自治区科技攻关和重点科技项目可行性研究报告 草地资源优化配置技术草地资源优化配置技术 与生态治理方略研究与生态治理方略研究1、项目摘要l1.1 1.1 项项目目名名称称：草地资源优化配置技术与生态治理方略研究l1.2 1.2 项项目目组组织织单单位位：克孜勒苏克尔克孜自治州人民政府、新疆畜牧科学院l1.3 1.3 项项目目承承担担单单位位：新疆畜牧科学院草原研究所（第一承担单位）、克州畜牧局、新疆农业大学草业工程学院l1.4 1.4 项目主持人：项目主持人：崔恒心l1.5 1.5 项项目目实实施施地地点点：克孜勒苏克尔克孜自治州三县一市l1.6 1.6 投投资资预预算算与与资资金金筹筹措措：总投资60万元，其中申请科技厅拨款20万元，克州财政配套40万元l1.7 1.7 项目研究目标及主要研究内容项目研究目标及主要研究内容l1.7.1 1.7.1 研究目研究目标标：建立草业生产信息计算机管理系统，研究牧区环境容量，制定克州草地生态治理与畜牧业经济发展目标、途径与措施 l1.7.2 1.7.2 研究内容：研究内容：草地资源本底研究；草地生态治理对策研究；优化资源配置技术研究 l1.8 1.8 预期研究成果：预期研究成果：草地资源优化配置技术研究报告，克州草地生态治理与牧区经济发展方略研究报告，克州草业生产信息计算机管理系统等十项研究成果2、项目的意义和立项的必要性（含技术突破对行业技术进步的重要意义和作用等），国内外现状和技术发展趋势，市场需求分析：l2.12.1项目的意义：项目的意义：l随着社会与经济发展，生态环境建设与资源可持续利用倍受世人关注。然而由于自然与人为等多种因素制约，自然环境与社会发展之间的矛盾越来越突出。l克州地处新疆边陲，环境闭塞，生存条件差，经营方式落后，牲畜超载过牧，草地退化严重，经济发展缓慢，牧民极其贫困等系列矛盾突出。贯彻十六届三中全会精神，统筹克州城乡发展、区域发展、经济社会发展、人与自然和谐发展刻不容缓。但是，该州资源本底不清，现有资源数据大多源于20世纪80年代初期，无法满足经济发展需求。本项目旨在利用4S技术（GIS、RS、GPS、ES），高度融合遥感信息并进行智能化处理，在快速、高效查清全州草地资源本底，测算牧区环境容量，建立草业生产信息管理系统。以环境资源人口经济协调发展理论为指导，耦合环境保护与牧民致富目标，统筹生态保护与经济社会发展，研究制订克州草地生态治理与牧区经济发展建设方略。l根据草地生态自我修复理论，制订禁牧、休牧、减牧与梯度放牧等草地生态保护方案，开展草地生产力动态监测，建立草畜平衡制度，保护和改善草地生态环境。根据资源优化配置理论，研究天然草地与人工草地一体化配置方略，转变经营方式，高效利用水、土、草资源，发展牧区经济，提升畜牧业整体生产水平，增加牧民收入。根据牧区环境容量，制订拓宽生存空间和生态搬迁优化方案,为申报国家草地生态建设项目做好前期工作,对加快克州生态、经济、社会效益协调发展具有重要意义。可为全疆乃至全国同类地区制订可持续发展目标、途径与措施提供示范。l2.2 2.2 项目必要性和市场需求分析：项目必要性和市场需求分析：l克州草地占克州国土总面积的46.3%，耕地与林地分别占0.58%与0.62%，天然草地是该州陆地生态系统中最重要组成部分，对于涵养水源，防止水土流失具有重要作用。但由于长期无序利用，超载过牧，致使牧草种类减少，覆盖度下降，产草量降低，草地严重退化，极大削弱了天然草地水源涵养能力，造成水土流失严重，特别是遇到融雪、降雨，地面水流急剧汇集下泄，洪水灾害频繁发生，对克州及下游地区带来灾害，严重危害生态安全。同时，克州是新疆主要牧区之一，也是自治区的贫困地州，生产条件极差，经济发展严重滞后， 2003年全州农牧民人均收入1320元，牧民收入更低，一般为1000元左右，半数以上牧民处在贫困线以下。阿克陶县塔尔塔吉克自治乡牧民人均收入仅580元，为全疆牧民低收入之最。 l该项目以生态环境建设和发展牧区经济为目标，研究优化资源配置，拓宽生存空间的途径与措施，对转变经营方式，调整产业结构，分流牧区人口，增加非牧收入，发展牧区经济，提高牧民收入，加快牧区城镇化进程，促进社会进步，维护民族团结，巩固社会和边疆稳定具有重要意义。