THXCY-干旱半干旱区应用液态地膜修复退化草地技术规程编制说明

团体标准《干旱半干旱区退化草地液态地膜生态修复技术规程》编制说明《干旱半干旱区退化草地液态地膜生态修复技术规程》团标制定组二〇二六年八月

目次一、工作简况 41、任务来源 42、起草单位和主要起草人 43、主要工作过程 44、立项专家意见及处理 4二、标准制定背景、目的和必要性 41、标准制定背景 42、制定目的 63、制定必要性 6三、国内外相关标准、技术应用情况及技术瓶颈 61、国内相关标准情况 62、国外标准与技术应用情况 73、尚待解决的技术瓶颈 7四、标准编制原则和主要技术内容确定的依据 81、标准编制原则 82、主要技术内容确定的论据 8五、主要试验与验证分析 91、喷施和成膜适应性 92、抗侵蚀能力 103、植物出苗与早期生长安全 114、土壤水分过程 115、土壤导气率 136、土壤饱和导水率 147、野外土壤性质监测结果 14六、技术经济分析和预期效益 16七、与现行法律法规和强制性标准的关系 16八、重大分歧意见的处理经过和依据 16九、标准涉及专利的处置 16十、标准作为强制性或推荐性标准的意见 16十一、贯彻标准的要求和措施建议 16十二、废止现行有关标准的建议 17十三、其他应予说明的事项 17一、工作简况1、任务来源本技术规程由中国农业大学、北京林业大学、西北农林科技大学、山西农业大学共同申报，由北京华夏草业产业技术创新战略联盟归口。项目于2026年7月提交立项申请并通过立项审查。立项申请明确，本标准用于规范年降水量约150mm～450mm干旱半干旱区退化草地的液态地膜施用、分级修复、施工验收和监测评价。2、起草单位和主要起草人起草单位：中国农业大学、北京林业大学、西北农林科技大学、山西农业大学。主要起草人：王祥、闫雨欣、陈冲、贾善刚、李富翠、魏孝荣、李伟、商建英、赵祥、陈晓鹏。各单位共同承担资料收集、试验验证、标准文本起草、技术参数论证和意见处理工作，具体分工以报审材料最终确认内容为准。3、主要工作过程2025.01月-2025.06月收集干旱、半干旱区退化草地修复、液态地膜和可降解覆盖材料、草地监测与生态安全相关资料，形成标准框架。2025.07月-2026.3月开展液态地膜成膜与喷施适应性、盆栽出苗安全性和模拟降雨抗侵蚀等试验，形成初步技术参数。2026.03月-2026.07月结合野外试验图片和土壤理化、生物学指标监测结果，完善适用范围、施用技术、监测指标和安全环保要求，编写征求意见稿标准文本，编写《编制说明》。后续将由北京华夏草业产业技术创新战略联盟组织国内相关专家对《干旱半干旱区退化草地液态地膜生态修复技术规程》征求意见稿及编制说明进行会议评审。4、立项专家意见及处理立项专家认为，可降解液态地膜具有保水、固沙、促苗和改善表层土壤环境等作用，适用于干旱半干旱区退化草地修复，相关技术缺乏统一规范，制定本规程具有必要性，编制团队基础较好。专家提出三项修改建议，编制组均予采纳，具体落实情况见附录A。二、标准制定背景、目的和必要性1、标准制定背景（1）退化草地生态修复政策支撑我国天然草地面积广阔，是重要的生态安全屏障和畜牧业生产基地。然而，受气候变化及不合理利用等因素影响，我国约90%的天然草地存在不同程度的退化，其中干旱、半干旱区草地退化尤为严重，表现为植被盖度下降、生产力降低、土壤风蚀和水蚀加剧、碳汇功能衰减等一系列生态问题。面对草地退化的严峻形势，国家高度重视草原生态保护与修复工作。2021年国务院办公厅印发《关于加强草原保护修复的若干意见》（国办发〔2021〕7号），明确提出到2035年退化草原得到有效治理和修复，草原综合植被盖度稳定在60%左右，草原生态功能和生产功能显著提升。《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021—2035年）》也将草原保护修复纳入国家生态安全战略总体布局。