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利用意大利政府赠款环境生态项目技术方案的说明 一 资金安排二 项目技术方案1 草场改良2 秸秆转化3 废弃物处理三 竞争性研究四 成果监测 一 项目资金安排 项目总计投资8616 3万元 其中利用意大利政府赠款550万美元 其余为项目建设单位配套资金解决 项目主体分为研究开发 R D 和示范推广 demonstration extension 两部分 1 研究开发部分 此部分分为竞争性研究 competitiveresearch 和专家小组 技术指导委员会 TAC 两部分专家小组工作费用40万元 三个项目研究开发费用800万元 2 示范推广部分 此部分分为草场改良 秸秆转化饲料 动物废弃物处理三部分示范推广部分合计投资5995万元 草场改良部分 示范性地改良建设草原25万亩 包括耕作 播种 田间管理 围栏在内每亩需投资133元 合计需资金3325万元 秸秆转化加工饲料部分 购进袋装包膜 plasticenvelope 青贮加工设备 70万元 秸秆加工设备 50万元 建秸秆转化池 60万元 本部份合计需资金180万元 动物废弃物无害化处理部分 项目将建设奶牛粪便处理设施24处 每处投资124 5万元 合计需资金2988万元 技术援助费228万元培训费用36 5万元交通运行80万元价格不可预见费和实物不可预见费938 8万元 项目其他投资 奶源项目的政区分布 二 项目技术方案的选择 1 草场改良部分技术方案 我省草地类型及分布 改良针对类型的确定 草地改良的涵义退化草原的改良 草场改良遵循原则 1 可持续发展的原则2 生态保护与草地科学利用并举原则3 遵循自然规律原则4 生态系统整体性原则5 人与自然协调的原则 草场改良遵循生态学原理 1 植被演替理论2 生态积累理论3 生态系统平衡理论4 植被 土壤 大气耦合 coupling 理论 改良的技术路线 演替规律A 放牧草场演替规律 羊草 alkalinegrass 群落 轻度放牧 羊草 苔草群落 羊草 寸草苔群落 寸草苔 星星草群落 重度放牧 过度放牧 B 割草植被演替规律 羊草 羊草 杂类草 羊草 杂类草 寸草苔 羊草 寸草苔 轻度割草重度割草过度割草 改良的主要步骤 明确被恢复对象 确定系统边界 生态系统层次与级别 时空尺度与规模 结构与功能 生态系统退化诊断 退化原因 退化类型 退化过程 退化阶段 退化强度 退化草地生态系统健康评估 历史上原生类型与现状评估 结合恢复目标和原则进行决策 是恢复 重建或改建 可行性分析 生态经济风险评估 温室气体控制 优化方案 退化草场改良技术 退化草场恢复与重建的实地试验 示范与推广 退化草场恢复与重建过程中的调整与改造 退化草场恢复与重建的后续监测 预测与评价 围栏丰育 fence 自然原因 人为干扰 放牧与割草 轻度退化草原 重度退化草原 施肥 生态制剂 自然恢复 灌水 种草 物理 化学 浅翻轻耙 shallowturnover lightharrow 震动深松 shake deeploose 生物 科学利用与管理草场 中度退化草原 羊草草原 确定改良技术方案 补播 resow 放牧草场 割草场 牧刈兼顾草场 herd graze 改良的目的 1 加大草场在碳循环 carboncirculation 过程中的碳固定 carbonsequestration 能力 减少温室气体的排放 进而减轻温室效应 2 恢复草场生产力 提高草场载畜量 恢复草场利用 促进草场地上植被和地下根系的发育 提高牧草产量 3 根据草场退化程度的不同 分不同类型进行改良 建立不同改良模式及技术体系 4 改良后草地确立并实施不同的管理方案 保证草场的科学利用 改良的具体方案 1 轻度退化草场 A 采用的模式 主要采取围栏封育 松土的改良措施 B 重点研究 重点研究草场利用模式以及草场的科学管理方法 包括对轮牧区的大小 放牧时限以及割草制度等内容的研究 寻找最佳的放牧方式以及割草时间 强度和频率的组合技术 C 关键技术 轮牧区的放牧率 割草的留茬 leftstrawroot 高度 留茬高度为4 5cm 以及轮割方式 D 技术与经济指标 在植被收获量为1 5 2吨 公顷时 而次年的草地植被生产力不受影响 E 经济投入 65元人民币 亩 轻度退化草场主要是利用过度 草皮板结 通过围栏封育 松土改良即可恢复其生产力 松土改良草地有效期可达5年 6年 2 中度退化草场A 采用的模式 围栏封育 浅翻轻耙 补播相结合的模式 