l2.32.3国内外研究现状及发展趋势：国内外研究现状及发展趋势：l3S技术集航天航空遥感，卫星定位技术和地理信息系统技术于一体，利用高性能计算机软、硬件系统和数学模型，采集、存储、加工、输出基础空间信息与属性数据。l应用遥感信息网络技术、遥感信息高度融合技术和智能化遥感信息处理等各种技术体系於国民经济建设的能力，是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。不论是发达国家还是发展中国家，都十分重视发展和应用3S技术，寄希望于能够给国家经济建设飞跃发展提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。被广泛应用于国内外农业 、林业、草地、土地、工程、水利、测绘、地质、石油、城市建设等广阔经济领域。l随着科学技术发展，3S技术（RS、GIS、GPS）与专家智能化系统（ES）相结合的一体化集成，能够更加准确、快速高效地收集、存贮、管理、分析资源信息，对于统筹生态保护与经济社会发展，研究制订优化资源配置、拓宽生存空间途径具有重要作用。随着社会发展，资源、人口与环境成为世界经济发展中的突出问题。资源高效持续利用和生态环境建设，倍受各国普遍关注。在资源利用重组与合理配置上，发达国家高度重视通过优化资源配置途径，最大限度地挖掘与发挥资源潜力。3、项目的基础条件：与项目相关的前期工作情况，现有技术基础和工作基础，包括前期所取得的成果或技术（工艺）情况，国内外在该技术领域的专利情况，相关领域的试验及示范基地建设情况，研究开发队伍和产学研结合等情况： l3.13.1有长期承担以3S技术为支撑的国家重点研究项目的基础条件l新疆畜牧科学院草原研究所与新疆农业大学草业工程学院是20世纪70年代“新疆重点地区荒地资源综合评价”国家重点研究项目的主要参加单位，80年代“新疆草地资源调查与利用评价研究”国家重点研究项目和“应用遥感技术编制草地类型图研究”的主要完成单位，80年代末90年代中期“西藏土地资源调查与利用评价”、“全国1：100万草地资源图编制研究”、 “三北防护林遥感调查研究”、“草地、小麦、土壤水分卫星遥感监测与服务系统研究”等国家与自治区重点研究项目的主要完成单位，最近两年又利用3S技术完成了昌吉州部分县市及伊犁地区草地资源调查。l以3S技术为支撑，在资源环境领域的研究项目中取得了丰硕成果，先后荣获省部级科技进步特等奖1项，一等奖1项，二等奖5项，三、四等奖12项，在长期科研实践中积累了丰富的实践经验，造就与培养了一批应用3S技术於草地资源与生态领域研究的骨干技术力量。l3.23.2有3S技术实验室l新疆畜牧科学院草原研究所与新疆农业大学农业工程学院均拥有3S技术实验室，现有MICROTEK A3平台式扫描仪（9800）、HP绘图仪、彩色激光打印机、数字化仪、高配置计算机、GPS卫星定位仪等硬件设备与MapInfo、ArcView、ENVI、Cyberland等地理信息系统、遥感图像处理软件。l3.33.3现有工作基础l70年代末80年代中期，根据原国家科委与原国家农委统一部署，自治区畜牧厅组织新疆草地资源调查，农业厅组织新疆土壤普查，80年代末90年代初自治区土地局(国土资源厅前身)组织土地资源详查。90年代畜牧科学院主持牧民定居与饲料地建设方案研究， 2002年初克州人民政府邀请自治区专家组提出关于克州生态环境治理与农业经济发展的咨询建议，2003年水利厅主持编制新疆牧区草原生态保护水资源保障规划与实施方案等重大资源调查与研究工作，都为克州草地资源优化配置与生态治理方略研究奠定了较好的工作基础。4、项目总体目标，设施年限，具体的考核指标（含主要技术经济指标）及年度计划安排：l4.1 4.1 项目攻关总体目标：项目攻关总体目标：l4.1.14.1.1研究建立一个集成遥感信息网络技术、遥感信息高度融合技术和智能化遥感信息处理技术于一体的技术平台和克州草业生产信息计算机管理系统；l4.1.24.1.2研究测算环境保护与牧民致富相耦合的牧区环境容量；l4.1.34.1.3 研究制订以环境资源人口经济协调发展理论为指导的克州草地生态治理与牧区经济发展目标、途径与措施。l4.2 4.2 项目实施年限与年度计划安排：项目实施年限与年度计划安排：l项目实施年限3年，年度计划安排为：l2004年：查清草地资源本底，建立克州草地资源数据库，绘制草地资源图件；l2005年：评价水土资源条件，对天然草地与人工草地实行一体化配置，测算牧区环境容量，研究制订克州草地资源优化配置与生态治理对策。