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①课题来源与背景：课题来源于甘肃省水利科学试验研究及技术推广项目（编号：甘水科外[2019]8号-9）。当前全球气候变暖，CO₂减排任务逐渐增加，森林是陆地生态系统中最强大的“碳汇”，人工林是森林的重要组成部分，发展人工林碳汇是应对全球气候变化及实现中国2060年碳中和的重要举措。近年来因水资源日益匮乏，半干旱区水分条件是人工林地碳循环的最重要限制因子，由于土壤水分是温室气体排放与碳循环过程的关键驱动因子，灌溉方式的改变带来的土壤水分含量及其分布的显著变化势必会对林业土壤的温室气体排放/吸收强度产生重要的影响，如何选择科学、合理的高效节水灌溉技术提高人工林的碳汇能力是迫切需要研究的问题。 ②技术原理及性能指标：技术原理：课题研究半干旱区不同灌溉方式对侧柏人工林土壤性状与碳通量的影响，采用野外采样调查与室内分析的方法，根据地形特点，在样地内随机挖取土壤剖面，每个剖面分5层采集土样带回实验室风干、磨碎进行土壤容重、孔隙度、团聚体及养分等指标的测定。土壤呼吸采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定，同时用仪器自带的温度探针和土壤水分探头同步测定观测点附近5cm土壤温度和土壤体积含水量，利用气温计同步观测记录大气温度和地表温度。性能指标：该课题以半干旱区侧柏人工林为研究对象，测定不同灌溉方式人工林土壤含水率、容重及速效养分等理化指标，利用LI－8100土壤碳通量自动测量系统测定不同灌溉方式下的林地土壤呼吸及环境指标，研究林地土壤呼吸日、季变化规律，揭示不同灌溉方式下土壤呼吸变化特征及差异，探讨不同灌溉方式对侧柏人工林土壤理化性质及土壤呼吸的影响，提出半干旱区人工林地适宜的灌溉方式。 ③技术的创造性与先进性：（1）采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定半干旱区侧柏人工林在喷灌、穴灌及漫灌3种灌溉方式的土壤呼吸及环境指标（温度、水分）。（2）通过野外试验与室内分析相结合的方法，测定土壤水量、持水量、孔隙度、土壤容重及团聚体等物理指标及土壤有机碳、水解性氮、速效钾等化学指标，分析土壤养分空间分布和不同灌溉方式对土壤环境因子、理化因子的影响，提出喷灌是改善侧柏人工林土壤孔隙度、持水量、团聚体及土壤速效养分效果最好的灌溉措施。（3）研究不同灌溉方式下侧柏人工林土壤呼吸速率变化特征及差异，分析其与土壤环境因子之间的关系，探明不同灌溉方式对侧柏人工林土壤呼吸的响应机制，提出3种灌溉方式中喷灌是调控半干旱区侧柏人工林土壤碳排放适宜的节水灌溉技术。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该课题开展了半干旱区不同灌水方式对侧柏人工林土壤理化性质和碳通量变化特征的影响研究，通过分析不同灌溉方式下林地土壤理化性质和土壤呼吸的变化，研究成果可为半干旱区人工林建设和培育过程中选择适宜的灌溉方式和制定科学的节水灌溉措施提供科学依据。 ⑤应用情况及存在的问题：应用情况：侧柏耐干旱瘠薄、适应性强，已成为干旱、半干旱地区荒山造林的重要绿化树种，也是兰州市南北两山绿化工程种植面积最大，生长良好的树木。侧柏更具生态意义的是其强大的碳汇作用，在改善生态环境、调节城市小气候、减尘、维持碳氧平衡等方面具有重要作用。该课题以侧柏人工林为研究对象，开展半干旱区灌溉林地碳通量变化特征及其影响因子研究，揭示侧柏土壤碳通量与不同灌溉方式之间的关系及其变化规律，从而提出有利于半干旱区侧柏人工林地固碳减排的灌溉方式。