干旱、半干旱区作为我国草地退化的重点区域和生态修复的攻坚区，亟需研发适用于该区域特殊气候与土壤条件的绿色、高效、可推广的退化草地修复技术，对于落实国家生态修复战略、筑牢北方生态安全屏障具有重要意义。（2）传统覆盖与修复技术的不足在农业和生态修复过程中，传统塑料地膜因具有保温、保墒和抑制杂草等作用而被广泛应用，但其在自然环境中难以降解，长期残留易形成“白色污染”，并可能破坏土壤结构、影响水分入渗和植物根系生长，不适宜在生态脆弱的草地修复工程中长期使用。干旱、半干旱区退化草地具有降水少、蒸发强、风沙大、地表裸露度高和土壤抗蚀能力弱等特点，单纯依靠围栏封育、补播、施肥或机械整地等传统措施，往往难以同时解决“保水促苗”“防风固沙”“减少侵蚀”和“改善表土环境”等问题。部分修复措施还可能因扰动表土而加剧水分散失和风蚀风险，导致补播种子出苗不稳、幼苗保存率低和修复周期长。因此，亟需研发和规范一种能够在地表快速形成保护层、减少水分蒸发和土壤侵蚀，同时又不会造成长期残留污染的生态友好型覆盖修复技术。（3）液态地膜在退化草地修复中的应用潜力液态地膜作为一种可直接喷施于地表、形成连续保护膜层的成膜材料，兼具增温、保墒、固表、防蚀等多重功能，且可在一定周期内自然降解，避免了传统塑料地膜的回收难题和残留污染。近年来，基于腐殖酸、生物炭、改性多糖等天然原料的生物基液态地膜发展迅速，将其应用于退化草地修复具有独特的优势：第一，喷施后可在退化草地地表形成致密的保护性结皮层，有效固定地表土壤，显著降低干旱、半干旱区春季大风条件下的风蚀损失和雨季水土流失；第二，液态地膜覆盖可抑制土壤无效蒸发，改善退化草地土壤水分状况，为补播草种或原生植被自然恢复创造适宜的水热条件；第三，以生物基材料为原料的液态地膜在降解过程中可转化为有机质，直接参与土壤改良过程，增加土壤碳库，提升退化草地土壤肥力和生物活性。液态地膜将物理防护、水分调控与生态改良功能融为一体，为干旱、半干旱区退化草地修复提供了一条兼具速效性与可持续性的新途径。2、制定目的本标准旨在建立“地块调查—材料准入—试喷验证—分级施用—施工验收—管护监测—效果评价—风险响应”的全过程技术体系，统一适用条件、材料基本要求、操作参数和评价方法，减少材料与土壤不匹配、用量过高或过低、喷施不均、阻碍入渗和出苗等风险。3、制定必要性（1）退化草地修复工程需要兼顾短期地表稳定和长期植被恢复，单纯材料性能评价不能替代工程应用规范。（2）现有液态地膜材料体系和推荐用量差异较大，不同土壤和剂量下对蒸发、导气和导水的影响并不一致，需要规定试喷、分级施用和风险控制。（3）现有草地修复标准主要规范退化分级、补播、封育和总体修复技术，尚缺少液态地膜这一喷施型生态覆盖措施的专门应用规程。（4）建立统一的施工验收和生态效果评价要求，有利于项目设计、施工、验收、监管和技术推广。三、国内外相关标准、技术应用情况及技术瓶颈1、国内相关标准情况经对全国标准信息公共服务平台等公开目录检索，国内已形成退化草地修复、草原健康评价、草地监测、人工草地建设和可降解农用地膜等标准，但尚未发现直接针对“干旱半干旱区退化草地液态地膜生态修复全过程应用”的国家标准、行业标准。表1国内相关标准情况标准主要内容与本标准的关系GB/T37067—2018《退化草地修复技术规范》规定退化草地修复的总体原则和技术要求。提供总体修复框架，但未规定液态地膜材料准入、配液、喷施量和施工验收。GB19377—2003《天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标》规定天然草地退化、沙化和盐渍化分级。作为地块退化分级和技术模式选择依据。GB/T21439—2026《草原健康状况评价》规定草原健康评价方法，2026年10月1日起实施。用于修复后草原健康状况评价。NY/T1210《草地生态环境监测技术规程》规定草地生态环境监测技术。用于植被和生态环境监测。GB/T35795—2017《全生物降解农用地面覆盖薄膜》规定固态全生物降解农用地膜要求。对象为固态覆盖薄膜，不直接适用于喷施型液态地膜。