防治。開發建設項目的水土流失是一種人為加速侵蝕，其水土流失防治主要是通過深入研究人為水土流失產生的規律與機理，探索相應的防治技術與措施。主要包括:人為再塑地貌水土流失規律，開發建設項目與城市水土流失防治技術，開發建設項目水土保持監測評價。(6)高新技術應用。主要是積極引進國內外與水土保持相關的高新技術，然后進行集成、組裝和展示，通過試驗示范進行推廣應用。主要包括:水土流失快速自動化和信息化觀測，水土保持新材料、新工藝、新技術應用等。推廣示范方向長期以來，廣大水土保持科技工作者研究的科研成果，由于中間試驗、推廣經費不足等原因，難以在生產中推廣應用。針對這一現狀，科技園積極開展水土保持科技成果轉化應用，提高水土保持科技成果的轉化率，提高水土保持科技對水土保持事業發展的貢獻率。加強面向基層的實用技術培訓，加大科技成果的轉化力度，在努力將水土保持研究成果服務于水土資源的可持續利用和生態環境的可持續維護的同時，不斷加快水土保持科研創新步伐。針對贛南特有的六套水土保持關鍵技術(水土保持生物措施配置技術、水土保持工程措施配置技術、水土保持綜合治理措施優化配置技術、花崗巖不同土壤出露層水土保持措施配置技術、不同侵蝕級別水土保持措施配置技術、紫色頁巖侵蝕區水土保持措施配置技術)和十大水土保持綜合治理模式(小流域綜合治理模式、頂林—腰果—底谷(養殖)立體治理模式、現代坡地生態農業技術———前埂后溝+梯壁植草+反坡臺地、現代坡地生態農業技術———水平竹節溝+喬+灌+草、現代坡地生態農業技術———坡面雨水集蓄、現代坡地生態農業技術———崩崗治理模式、“豬—沼—果”循環經濟生態治理模式、“封禁+補種+管護”生態修復治理模式、水土流失區植物優化組合治理模式、礦山植被恢復治理模式)進行有選擇性的推廣示范。

預期成果

科技園可大大增強鄱陽湖生態經濟區和我國南方紅壤區的水土保持科研創新能力，加快水保科研創新步伐，推進科技進步，為我國乃至亞熱帶地區水土保持生態建設提供科技支撐;科技園將輻射與帶動12個各具特色的水土保持科研基地發展，包括江西省主要侵蝕類型區，主要山地農業發展方向以及崩崗、坡耕地等特殊紅壤侵蝕研究基地建設;將成為水土保持科技培訓和人才培養的基地，提高水土保持從業人員的業務水平，為水土保持生態建設提供人才支撐;將成為水土保持科普教育和生態安全宣傳基地，增強和擴大水土保持宣傳教育能力和效果，提高社會和公眾的水土保持意識和國策觀念;將成為水土保持生態建設的窗口、機制創新和改革發展的示范、人與自然和諧相處的典型。總之，江西構建以水土保持研究為主的生態科技園，可以充分發揮地域優勢，有效開展針對南方紅壤區的水土保持應用基礎、實用技術和高新技術等方面的試驗研究，同時利用生態科技園的輻射和帶動作用，積極探索新的水土流失治理機制和模式，以實現紅壤侵蝕區水土資源的可持續利用和生態環境的可持續維護。