研究成果从土壤碳通量角度为半干旱区侧柏人工林选择适宜的灌溉方式和制定科学的节水灌溉措施提供科学依据，进一步实现人工林的可持续发展，具有广泛的应用价值。存在的问题：在今后的研究中还需要进一步补充多时间尺度之间的对比研究，深入研究不同树种的全天24h土壤呼吸特征，同时结合有机质和生物量等因素进行更加细致的研究，总体评估人工林不同灌溉方式下的土壤呼吸变化特征。 ⑥成果简介：该课题以半干旱区侧柏人工林为研究对象，采用野外试验与室内分析相结合的方法，在侧柏地挖取土壤剖面，测定不同灌溉方式（平地漫灌、坡地喷灌和穴灌）下侧柏人工林地的土壤理化性质，并采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定三种灌溉方式下侧柏人工林地的土壤呼吸速率，分析不同灌溉方式对土壤理化性质和土壤呼吸速率特征的影响。同时用相关性分析法研究了土壤呼吸速率与土壤温度和水分因子之间的相关关系。结果表明，喷灌能更好地改善侧柏人工林地的土壤容重、孔隙度、持水量、团聚体及土壤速效养分，从而有利于促进人工林地对土壤水分及养分的吸收。通过研究不同灌溉方式下侧柏人工林土壤呼吸速率变化特征及差异，分析其与土壤环境因子之间的关系，探明了不同灌溉方式对侧柏人工林土壤呼吸的响应机制，优选出喷灌为半干旱区侧柏人工林地固碳减排的最佳灌溉方式。研究成果从土壤碳通量角度为半干旱区侧柏人工林选择适宜的灌溉方式和制定科学的节水灌溉措施提供科学依据，进一步实现人工林的可持续发展，具有广泛的应用价值。

①课题来源与背景：甘肃省水利科学实验研究及技术推广计划项目(甘水建管发〔2020〕46号)，甘肃省水利厅201 8年度省级水资源费项目(甘水资源发〔2018〕238号)。植被是生态系统最基本的组成部分，是自然景观最直接的反应。水既是国民经济的命脉，又是维持生态系统平衡的重要因素。在干旱地区，由于水资源天然不足，加之人类活动范围的扩大和不合理的水资源开发利用方式，导致森林草原退化、湖泊消失、沙尘暴强度和频次不断增加，生态环境恶化，这就使得植被生态需水研究也越来越引起人们的重视。在水资源供需矛盾突出，生态环境相对脆弱，生态环境问题严重的干旱区，半干旱区，如何在水资源有限的情况下，制定合理的生态需水量，对水资源的合理配置与实现生态环境的可持续发展具有重要意义。 ②技术原理及性能指标：该研究以关川河流域为研究对象，在对土地利用、土壤类型/植被类型、气象、降雨、蒸发、径流、水资源等资料分析的基础上，基于关川河流域内气象数据资料，分析关川河流域气候演变规律；界定关川河流域生态环境需水类型、建立关川河流域生态环境需水估算模型等；分析关川河流域土地利用变化规律以及不同土地利用类型对生态环境需水的影响。(1)基于关川河流域内气象数据资料，分析关川河流域气候演变规律；(2)结合甘肃中部半干旱区域(黄土高原丘陵沟壑区)特点对关川河流域生态环境需水类型进行界定；(3)建立关川河流域生态环境需水估算模型；确定各类生态环境需水量定额，进而分类、详细估算研究区现状生态环境需水量并对估算结果进行分析。(4)探讨关川河流域土地利用变化规律以及不同时段的土地利用类型对生态环境需水时空格局特征。(5)完成论文3篇，实用新型专利2项。 ③技术的创造性与先进性：1.利用线性倾向估计法、M-K检验法和滑动T检验法分析了关川河流域年降水量、四季降水量和年气温、四季气温的变化趋势和突变节点，进行了降水量、气温的周期性和变异点的归因分析，表明关川河流域近60年内气温呈稳定上升趋势，降水有减少的趋势，整体呈暖干趋势；2.探索提出半干旱区生态环境需水类型主要包括：陆地植被生态需水、城市绿地生态需水和水域生态需水；3.