GB/T43288—2023规定农业和园艺地膜用土壤生物降解材料的生物降解、生态毒性和成分控制要求。可为材料生态安全评价提供参考，但不规定退化草地施用技术。2、国外标准与技术应用情况国际上，与本技术相近的应用主要包括农业可降解地膜、hydromulching（水力喷播或水力覆盖）和侵蚀控制产品。ISO23517:2021规定农业和园艺用土壤生物降解地膜材料的成分控制、生物降解和陆生生态毒性要求；其对象仍以生产固态地膜的材料或成品地膜为主。ASTMD6459—19采用模拟降雨评价坡面侵蚀控制产品相对于裸地的减蚀性能，但主要针对卷材类侵蚀控制产品。美国农业部自然资源保护局将hydromulching描述为将水、纤维覆盖物和黏结剂喷施于烧毁或高侵蚀风险坡面，以控制侵蚀或促进植被恢复，必要时可加入种子、肥料或土壤稳定聚合物。相关应用主要集中于火烧迹地、道路边坡和工程扰动地，且对坡度、地表石砾、施工可达性和空中喷施均匀性有明确限制。上述标准和技术为材料生态安全、模拟降雨评价和喷施施工提供了参考，但其应用对象、生态目标和管理条件与我国干旱半干旱退化草地不同，不能直接替代本标准。3、尚待解决的技术瓶颈（1）材料多样性与准入不足。不同天然高分子、矿物增强和流变调节体系的稳定性、喷施性和生态安全差异较大，应用端缺少统一的最低要求。（2）固表与透水透气之间存在权衡。膜层过薄时防护不足，过厚时可能影响降雨入渗、气体交换和幼苗出土。（3）效果评价缺乏全过程指标。短期成膜质量、出苗、减蚀和中长期植被恢复、降解残留、土壤环境安全需要分阶段评价。（4）长期多点数据仍不足。现有试验可证明技术可行性和风险边界，但轻、中、重度退化草地的最优参数仍需通过区域示范持续校准。四、标准编制原则和主要技术内容确定的依据1、标准编制原则（1）科学性原则通过参考大量液态地膜相关方面的研究资料，并结合液态地膜在盆栽和田间施用的具体试验研究，获得大量的研究数据，并进行科学评价分析，效果显著、结构合理，具有应用潜力。归纳总结干旱、半干旱区应用液态地膜修复退化草地技术规程，确定规程的内容。（2）可操作性原则已在野外大田和室内控制试验中有成功的应用实例，并且液态地膜在稀释喷施应用、成膜验收等方面具备可操作性，以便干旱、半干旱区应用液态地膜修复退化草地技术规程运行、管理与实施。（3）因地制宜原则根据草地退化程度、土壤质地、风蚀和径流风险确定施用量和配套措施，避免一个剂量适用于所有区域。（4）生态安全原则强调材料可降解性、植物安全性和土壤环境风险控制，不推荐添加与草地修复目标相冲突的除草剂、强碱改性剂等成分。2、主要技术内容确定的论据（1）液态地膜材料要求专家要求细化液态地膜材料要求。本标准征求意见稿从应用端设置资料与可追溯性、基本安全和施用性能要求，包括外观、pH、连续试喷、成膜、入渗、出苗和降解残留等。本标准规定材料应以环境友好、可降解或可环境相容组分为主，不得含持久性塑料颗粒、高风险农药或可能造成土壤环境风险的物质；作业液应能够稀释、过滤和连续喷施，喷后形成连续或半连续膜层，同时不应造成明显植物毒害、长期阻水或地表硬化。（2）分级技术模式及施用参数按照GB19377和GB/T37067的分级思路，标准将轻度、中度和重度退化草地分别对应局部恢复、补播协同和工程措施协同三类模式。推荐参数如下：对于轻度退化草地，宜采用“局部喷施—封育管护—自然恢复”模式，推荐稀释方式为原液:水=1:15～1:20，作业液用量为2000L/hm2～3000L/hm2；对于中度退化草地，宜采用“免耕补播—镇压—喷施液态地膜—封育管护”模式，推荐稀释方式为原液:水=1:8～1:15，作业液用量为3500L/hm2～5000L/hm2；对于重度退化草地，宜采用“微地形调控或固沙措施—补播建植—镇压—液态地膜喷施—封育管护—必要时应急补水”模式，推荐稀释方式为原液:水=1:5～1:10，作业液用量为6000L/hm2～8000L/hm2。