编制克州草地生态治理与牧区经济建设方略研究报告，建成草业生产信息计算机管理系统。l2006年：聘请专家咨询修正研究成果，印制研究报告、成果图件、照片表册，完成课题验收与成果鉴定。l4.3 4.3 项目考核指标：项目考核指标：l1草地资源优化配置技术研究报告；2克州草地生态治理与牧区经济发展方略研究报告；3克州草业生产信息计算机管理系统；4克州及州属三县一市草地资源图； 5克州及州属三县一市草地生态治理与牧区经济发展建设项目布局图； 6学术论文510篇；7培养硕士研究生23名。5、项目的主要研究内容，课题设计方案，承担单位选择方式：l5.1 5.1 主要研究内容：主要研究内容：l5.1.15.1.1草地资源本底研究草地资源本底研究l利用4S技术，查清克州草地类型、数量、质量、分布，退化现状，评价水土资源条件，研究改良草地与人工草地的建设条件。l5.1.25.1.2草地生态治理对策研究l根据草畜平衡和草地生态自我修复理论，建立禁牧、休牧、减牧与梯度放牧的草地生态保护体系，适时、适度、有序利用草地资源，实现退化草地自我修复，保护草地生态环境。l5.1.3优化资源配置技术研究l以环境资源人口经济协调发展理论为指导，研究天然草地与人工草地一体化配置方案，优化资源配置，模拟环境容量，拓宽生存空间。l5.2. 项目承担单位：l本项目由克州科技局负责申报立项；自治区畜牧科学院草原研究所（第一承担单位）、克州畜牧局（第二承担单位，含州草原监理所、草原站）、新疆农业大学草业工程学院（第三承担单位）组成产学研相结合的科技攻关项目课题组，采取分工合作，互有侧重，相互协作，共同完成研究任务。 l具体分工如下：l1、克州科技局负责申报立项。l2、新疆畜牧科学院草原研究所负责课题设计；负责草地生态治理对策研究、资源优化配置技术研究；参加草地资源本底研究。l3、新疆农业大学草业工程学院负责草地资源本底研究；参加草地生态治理对策研究与资源优化配置技术研究。l 4、克州畜牧局负责基础资料收集；参加草地资源本底研究、草地生态治理对策研究与资源优化配置技术研究；负责成果应用与技术推广工作。6、项目的主要技术特点和创新点，关键技术内容，项目实施的技术、工艺路线，可能取得的专利（尤其是发明专利和取得的国外专利）及知识产权分析l6.1 6.1 技术关键内容和创新点：技术关键内容和创新点：l6.1.1 6.1.1 建立草地资源解译标志，创新解决判读解译中同谱异类、同类异谱技术难题；l6.1.2 6.1.2 构建草业生产信息计算机管理系统；l6.1.3 6.1.3 制订资源优化配置方案与测算环境容量。l6.2 6.2 项目技术工艺路线：项目技术工艺路线：l以遥感资料和地面实测数据为基本信息源，运用ENVI、ERDAS遥感图像处理软件、ArcInfo、ArcView、MapGis地理信息软件和Access数据库软件为支撑，查清资源类型、分布、数量、质量特征，建立资源数据库管理系统。以系统工程和可持续发展理论为指导，查清资源本底，优化水土草、人草畜资源配置，研究环境容量，研究制定拓宽牧区生存空间的对策与措施。项目实施流程为：l6.2.1 6.2.1 收集资料l收集研究区水、土、气象资源数据，社会经济资料，县乡行政界限与草场利用界限资料；购买数字化图件和ETM或TM遥感资料。l6.2.2 6.2.2 矢量化原有草地资源图l运用数字化仪和扫描仪，以MapInfo和MapGis软件为支撑，对80年代的草地资源图件进行数字化处理；l6.2.3 6.2.3 校正处理最新ETM影像l运用ENVI、ERDAS、Cyberland遥感图象处理软件，对研究区遥感资料进行校正，根据研究区界限分割遥感图像。l6.2.4 6.2.4 野外调查，实地取样l采用室内布点，实地取样，GPS定位的工作方法。对草地群落种类成分、层片结构、投影覆盖度、地上生物量等进行分析测定。l6.2.5 6.2.5 建立草地资源图解译标志l运用ArcInfo、ArcView地理信息系统软件，将最新ETM或TM影像资料通过目视判读、机助判读和外业调绘提取的有关信息与80年代草地类型图表徵的基础空间信息对照分析，建立解译标志。