建立了基于天然植被生态环境需水量、河流基本生态环境需水量、河道渗漏补给需水量、河流水面蒸发需水量的关川河流域生态需水定量化模型；4.揭示了黄土高原丘陵沟壑区不同时空尺度下气候变化和人类活动对半干旱区生态需水的定量耦合作用机制。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该成果可广泛应用于黄土丘陵沟壑区水资源利用、水土保持、生态修复等，可为半干旱区生态修复水资源利用、水土保持等提供技术支撑，提升半干旱区生态修复水资源利用率及经济效益，缓解区域经济建设发展中存在的资源型矛盾，促进半干旱区水资源合理高效利用，为乡村振兴、区域经济发展、社会稳定与生态环境的可持续发展提供技术模式与技术支撑。 ⑤应用情况及存在的问题：项目的实施和推广应用，可有效指导甘肃黄土丘陵沟壑区生态环境建设，显著改善半干旱区生态环境及农业生产条件，提高甘肃黄土丘陵沟壑区水土资源利用水平，增强水资源利用效率，提升乡村经济效益。由于资料数据有限和能力有限，论文仍存在一些不足，在今后的研究中需要完善：(1)建立区域植被蒸散量等值线图；进一步建立精准的生态环境需水定额函数；(2)优化配置方法结合智能优化方法，如遗传算法、人工神经网络法、“3S”技术的强大功能，使水资源配置模型得出的配置结果更具操作性。 ⑥历年获奖情况：无。 ⑦成果简介：项目以关川河流域为研究对象，基于水生态环境现状，利用线性倾向估计法、M-K检验法和滑动T检验法分析了关川河流域年降水量、四季降水量和年气温、四季气温的变化趋势和突变节点，进行了降水量、气温的周期性和变异点的归因分析，表明关川河流域近60年内气温呈稳定上升趋势，降水有减少的趋势，整体呈暖干趋势。探索提出半干旱区生态环境需水类型主要包括：陆地植被生态需水、城市绿地生态需水和水域生态需水；建立了基于天然植被生态环境需水量、河流基本生态环境需水量、河道渗漏补给需水量、河流水面蒸发需水量的关川河流域生态需水定量化模型。揭示了黄土高原丘陵沟壑区不同时空尺度下气候变化和人类活动对半干旱区生态需水的定量耦合作用机制。该成果可广泛应用于黄土丘陵沟壑区水资源利用、水土保持、生态修复等，可为半干旱区生态修复水资源利用、水土保持等提供技术支撑，提升半干旱区生态修复水资源利用率及经济效益，缓解区域经济建设发展中存在的资源型矛盾，促进半干旱区水资源合理高效利用，为乡村振兴、区域经济发展、社会稳定与生态环境的可持续发展提供技术模式与技术支撑。项目的实施和推广应用，可有效指导甘肃黄土丘陵沟壑区生态修复，显著改善半干旱区生态环境及农业生产条件，提高甘肃黄土丘陵沟壑区水土资源利用效率，促进流域社会经济的健康稳定发展具有重大现实意义，推广应用前景广阔。

该项目成果属于地理学科，涉及生态修复、水土保持、树轮地形学等领域。 党的十八大以来，生态文明建设已经上升到国家战略层面。南方丘陵山地带是国家“两屏三带”生态格局的重要组成，分布有世界同纬度带上面积最大、最完整的中亚热带森林生态系统，区域城镇化率高，电网建设高速发展。山高坡陡和土薄，水土流失风险高，生态系统潜在脆弱性高，已成为制约区域电网建设高质量发展。 输变电工程跨域长、施工分散，益加南方丘陵山地带多降水、多地质灾害的特性，水土保持与生态修复面临着诸多技术难题：1)风险评估空间精度低。传统方式难以快速评估复杂地形下点位尺度的建设区域水土流失风险，对水土保持设计和措施选型指导性不足。2)生态修复见效慢。工程建设需要通过快速修复来减轻水土流失，但当前多数修复方法修复慢，难以适用输电线路的施工的需求。3)监测效率低。由于南方丘陵地形阳隔、极端天气频发，输变电工程水土保持监测点位多、传输干扰大，导致水土保持监测效率低、预警时效性不足、综合成本高等问题。 