上述参数不是由单一剂量梯度试验直接外推得到，而是综合前期盆栽安全性、模拟降雨高覆盖验证、野外试用、设备施工能力和材料浓度范围形成的工程推荐值，体现由局部薄层覆盖向增强固表覆盖递增的工程思路。意见征集稿明确要求通过试喷在范围内确定具体组合，避免将推荐范围理解为普遍适用的固定剂量。前期盆栽中每盆表面积约0.0133m²，喷施8mL液态地膜液体，折算约6030L/hm²；该试验可支持较高覆盖水平下苜蓿出苗未受显著抑制，但盆栽条件和原液密度与工程现场不同，不能作为重度草地用量的唯一依据。模拟降雨试验以60mL液体覆盖600cm²，折算约10000L/hm²，主要用于验证高覆盖条件下的减蚀机理和持续性，故标准将重度草地推荐上限控制在8000L/hm²，并要求试喷。（3）施用条件和操作过程风力不大于3级、气温高于5℃、施用后24h内无强降雨等条件，主要用于保证喷雾漂移可控、作业液能够正常表干并减少尚未稳定膜层被冲刷的风险。表土过干、过松或存在明显汇流时，应先预湿、镇压或实施微地形和固沙措施。二次稀释、持续或间歇搅拌、入机前过滤以及停机后及时清洗，是针对高黏度悬浊体系易沉降、结团和堵塞的工程风险设置。喷施设备不作单一限定，但应在作业前通过小样试喷和流量标定确定喷头、压力、行进速度及单位面积出液量。五、主要试验与验证分析1、喷施和成膜适应性前期采用山西砂壤土和沙土进行小尺度喷施和成膜观察，不同配方均可采用雾状喷头喷施，喷施后地表形成致密、较硬的土壳，表现出较好的防侵蚀潜力。该试验说明喷施型材料具有工程应用潜力，同时也显示不同配方成膜状态存在差异，支持标准设置现场试喷、连续喷施30min和成膜完整性检查。图1液态地膜处理的成膜和土壤结合状态2、抗侵蚀能力模拟降雨试验采用宁夏采集的沙土、13°坡面和80mm/h短时强降雨情景。喷施后静置24h，液态地膜处理的侵蚀量显著低于空白对照；随时间发展，液态地膜部分降解。30d后再次降雨，处理间径流和泥沙差异仍然存在，说明液态地膜具有一定持续防护能力。该结果是标准将液态地膜用于裸斑、坡面薄弱部位和风水蚀风险区的主要直接依据，也支持重度退化草地必须与微地形或固沙措施协同的规定。图2模拟降雨实验情况图3模拟降雨侵蚀量对比图图4时隔30天后的径流量和侵蚀量对比图3、植物出苗与早期生长安全采用青海天然草地土壤根据不同施用量进行盆栽发芽实验，各处理出苗率差异不显著；且部分处理显著增加了植物株高，有利于植物的生长。图5盆栽发芽实验图6液态地膜不同施用量处理下苜蓿盆栽出苗情况4、土壤水分过程在青海和山西天然草地0cm～20cm土壤上开展10d蒸发。两类土壤性质差异明显：青海土壤有机碳46.19g/kg、黏粒25.09%、砂粒35.04%、田间持水量35.19%；山西土壤有机碳12.71g/kg、黏粒17.84%、砂粒54.12%、田间持水量20.44%。两种土壤的日蒸发量均随干燥时间快速下降，前期下降幅度大，后期逐渐接近较低水平，说明试验完整覆盖了由表层供水较充分向土体内部水分迁移受限的过程。液态地膜施用在最初阶段降低了表面水分释放，而在后期缓慢释放。累积水分损失量总体接近，说明液态地膜施用可改变初始储水量、表层孔隙和后续水分释放节律，具有延缓早期蒸发的作用。图7不同液态地膜施用量下土壤日蒸发量与时间的关系图8不同液态地膜施用量下土壤累积水分损失量与时间的关系图9不同处理初始饱和质量含水量及蒸发10天后的质量含水量Black蒸发模型和Rose蒸发模型常应用于无地下供水的土壤累积水分损失量随时间的变化情况，其拟合公式如下：