l6.2.6 6.2.6 编绘资源图，统计资源量l制订分类系统与标准，在ArcInfo、ArcView、MapGis地理信息系统软件的支持下，编绘资源图；以Access软件为支撑，建立草地资源图库；分类计算资源量，同时将项目区自然、经济、社会等属性数据录入计算机，链接空间数据与属性数据，建成草地资源数据库；将图库与数据库相连接，建成草业生产信息计算机管理系统。l6.2.7 6.2.7 优化配置资源，制订草地生态治理与牧区经济发展建设方案l以资源环境人口经济协调发展思想为指导，优化配置资源，测算环境容量，研究制订草地生态治理与牧区经济发展建设方案。编制草地生态治理与牧区经济发展建设项目布局图。l6.3 6.3 可能取得的成果和知识产权：可能取得的成果和知识产权：l（1）草地资源优化配置技术研究报告；l（2）克州草地生态治理与牧区经济发展建设方略研究报告；l（3）克州草业生产信息计算机管理系统；l（4）150万克州草地资源与退化草地分布图；l（5）150万克州草地生态治理与牧区经济发展建设项目布局图；l（6）1：10万克州各县市草地资源与退化草地分布图；l（7）1：25万克州各县市草地生态治理与牧区经济发展建设项目布局图；l（8）发表学术论文与研究报告5-10篇；l（9）提高课题组成员，尤其是青年科技人员业务水平；l（10）培养硕士研究生2-3名。7、项目的关联行动：相关的基本建设、技术改造、技术引进、国际合作等落实情况，与其它相关自治区科技计划（工作）、项目的衔接和分工，项目的组织管理措施，其它必要的支撑和配套条件（如基地、示范点、技术或工程依托等）落实情况：l新疆地处欧亚大陆腹地，气候极端干旱。森林覆被率很低，天然草地是新疆生态系统中最重要的组成部分，对于调节气候、涵养水源、防止水土流失和防风固沙具有重要作用。随着社会经济发展和不合理利用程度增加，草地超载退化，严重危害生态安全。国家实施西部大开发战略，将生态建设放在重要位置，把“牧区草原生态保护水资源保障建设”、“天然草原退牧还草工程”、“已垦草原退耕还草工程”列入生态建设计划已经或即将启动。本项研究对于以耦合环境保护与牧民致富为目标，制定开展具有前瞻性、全局性、系统性、科学性、可操作性的新疆草原生态保护与建设的战略规划及分步实施方案，有序实施上述生态建设工程，确保国债资金有效使用，实现投资效益最大化具有重大关联作用。8、项目总投资预算，资金筹措及来源渠道：9、项目预期成果的经济、社会、环境效益分析，与国内外同类产品或技术的竞争力分析，成果应用和产业化前景分析：l本项目以发展牧区经济为着眼点，为克州有序实施“退牧还草”、“牧区草原生态保护水资源保障规划”、“已垦草原退耕还草”和“牧民生态搬迁”等生态建设项目提供科学依据。对于合理使用国家投资，更好地发挥资金效益，发展牧区经济，拉动牧民增收具有重要作用，经济效益很大。 本项目立足于实施天然草地与人工草地一体化配置，对于增加牧区基础设施建设，改善牧区生产生活、文化教育、医疗卫生条件，提高民族素质，发展第三产业，改善消费结构，增加就业机会，分流牧区人口，推动社会进步，加强民族团结，促进社会稳定均具有重要作用。同时有利于全州草业科学科技队伍培养和人才成长，社会效益显著。l本项目以保护环境为目标，查清全州草地资源本底，根据环境保护与经济发展相协调原则，科学制定禁牧、休牧、减牧与适时、适度放牧和梯度放牧等建设与利用方案，对于克州5000万亩天然草地保护治理和退化草地恢复重建，实现草地资源永续利用，增强草地保水持土、涵养水源、防风固沙能力具有重要的生态效益。l利用4S技术，快速高效地查清草地资源，建立州、县草业生产信息计算机管理系统，为进行全州草地分户承包与核定草原载畜量，建立草畜平衡制度和对草地生产力水平进行动态监测提供可靠依据，对自治区以及全国草地资源进行计算机管理具有广泛的推广应用前景。1010、项目的风险分析，含技术、市、项目的风险分析，含技术、市场的风险分析等：场的风险分析等：l本项目承担单位技术力量雄厚，实验室条件较好，3S技术是广为应用的成熟技术，项目实施中不存在技术风险。1111、其它需要说明的事项：、其它需要说明的事项：12、附件：、附件：l12.1. 新疆国际信息检索咨询中心查新报告l12.2. 克州关于开展草地资源优化配置技术与生态治理方略研究的通知l12.3. 克州财政局配套资金证明谢谢静听畜牧科学院草原研究所崔恒心2004年7月15日