项目组围绕“快速修复、响应、评估”的目标，首创“设计-施工-运行”全链条的输变电工程水土流失防治及生态修复关键技术，并进行工程应用，经过5年“产学研用”紧密融合，形成了系统性创新成果： (1)提出输变电工程点位尺度上土壤侵蚀速率快速评估的技术方案。提出适合输变电工程建设点位土壤侵蚀速率快速评估方法，建立涵盖土壤侵蚀分级控制的输变电工程生态影响防控技术标准，揭示输变电工程气候、地形和植被等因素对土壤侵蚀动态的影响，优化水保模型，侵蚀研究的时间跨度从几十年到百年，估算空间精度提高20%，有效支撑水土保持设计。 (2)首创基于微生物调控的输电线路施工区土壤分步式固持技术。先通过微生物诱导矿化，实现仿生体系的无植物根系初步土壤固持；后采用复合微生物肥料与生长调节复配剂，实现“微生物-土壤-植物”养分循环互促的侵蚀劣地快速生态修复，施工区域覆盖度达80%以上时间缩短至30天以内，且综合成本降低50%以上。 (3)构建输变电工程水土流失立体监测技术。研制了基于微纳感知的实时监测设备和3D摄像在线监测装置，应用于建设和运行期的水土保持监测，开发了输变电工程远程水土保持“监测-预警-管理”平台，提高了水土流失监管效率和预警响应时效，100%覆盖监测区域，基站收敛时间<45s。 项目授权发明专利21项、软件著作权5项、发表文章51篇、出版专著3部。经中国电机工程学会科技鉴定，项整体达到国际先进水平，其中基于微生物调控的输变电工程生态修复技术达到国际领先水平。该项目成果已在画粤联网工程及福厦特高压工程全线应用，并推广至湖南、重庆等输变电工程，累计应用工程超600个，对南方丘陵山地带输变电工程生态修复和水土保持提供了有力支撑，是国网公司深入践行生态文明思想、建设美丽中国的重要实践，对推动输变电工程建设生态修复的技术进步具有重要意义。

项目研究的目的意义：托县工业园区的环保问题，不是废水不能好好处理，而是处理达标后不能直接排放。首先，工业园区临近黄河，排入黄河的想法是不被许可的：其次，用于农田灌溉，进入人体食物链，对人体健康的危害一直存在争议：最后，因园区中水无法排放，也会影响到园区其他企业的入驻，并严重影响经济的发展。因此，水的综合利用是工业园区的重中之重。 主要技术创新点：该系统工艺以高性能设备为依托，以自动控制为保障，使整个处理工艺及其设备具有投资费用省、占地面积小、产水水质好、运行成本低等特点，为今后系统长期稳定处理做好坚实的基础。工艺技术成熟：本工程采用的“高密池+V型滤池+超滤+RO+树脂软化+SLRO+高压平板膜+MVR”的组合式污水处理工艺，技术成熟。是国内大多废水零排放所采取的主要工艺，在污水处理领域中发挥着不可替代的作用。抗冲击负荷能力强：系统以最差水质情况作为设计基础，根据该公司在零排行业多年的工程建设和运营经验，充分了解污水中污染物质组分，因此总结出了一系列事故状态下系统维持正常运行的经验，能够有效保证系统出水稳定。 成果产生的价值：该项目的实施主要是解决托县工业园区达标排放污水的出路问题，其价值很难用经济效益来衡量。在托县工业园区，乃开展中水回用，将工业园区污水处理厂的出水作为新的水资源开发利用，从战略角度有利于托县地区的供水安全，而且有利于托县工业园区的建设和可持续发展，同时对托县周边地区乃至呼市地区的中水回用也具有一定的借鉴和带动作用。中水作为可利用再生水资源，将按照合理的价格出售给上游出水企业或者下游工业用水企业。现有项目污水处理厂三级沉淀池处理达标废水均去往再生资源、金河生物及联合水务三家企业处理再利用。本次废水零排放项目建成后现有污水处理厂三级沉淀池处理后的污水自行深度处理后达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中工业循环水冷却水补水标准由上游排水企业和电厂、久泰项目回用。收取部分中水费用，保持中水车间正常运行即可。增加劳动就业7人。