E=E=C式中，𝐸为土壤累积水分损失量（g）；𝑡0为蒸发历时（d）；𝐹和𝐵为Black模型得出的蒸发参数。C和D为Rose模型得出的蒸发参数。𝐶为不稳定蒸发参数，𝐷为水分扩散参数。两种模型总体均具有较高拟合度。Black模型在10个组合中的8个组合拟合度不低于相应Rose模型，说明其对本试验累计水分损失过程具有较好的整体适用性；Rose模型能够补充描述个别曲线的阶段差异。青海低量D的Black模型R²为0.86，是唯一明显低于其余组合的情形，提示该处理的蒸发过程存在较强阶段性。表2Black及Rose蒸发模型拟合情况土壤类型处理Black蒸发模型Rose蒸发模型FBR2CDR2青海CK-3.0717.930.990.7414.610.98HD-2.9417.340.994.324.250.97LD-2.7712.820.864.133.450.99HE-3.0217.060.984.234.600.97LE-3.0218.510.984.226.400.96山西CK-2.9016.850.970.7413.390.95HD-3.1817.650.974.195.410.95LD-5.5617.710.974.344.780.94HE-0.3315.670.94-2.4422.050.97LE-3.5119.700.97-0.5819.050.965、土壤导气率导气率表现出明显土壤—材料交互作用：高量D在青海土壤中提高导气率，而在山西土壤中降低导气率。该结果说明液态地膜施用后并非简单形成“越厚越不透气”的均一覆盖层，而是通过颗粒胶结、收缩开裂、矿物分散和孔隙重组共同影响气体通道。对施用标准的直接启示是：应控制膜层均匀性和厚度，补播区应检查幼苗顶膜和土壤通气状况，新土壤类型或新材料必须先进行小区验证。图10不同液态地膜施用量下土壤导气率差异6、土壤饱和导水率饱和导水率目前仅获得山西土壤结果。地膜D高、低量均高于对照，地膜E高量居中，E低量与对照差异不显著。结果表明，在本试验条件下，液态地膜并未普遍形成阻水层，部分材料反而提高了饱和水流通量。饱和导水率与导气率并不总是同步变化，说明气体传输和饱和水流受不同孔径和连通结构控制。标准中应同时关注透水和透气，不能以单一指标替代另一指标，也不宜仅凭表面膜层外观推断水气传输安全。图11不同液态地膜施用量下山西土壤饱和导水率差异7、野外土壤性质监测结果野外监测数据表明，液态地膜处理对0cm～20cm土层pH和全钾影响较小，未表现出明显碱化或钾素扰动风险；土壤有机质在0cm～2cm、2cm～10cm和10cm～20cm土层均高于对照；全磷在中、下层土壤中高于对照；铵态氮和有效磷在部分土层提高，速效钾、硝态氮、微生物量碳和微生物量氮整体未表现出明显不利变化。该结果支持标准中将土壤有机质、pH、有效养分和微生物量列为监测指标。图12野外应用液态地膜地表形态对比图图13液态地膜处理对不同土层土壤理化性质和微生物量指标的影响六、技术经济分析和预期效益与人工铺设塑料地膜相比，液态地膜具有机械化喷施潜力，可降低膜材回收和残膜污染风险；与单一补播相比，具有固表保墒和降低风蚀、水蚀的配套作用。由于不同地区原料价格、运输距离、施工设备和封育管理成本差异较大，本草案暂未给出统一成本收益指标。标准实施的主要预期效益是减少因材料选择和施工不规范造成的返工，提高补播建植和侵蚀控制措施的协同性，为工程验收和风险追溯提供记录依据。七、与现行法律法规和强制性标准的关系本标准《干旱半干旱区退化草地液态地膜生态修复技术规程》的起草遵循《中华人民共和国标准化法》、《中华人民共和国草原法》等国家有关法律法规，依据《国家标准化发展纲要》、《关于加强草原保护修复的若干意见》等相关政策，按照《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本标准的草地退化分级、生态监测和人工草地建设等服从GB15618《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》、GB19377《天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标》、GB/T21439《草原健康状况评价》、NY/T1237草原围栏建设技术规程、NY/T1342人工草地建设技术规程等国家、行业、地方及团体标准，并参照编制。本标准与现行法律法规和强制性标准的相关条例没有冲突。八、重大分歧意见的处理经过和依据无。九、标准涉及专利的处置本标准为应用技术规程，不将某一专利配方或制备方法作为唯一技术