补播以羊草单播和以羊草与草木樨混播两种方式进行 B 重点研究 探索出退化草地改良最直接 最经济而有效的改良技术手段 同时探索出经济有效的植被最佳恢复途径 在此基础上找到合理经济的利用模式 C 关键技术 采用化学 生物 物理手段相组合的方式 适宜草种的筛选 播种方法与牧草种植顺序及管理方法 牧草的合理利用方式 D 技术经济目标 改良草原的恢复时间为2年 改良后亩产草量达到250 300公斤 E 经济投入 110元人民币 亩 3 重度退化草场 重度退化草场属质的变化 原生植物群落消失 代之以杂草和有毒有害植物 土壤严重板结 harden 对重度退化草场的改良必须在围栏的基础上 通过对土壤振动深松 重耙后再补播适宜的优良牧草 A 采用的模式 采用围栏封育 震动深松 重耙耱平 heavyharrow makeeven 补播牧草相结合的治理方式 必要时在草场直接种植牧草 同时辅以草地地面整理 施肥 灌水 生态制剂等措施 以羊草 羊草和草木樨混播以及紫花苜蓿 alfalfa 进行播种 B 重点研究 研究出重度破坏草场植被快速恢复的模式 使草地植被盖度迅速提高 土壤结构得到相应改善 C 关键技术 振动深松的应用 草种的选择及播种顺序 播种方法 D 技术经济目标 2 3年时间内植被盖度从20 提高到80 可食牧草率增加 植被收获量达到1 1 5吨 公顷 E 经济投入 170元人民币 亩 改良成果监测指标与方法 1 盖度 采用Braun Blanquet的五级盖度等级 2 高度3 频度 F P T 1004 地上生物量5 根系生长量6 草场可食牧草率 X Y Y Z 7 载畜量8 固定碳总量净初级生产力NPP a Pn 24 a R 9 土壤呼吸土壤CO2排放通量的测定采用静态暗箱 staticstatecamera 法 采用LI COR6400型CO2红外线分析仪进行测定 计算公式为 操作程序 根据草场退化类型的不同 我们项目中所采用的各种技术主要按下列时间操作 5月初进行草地松土 轻度退化草场和中度退化草场每亩约需40元 包括雇用农机和油料费用 重度退化草场需进行振动深松 雇用拖拉机和振动深松机 每亩需50元 5月底进行围栏封育 每亩需25元 其中刺线和连接桩约22元 人工安装约3元 6月初进行严重退化草场的重耙耱平工作 雇用重耙机和拖拉机 每亩需40元 在6月底和7月初雨季到来之前进行牧草补播工作 每亩草籽需35 45元 根据退化程度不同需草籽数量不同 播种机器和人工需10元左右 生态制剂 施肥 灌水等措施将根据草场的具体情况来试验性地应用 项目区布局 项目拟建设在下列地点 哈尔滨市郊区 五常市 巴彦县 齐齐哈尔市郊区 克东县 拜泉县 佳木斯市郊区 汤原县 大庆市郊区 杜蒙县 鸡西市郊区 密山市 绥化市 绥化市北林区 肇东市 安达市 海伦县 黑河市瑷珲区 五大连池市 北安市 省草原中心种子基地 共25个项目建设地点 每个地点改良建设草原1万亩 每万亩草原可分割成若干个子项目建设 其中位于我省草场主要退化区 松嫩平原 SongnenPlain 的项目点有18个 位于三江平原的项目点有2个 位于我省东部 北部山区的项目点有5个 项目实施计划 项目建设期为3年 2006 2008年 三年分别计划建设草场7万亩 8万亩和10万亩 目前今年拟建设的7个子项目已经全部完成了项目点的勘察 草场退化类型的界定 改良方法的初步确定 项目所需农机具的意向性选择等前期准备工作 待项目启动实施后即可开展工作 项目建设单位 黑龙江省项目办负责项目的组织实施 具体内容由各市 县 项目办管理 项目由各县畜牧局下属草原站具体操作实施 黑龙江草原饲料中心实验站及各相关市 县草原站 东北农业大学动物科学技术学院 资源与环境学院 哈尔滨工业大学 黑龙江省自然资源研究所等单位负责向项目提供技术咨询 2 秸杆转化部分技术方案的选择 目前根据我们项目设计 我们在秸杆处理方面注重降低处理成本 减少秸杆的焚烧 增加奶牛的消化率为重点目标 同时注重实用性和示范性为主 加强推广 秸秆的处理方法以青贮 silage 和微贮 microbialtreatment 为主 开展秸秆氨化 amination 的研究工作 拉伸膜 包膜 青贮 plasticenvelopesilage 拉伸 包 膜青贮的优点 1 经济节约2 营养成分损失少3 灵活机动占地面积小4 取用方便 秸秆的微贮 把农作物秸秆粉碎后经微生物在厌氧状况下发酵所产生的饲料叫微贮饲料 我们项目主要涉及玉米干秸秆的微贮微贮饲料可以作为青贮饲料不足时的优秀的替代品 