退耕还林(草)工程是中国生态环境建设与水土流失防治的重要举措，在陆地生态系统碳固定方面也发挥了巨大作用，其固碳效益是衡量生态工程成效的关键参数之由于缺少退耕还林(草)工程固碳效益的整体系统评价，导致退耕还林(草)后生态系统固碳效益及其驱动机制仍不清楚，影响了退耕还林工程固碳效益的准确评价和对未来固碳前景的科学预测。 该项目针对中国生态(文明)建设的国家需求及全球变化与生态学的前沿科学问题，以退耕还林(草)工程典型生态系统为研究对象，通过将样地调査、控制试验、林业公报、历史数据、森林清查资料等多源数据融合以及直接估算、模型模拟等多种方法相结合，建立适合中国退耕还林(草)工程固碳速率和潜力的评估方法；围绕退耕还林(草)工程区域固碳效益评估、典型生态系统固碳动态、植被恢复与土壤固碳机制等研究方面，取得如下重要科学发现： (1)明确了中国退耕还林(草)后土壤的固碳动态和固碳速率，评估了造林活动对土壤碳库的影响，量化了土地利用变化的碳源汇效应。 建立了适合中国退耕还林(草)工程固碳速率和潜力的评估方法，评估了重大生态工程的固碳现状和固碳潜力，明确了中国退耕还林还草后土壤固碳动态和固碳速率，阐明了国家尺度退耕还林(草)工程土壤碳收支的时空格局及碳汇潜力，量化了区域尺度土地利用变化的碳排放和源汇效应，揭示了土地利用变化与碳收支的关系，为退耕还林(草)工程生态效应评估、生态系统碳汇能力的估算提供数据佐证以及碳评估模型的校验和发展等提供了参考。 (2)阐明了典型退耕还林(草)区域植被恢复中生态系统固碳效益动态，揭示了植被恢复中土壤碳固持效应的演变规律及稳定时间阈值。 发现退耕还林还草后，土壤碳储量在恢复初期存在碳损失现象，大约恢复30年才能恢复到农田水平(初始碳储量)；分析了不同恢复措施下固碳效益的差异及其影响因素，发现在相对较短的恢复期，果园和人工草地土壤碳固持较大，而长期来看，灌丛、林地和自然草地的土壤碳固持能力较大，恢复年限是影响土壤碳库变化的显著因子；揭示了不同植被恢复措施下土壤固碳动态演变规律及稳定时间阈值，发现对天然次生林植被恢复50-60年后，土壤碳储量达到最大值；对人工林来说，土壤碳储量大约35年之后逐渐趋向平衡。上述成果为区域退化生态系统恢复与重建提供技术支撑和科学依据。 (3)完善了黄土高原植被恢复中土壤碳库稳定性作用机制，发现了有机碳库和无机碳库在土壤剖面上存在相互权衡和再分配的问题。 提出了黄土高原土壤新碳的输入量主要由植物细根生产力决定，但新碳的增加速率和有机碳的分解速率主要受土壤机械组成的影响：发现上层土壤碳固定主要由活性碳组分，如根系、凋落物和微生物的生物化学作用机制影响，而下层土壤碳固定主要由土壤团聚体的物理保护机制影响：发现了土壤有机碳库和无机碳库在土壤剖面上存在相互权衡和再分配的变化规律：揭示了侵蚀环境下土壤碳库稳定性机制的分层差异，在上层土壤中，土壤无机碳主要受土壤有机碳的影响，而在下层土壤中，主要受土壤的机械组成和土壤pH的影响。该成果为科学调控土壤碳库提供理论支撑。 该项目8篇代表性论文，累积影响因子大于34，单篇平均影响因子4.25，被PNAS、Global Change Biology等刊物上的论文引用596次，其中SCI他引296次，单篇最高他人引用186次。其中2014年发表在Global Change Biology的代表性论文1(IF=8.997)和2017年发表Land Degradation & Development的代表性论文2(IF=7.27)均为ESI高被引论文。