建設生態文明、促進鄉村振興，是新時期中國經濟社會轉型發展的重大戰略。黃土高原地區實施退耕還林工程后出現了耕地面積銳減、糧食自給困難、農業人地矛盾加劇等新問題，為鞏固退耕還林成果、建設高標準農田，亟需科學開展溝道土地整治，實現溝道耕地對坡耕地的功能替代。本項目基于人地系統耦合、流域綜合治理相關理論，探索建立了黃土高原地區多維目標優化、多尺度要素關聯、多技術集成的溝道土地綜合整治技術方案，取得了原創性的技術突破和創新，成功應用于中央支持陜西延安市治溝造地土地整治重大工程建設。

主要創新成果：①面向生態文明建設和人地協調發展戰略需求，基于實地調查和理論研究，提出了多維目標優化、多尺度要素關聯的農村土地綜合整治理論框架；針對黃土丘陵溝壑區實施退耕還林后流域水土氣生多要素的新變化（如植被快速恢復、水土流失減緩、耕地面積減少等），率先提出“山上退耕還林、山下治溝造地”的系統理念，構建了區域-流域-溝域多層次統籌、閘溝造地的溝道土地綜合整治技術模式。②研制了溝道土地調查與整治適宜性評價技術方案，首次完成了延安1.1萬余條溝道土地資源調查，創新設計了“干-支-毛”分層防控、“渠-堤-壩”系統配套、“喬-灌-草”科學搭配的增強型溝道土地整治技術體系，研制了一套溝道流域整治規劃仿真方法及溝道土地整治規劃系統，實現了多要素不同防控和配套條件下土地整治情景方案優化模擬。③針對黃土濕陷性及其微結構特征，創新研制了溝道坡面造地切坡最優參數及側坡導流排水、健康土體復配等技術，成功破解了溝道土地整治中坡面穩定性和新增耕地快速熟化的關鍵技術難題。④基于歷史氣候數據建模、長期定位觀測和溝道土地工程試驗，提出了溝道新造地“一季改兩季”、“一業變三業”的土地利用新模式，創新設計了黃土丘陵區“三段六帶”農業立體發展地域模式，研發了溝道土地立體農業優化決策仿真系統，為溝道土地整治工程及其新造地可持續利用提供了理論與技術支撐。

成果應用情況：該技術成果成功應用于中央支持陜西延安市治溝造地土地整治重大工程可行研究報告、實施方案和典型設計，以及工程主要子項目的施工設計、施工方案等工程實踐，并獲國家批準立項和財政經費支持。在本項研究與設計成果的支持下，已完成溝道土地整治建設規模37053.56公頃（55.58萬畝），新增耕地7800.97公頃（11.70萬畝），建成高標準農田28199.21公頃（42.29萬畝），整治后的溝道土地是退耕山坡地產能的3-5倍，推動了黃土高原農業種植業由“廣種薄收”到“少種多收”的根本轉變。整治后項目區年均增收2.24億元，年均增產糧食9.60萬噸。應用該成果鞏固了退耕還林成效，降低了自然災害風險，促進了植被生態持續恢復，增加了農民收入，為貧困戶實現穩定脫貧提供了可靠保障，實現了治溝保生態、造地惠民生的目標，取得了顯著的經濟、社會和生態效益。

該項研究成果申請國家發明專利10項，獲得授權國家發明專利4項，軟件著作權2項，制定地方標準1項，出版專著1部，發表論文101篇，其中SCI/SSCI/EI論文58篇。 2100433B

本書通過相似分析及模型試驗的驗證，提出了溝道壩系模型試驗的方法，并從試驗的角度研究論述了裸地溝坡模型的降雨產沙特性；研究了黃河下游河道沖淤及河床形態變化對侵蝕產沙區的響應機理；論證了黃土高原典型小流域壩系布局的攔沙效果及其發展規律；論述并運用溝道的自平衡機制，對壩系相對穩定原理進行了理論闡釋和深入研究，并通過模型試驗研究了淤地壩(系)的相對穩定過程與效應；研究論證了淤地壩攔沙減蝕的力學機理及保持相對穩定的原理。另外，還創造性地提出淤地壩的壩體新結構形式，并對區劃黃土高原粗沙粒徑進行了理論探索；列舉了應用相對穩定原理指導流域壩系建設實例。

本書可供水土保持學、地理學、環境科學、泥沙動力學等專業的研究和管理人員及高等院校相關專業師生閱讀參考。

面對沙地開發利用與生態治理的重大難題，結合對毛烏素沙地基本概況、前期治理思路及新時期生態脆弱區土地綜合整治戰略的系統分析和全面梳理，對砒砂巖與沙復配成土固沙、節水、造田的機理、效應及技術進行探索，取得了系列成果: （1）解析了砒砂巖與沙復配土微觀結構及固沙機理，明確了復配土的固沙效應； （2）提出了固沙導向下的復配土可持續利用方案； （3）探明了復配土的儲水性能； （4）制定了典型作物節水灌溉制度，構建了毛烏素沙地農業開發利用的節水技術體系； （5）建立了基于水資源約束的沙地農業水資源承載力模型； （6）探索了砒砂巖與沙復配成土穩定性，提出了相應調控技術； （7）制定了復配土上典型作物水肥管理制度； （8）編制了《砒砂巖與沙復配成土造田工程技術規范》（已頒布）； （9）開發了毛烏素沙地開發決策支持系統。成果已應用示范1.2萬余畝，推廣約4.2萬畝，對沙地生態整治及砒砂巖資源化利用具有重大的現實意義。,面對沙地開發利用與生態治理的重大難題，結合對毛烏素沙地基本概況、前期治理思路及新時期生態脆弱區土地綜合整治戰略的系統分析和全面梳理，對砒砂巖與沙復配成土固沙、節水、造田的機理、效應及技術進行探索，取得了系列成果: （1）解析了砒砂巖與沙復配土微觀結構及固沙機理，明確了復配土的固沙效應； （2）提出了固沙導向下的復配土可持續利用方案； （3）探明了復配土的儲水性能； （4）制定了典型作物節水灌溉制度，構建了毛烏素沙地農業開發利用的節水技術體系； （5）建立了基于水資源約束的沙地農業水資源承載力模型； （6）探索了砒砂巖與沙復配成土穩定性，提出了相應調控技術； （7）制定了復配土上典型作物水肥管理制度； （8）編制了《砒砂巖與沙復配成土造田工程技術規范》（已頒布）； （9）開發了毛烏素沙地開發決策支持系統。成果已應用示范1.2萬余畝，推廣約4.2萬畝，對沙地生態整治及砒砂巖資源化利用具有重大的現實意義。 2100433B