其应用和推广可以显著减少秸秆的焚烧和填埋 微贮饲料的优点 不受时效的限制制作时间短可以显著提高粗饲料的品质 提高消化率生产工艺简单 生产成本低 秸秆的氨化 秸秆氨化的优点 显著提高粗饲料的消化率 适口性 营养元素含量变废为宝 减少了秸秆的焚烧处理时间短 技术简单 氨水 ammonia 或液氨 liquidammonia 存在一定的危险氨气也是一种潜在的温室效应气体我省冬季开展应用也有一定的困难 缺点 项目中将采购秸秆的包膜青贮设备10台 套 每套包括打捆机 包膜机 项目第一年的网膜 包膜 项目将选奶源项目的10个示范场或园区作为项目的建设地点 项目将采购干秸秆的加工设备100台套 这些设备将用于秸秆的微贮 氨化工作 本项目将在奶源项目支持的5500户农户中建设秸秆转化池600个 每个造价1000元 这些转化池将用于秸秆的微贮 氨化 具体用途根据氨化的研究进程而定 项目实施计划 此部分项目的实施期为5年 2006 2010年 2006年计划采购秸秆包膜青贮设备10台套 秸秆加工设备30台套 开展相关的研究工作 2007年采购秸秆加工设备40台套 2008年采购秸秆加工设备30台套 建秸秆转化池200个 2009年建秸秆转化池200个 2010年建秸秆转化池200个 3 废弃物处理部分的技术方案选择 好氧 oxygenous 堆肥 影响有氧发酵的主要因素 温度供氧量水分C N 固相中全碳 allcarbon 与全氮 allnitrogen 之比 PH值微生物种群搭配 畜禽粪便中的部分有机物在通气良好 氧气充足 温度适宜的条件下 经微生物作用 会迅速氧化分解成CO2和H2O 并放出大量热能 而在通气不良 厌氧条件下 在酶的作用下碳水化合物被分解成单糖 单糖再分解成酸 然后酸又生成CH4 其化学反应式如下 C6H12O6 2H2O 2CH3COOH 2CO2 4H2CH3COOH CH4 CO24H2 CO2 CH4 2H20这就是CH4产生的全过程 如何避免CH4的产生就是我们项目面临的最大的问题 有氧发酵不易产生氧化亚氮畜禽粪便中产生氧化亚氮主要是生物硝化和反硝化两个主要过程 生物硝化过程可简单表述为 蛋白质水解产生氨基酸 氨基酸在微生物作用下氨化分解产生氨气 氨气遇水形成氨离子 氨离子通过一系列的中间反应形成NO3 反硝化作用是指在通气不良的条件下将NO3 作为电子受体进行呼吸代谢产生N20 所以在氧气含量比较高的情况下 不利于氧化亚氮的产生 且畜禽粪便内部干湿交替 易促进氧化亚氮的排放 具体处理形式的介绍 目前我们拟采用的是一种来自意大利的有氧发酵技术 具体内容如下 单个罐体 环保技术和措施在处理过程中的应用 1 加热换热器2 太阳能3 利用秸秆等废弃物作为调理剂4 尾气的吸收装置 堆肥过程中各个指标的测定方法 废弃物处理项目的分布 项目将建设在奶源项目的全部7个示范场和17个距离城市较近的奶牛园区 项目区遍及我省全部8个项目市及其所辖的部分县 市 项目实施计划 项目建设期为3年 2006年 2008年 三年内分别完成奶牛粪便处理设施的建设7处 10处 7处 目前2006年拟建设的7处废弃物处理设施的示范场和园区的选址 配套资金的筹集 处理产物的意向性应用方向等工作已全部完成 可以马上进行建设实施 三 竞争性研究 目前 我省已经成立由省内温室效应控制和环境保护方面的专家组成的项目指导委员会 委员会负责在每年年初确定各子项目的研究方向和研究内容 在每年年底向省项目办汇报项目进展情况 并且根据各研究单位的研究报告编制赠款项目的统一报告 委员会的秘书长由省项目办官员担任 目前我省的专家委员会成员主要有哈工大 东北农大 省科学院 省草原中心等单位的专家组成 鉴于我省与世行的谈判结果 奶源基地建设项目将于今年2月份开始实施 环境生态项目也将一同启动 我省将于近期召集委员会的专家召开会议 制定2006年的竞争性研究的内容 一旦研究内容确定之后 我办会向全国的各个相关研究机构发出参与研究竞标的邀请 最终以竞争性招标的形式确定研究的执行单位 四 项目成果的监测 我办将每年就项目成果的监测委托相关项目研究单位进行监测 监测的内容包括建设成果和项目在减少温室效应气体方面所做的贡献 以及成果的推算 项目减少温室效应气体排放量初步预测 草场改良按每亩增产含水15 青干草150公斤计 有机质含量90 计 约含碳45 9公斤 资料显示 中国温带草原年固碳能力在40 80公斤 折合二氧化碳168 3公斤 若地下根系也按等同地上植被 实际上远远高于 计算 25万亩草原每年可增加二氧化碳吸收8万吨以上 秸