代表性论文1中关于退耕还林(草)后土壤固碳动态及固碳速率的研究成果被纳入国家林业局发布的《退耕还林工程生态效益监测国家报告》。此外，国家自然科学基金委员会主办的《Science Foundation in China))发表专评“China’s Grain-for Green Program led to highly improved soil carbon stock”向世界同行介绍该研究成果。项目第一完成人邓蕾研究员应邀作为共同作者参与撰写的国家重大生态工程对碳固持影响的论文M Effects of national ecological restoration projects on carbon sequestration in China from 2001 to 2010”发表在《美国科学院院刊》(PNAS，2018)，该研究在国家尺度上通过数据证明中国重大生态工程的固碳作用显著，为碳减排国际谈判提供了科学支撑。在此基础上，邓蕾研究员荣获2017年陕西省青年科技新星、2018年陕西省“特支计划”青年拔尖人才等荣誉称号。

所属科学技术领域：“甘肃枸杞质量安全与及节水灌溉调控技术研究与示范”项目属于林业经济林、森林培育、森林保护等科学技术领域。 主要科技内容：随着甘肃省枸杞栽植面积和产量的增加，所面临的出口贸易壁垒和自然干旱缺水也逐步成为制约该省枸杞产业发展的两大瓶颈问题。该研究主要从枸杞果实质量安全的分析评价入手，首次探明该省枸杞质量安全生产的主要影响因子；在此基础上，研究了生草对果园空气湿度和土壤肥力的影响，并筛选得到低毒低残留防治药剂，结合科学施肥和综合防治措施构建了甘肃枸杞质量安全调控技术体系，为节约农资投入成本、保障枸杞质量安全提供依据。另一方面，为改善枸杞灌水效率，提高枸杞生产效益，探索枸杞适宜的高效节水生产模式，研究将限额灌水技术与秸秆覆盖集水保墒技术相结合，研究了不同灌水量和秸秆覆盖措施对枸杞的生长、产量和水分利用效率的影响，探索出一种适合引黄灌区枸杞生长的节水灌溉模式。 技术经济指标：（1）提出了该省枸杞质量安全生产的主要影响因子，并从病虫害防治和施肥灌溉技术措施出发，探明了枸杞栽培过程中的农药使用和施肥节水方法，为节约农资成本和保障枸杞质量安全和水分的高效利用提供了技术依据。（2）通过枸杞栽培过程中的农药、肥料减施和节水灌溉栽培模式的应用，在2015-2017年三年间，进行技术示范推广，面积达8万余亩，节约农资成本1642万余元，产生经济效益16596万余元。（3）专利2项，发表论文10篇（3篇待刊），培养硕士研究生3名。 促进行业科技进步作用及应用推广情况：该研究为促进该省枸杞质量安全和开展高效节水栽培模式提供了技术依据，有利于降低农资投入成本，保障质量安全，提高在国内外枸杞市场中的竞争力和占有率。项目成果主要通过甘肃省景电管理局灌溉试验站和古浪县特色经济林果产业中心等业务单位，重点在该省的景泰县和古浪县的主要枸杞种植区进行了示范推广与应用。

京津冀地区面临水资源奇缺、人口密度过大、生态空间狭窄、森林质量低下等严重生态问题。区域人均水资源仅为全国的1/9,京津人口密度为全国平均的9倍以上；人均森林面积不到全国平均的1/5,平均每公顷蓄积仅为全国平均水平的1/3。为此，项目需要解决的科学问题是：（1)如何减少区域植物需水量，营建资源节约型植被？（2)如何在困难立地上构建森林植被以扩展生态空间？ (3)如何精准提升区域森林质量和功能？经20余年39个项目系统研究，形成3大关键创新技术体系，为缺水都市节水、北京平原百万亩造林、天津滨海盐土和吹填土绿化、京津冀中幼林抚育等区域重大工程提供了科技支撑。属首次申报国家科技奖。 1.创建了一套针对京津冀缺水大都市森林与绿地，从低耗水树种选择、节水型林分密度确定、节水绿地配置到节水灌溉制度制定的大都市绿化精准节水管理技术体系，突破了缺水都市绿化高耗水的诸多技术难趣，实现了节约型植被构建目标。率先研究叶片气孔、导管空穴化等6项指标揭示蒸腾耗水机理和规律，选出36种低耗水植物：创建乔灌木径阶、草本叶面积耗水模型，测算出北京绿地耗水量3.89亿立方米/年；基于导水边材面积、气象因子与耗水关系、单木至群体耗水扩展模型，创制8个树种全生命周期节水型林分密度控制表；采用植物蒸腾与光照需水模型选出3类绿地节水配置模式，节水17.2~62.0%;创制基于土壤水势灌溉阈值、植物需水的绿地节水灌溉制度，节水0.49-1.25亿立方米/年。 2.创制了一套针对京津冀典型困难立地，从功能树种选择、森林功能分区、立地分类与改良到植被构建的关键技术体系，突破了重盐碱土直接快速绿化的世界技术难题，攻克了平原大规模建筑腾退地、砂石坑地等造林技术难关，实现了区域生态空间扩展的目标。针对北京平原选择出93个功能树种、创制5个花色纯红至粉红乔木新品种，创建18种造林新材料、新技术和24套造林模式，采用24项指标监测评价造林成效，保存率>95%;提出片麻岩山地植被构建技术，造林保存率>85%:在天津滨海区筛选出48种耐盐植物，发明不换种植土的原盐土物理-化学-生态综合改良绿化技术，将含盐量从22g/kg降至3g/kg,节省淡水30%,成本降低>40%,成活率>95%,广泛应用于津、苏、鲁等地。 3.创制了一套针对京津冀人工林，从抚育龄级划分、抚育方法、林木分级、间伐木确定、抚育技术要素、生长动态模拟与抚育决策到功能监测评价的定量化多功能精准抚育技术体系，突破了长期以来定性化、单功能的森林抚育技术瓶颈，实现了区域森林质量和功能的精准提升。通过1588块样地长期研究，创制各抚育技术环节的精准量化标准、21套抚育模式、1套森林生长模拟系统，模拟精度达96%;定位监测抚育森林生长、固碳增汇、水源涵养、森林游憩及生物多样性等40余项指标，阐明京津冀森林抚育多功能效益提高>20%;创新京津冀森林游憩环带网络体系及森林游憩功能提升经营技术。 获发明专利13件、实用新型专利5件；新品种权5项；软件著作权18项；标准15项：梁希科技进步一等奖1项，省部级科技进步二等奖2项；专著27部；SCI论文26篇、EI17篇、中文229篇；培养研究生88人。建立示范区378个共37.6万亩，推广576.53万亩，新增效益71.80亿元。

主要针对林业的特殊要求，特别是树木之间相对独立分散的特点，采用容器微灌为树木进行节水灌溉，每个微灌容器都自成一个独立的灌溉系统，独立安置在每株树木的根颈周围，依靠容器内的水分自压，通过容器充水、缓释、根系吸收、再充水这样的水分循环过程，满足树木对水分的持续需求，保证水分长效和持效。该项技术，节约用水达40%以上，苗木移栽成活率达到92%以上。尤其适用于干旱缺水地区的节水灌溉，可广泛应用于园林绿化、经济林栽培、以及生态林业工程等方面，已经具备了产业化生产和推广的条件，具有广阔的应用前景。

2010年12月国家林业局科技司组织成果鉴定结论：在林地土壤水土保持功能研究方面达到国际领先。创新点：(1)采用“生态外貌、群落优势种”传统分类和“双向指示种分析”数量分类相结合方法，将重庆四面山森林植物群落进行了分类，得到这一区域分布有针叶林、阔叶林和竹林3个植被型亚纲；6个植被型组、9个植被型、13个群系组、22个群系和32个群丛，并确定了其空间分布。将传统分类方法和数量分类方法所得结果进行综合分析及比对，采用数量分类方法所划分出的群系，与运用传统分类方法所划分出的群系趋同，但数量上略有差异。(2)将林冠层、枯落物层和土壤层的水文生态和土壤保持功能视为一个不可分割的有机整体，研究了重庆低山丘陵区广泛分布的6个植被型组的水文生态和土壤保持功能。结果表明暖性和温性针叶林具有较强的林冠截持能力；以阔叶树为主构成的植被型组地表枯落物最大持水量显著高于以针叶树为主构成的植被型组。研究还发现Horton模型可较好地模拟重庆低山丘陵区林地土壤水分入渗过程。(3)通过对重庆低山丘陵区6个植被型组的水土保持功能综合分析，从22个植物群系中优选出7个群系作为该地区水土保持林营建的基础植物群落(包括造林植物种、树种组成及其垂直结构)，并据此设计出5种拟自然态的、具有较强推广价值的水土保持林典型造林模式，分别为“枫香树+木荷+香樟+石栎”常绿落叶阔叶混交林、“栲树+扁刺锥”常绿阔叶混交林、“石栎+栲树+木荷”常绿阔叶混交林、“马尾松+南酸枣”针阔混交林和“杉木+城口桤叶树”针阔混交林。

该项目属林业技术领域，是2006年黑龙江省科技厅下达的重大科技攻关项目“黑龙江省林业生态工程构建技术研究”的课题之一。针对黑土区土壤侵蚀严重、土壤退化以及水土保持林建设中存在的主要问题，在黑土区土壤侵蚀评价的基础上，揭示其土壤侵蚀过程及黑土土壤质量衰退机制；从水土保持林树种筛选优化入手，开展水土保持林种优化及配置技术的研究，筛选水土保持林适宜模式；进行小流域综合治理与小流域防护林体系最优空间配置技术研究；利用遥感与地理信息系统技术，建立丘陵黑土区水土流失治理地理信息系统，为黑土区水土流失综合治理提供理论参考和技术支撑。主要内容包括：⑴丘陵黑土区侵蚀发生机制及影响因素采用田间试验与室内模拟相结合的方法，揭示了丘陵黑土区的侵蚀机理和溅蚀特征；从机械作业正负效益、季节性冻融循环特征等方面入手，提出了丘陵黑土区的土壤侵蚀主要形态，并探明了对黑土区耕地土壤干扰范围较深、影响程度较为强烈的机械作业和季节性冻融过程对黑土区土壤侵蚀的潜在影响，为该区水土保持与流域综合治理奠定了理论基础。⑵基于水分适应性的黑土区水土保持林树种选择技术通过净光合速率、蒸腾速率、叶保水能力等水分生理指标的测定与分析，确定了各树种苗木在干旱胁迫下的水分适应性及节水能力；通过水分胁迫过程中叶绿素含量、SOD、POD、可溶性糖含量等生化指标变化的分析，揭示了试验树种苗期抵抗水分胁迫的响应机制，为黑土区水土保持林树种的选择提供了依据。⑶黑土区适宜水土保持林类型选择及构建技术以水土保持林保持水土、防止侵蚀的功能为切入点，对比分析了丘陵黑土区不同水土保持林入渗性能、土壤结构及抗蚀性的差异。揭示了开垦年限对黑土贮水性能以及入渗特征的影响，阐明了不同类型水土保持林土壤三相、容重、孔隙度等水分物理特征以及团聚体稳定性、崩解速率等可蚀性特征，确定了不同发育阶段水土保持林对土壤结构、抗蚀性以及土壤有机碳库的动态影响，为黑土区水土保持林构建与优化调控提供了技术参考。⑷黑土区小流域综合治理模式的筛选采用正向与逆向研究相结合的研究方法，在系统调查流域内各林种结构、分布状况，各林分树种组成以及径流产沙等特征的基础上，通过对比生态效益、经济效益以及社会效益的分析与评价，筛选出适合该区推广的水土保持林配置模式配置方式以及小流域综合治理模式。⑸小流域治理效益评价信息管理系统开发建立了水文、土壤、气象、植被分布、土地利用、地形等多源本底数据库，确立了丘陵黑土区小流域治理效益评价的指标体系；采用层次分析法以及综合评价法线性加权函数法，使用嵌入式GIS平台VB+MO进行二次开发，建立了黑土区小流域综合治理效益动态评价系统，实现了黑土区小流域治理效益评价、管理的可视化。