本文選題：黃土高原 + 植被恢復(fù)　； 參考：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：草地是我國最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，約占國土面積的41%，在生物多樣性保護(hù)、水分循環(huán)、固碳和發(fā)展畜牧業(yè)等方面具有重要的生態(tài)功能。干旱、半干旱區(qū)面積占整個黃土高原總面積的63%，在西北生態(tài)環(huán)境建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位。長期以來，由于人類活動和環(huán)境變化的共同作用，使該區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)退化和功能失調(diào)問題日益突出，生物多樣性與生產(chǎn)力受到前所未有的威脅，嚴(yán)重影響和制約了其生態(tài)服務(wù)功能，給區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來了嚴(yán)重危害。在區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中，如何將恢復(fù)和發(fā)揮草地生態(tài)服務(wù)功能與合理利用草地資源結(jié)合起來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是一個急需解決的重要科學(xué)問題。由此，本論文以黃土高原最大的草原保護(hù)區(qū)—云霧山國家草原自然保護(hù)區(qū)為對象，基于連續(xù)30年定位監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)地研究了退化草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中的幾個關(guān)鍵性科學(xué)問題；基于不同植被和不同封育年限草地調(diào)查數(shù)據(jù)，從植被、土壤養(yǎng)分和土壤微生物等方面，全面的研究土壤微生物群落的變化特征，探討了恢復(fù)草地的全面管理和調(diào)控技術(shù)。這些研究對豐富草地生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論，指導(dǎo)退化草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建、全面管理利用和畜牧業(yè)發(fā)展都具有重要的理論價值和實踐意義。 本研究采用科學(xué)的試驗設(shè)計及分析技術(shù)，應(yīng)用野外調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，研究氣候變化背景下黃土高原退化草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與調(diào)控機(jī)理，獲得了以下重要研究成果： （1）在年均降水量為400~450mm、年均溫7℃左右的半干旱區(qū)，≥0℃積溫和0~60cm土壤含水量是影響恢復(fù)草地群落地上生產(chǎn)力最重要的氣候因子；而1-8月降水量是影響放牧草地群落地上生產(chǎn)力最重要的氣候因子。草地土壤水分總的變化趨勢是：在封育的0-15年根系主要分布層0~60cm土壤水分呈逐漸增加的趨勢，16-30年呈逐漸減少的變化過程。 （2）基于30年封育草地植被調(diào)查數(shù)據(jù)，得到如下結(jié)果：明確了該地區(qū)恢復(fù)草地植被物種組成以禾本科和菊科為主，生活型以多年生物種為主，功能型和生態(tài)型分別以C3和旱生植物為主，功能群組成以多年生叢生禾草為主，基于以上結(jié)果我們提出在黃土高原整體上的植被恢復(fù)應(yīng)該以退耕還草為宜，草種選擇應(yīng)以多年生禾本科和菊科植物為主。“補(bǔ)償效應(yīng)”可能在物種水平和功能群水平增加了草地群落的穩(wěn)定性。在恢復(fù)演替前期草地生態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，，到演替中后期草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性逐漸增加。 （3）利用“空間替代時間法”，對不同封育年限草地和不同重建植被土壤細(xì)菌和真核生物群落變化特征進(jìn)行了研究。454Roche高通量測序結(jié)果表明，在不同封育年限草地，土壤細(xì)菌群落多樣性和豐富度最高值分別出現(xiàn)在封育15年和9年草地；在不同重建植被樣地，檸條樣地細(xì)菌群落多樣性最高，刺槐林多樣性最低。在門分類學(xué)水平下，土壤細(xì)菌群落優(yōu)勢分類群包括放線菌、變形菌、厚壁菌、酸桿菌、芽單胞菌、綠彎菌和浮霉菌（以相對豐富度5%為標(biāo)準(zhǔn)）；土壤真核生物由真菌、動物和植物組成。在不同分類學(xué)水平，各個樣地土壤細(xì)菌和真核生物優(yōu)勢分類群組成及其相對豐富度存在差異。草地群落物種豐富度和地上生物量顯著影響細(xì)菌群落多樣性，表明土壤細(xì)菌群落多樣性的提高與草地植被恢復(fù)具有“協(xié)同效應(yīng)”。 （4）基于連續(xù)多年放牧和刈割試驗數(shù)據(jù)分析表明，輕度放牧（2只羊/hm2，每年分3個時間段，分別為6、8和10月的15-30日）和輕度刈割（1次/2年，每年9月）可以維持更高的草地群落物種多樣性和生產(chǎn)力；在不同管理方式下，草地演替過程中群落生產(chǎn)力和物種多樣性對穩(wěn)定性的作用機(jī)制表現(xiàn)為“交互作用模式”。合理的草地管理方式（如適度刈割、放牧）可以維持、甚至提高草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。 （5）建立了恢復(fù)草地最適宜管理和利用時間閾值確定的“三位一體時間閾值法”，并據(jù)此明確提出了在黃土高原年均降水量400~450mm的草原地帶，恢復(fù)草地最適管理和利用的時間為封育的第15年。合理的刈割和放牧管理可以作為黃土高原半干旱區(qū)恢復(fù)草地的調(diào)控技術(shù)，合理的刈割頻度為每2年刈割1次，刈割時間9月份；放牧最適強(qiáng)度為2～3只羊/hm2，最適頻度為每年6、8、10月的15-30日。
[Abstract]:The grassland is the largest terrestrial ecosystem in China , which accounts for 41 % of the total land area . It has an important strategic position in the aspects of biodiversity conservation , water circulation , carbon sequestration and animal husbandry .
Based on the data of grassland survey data of different vegetation types and different ages , the characteristics of soil microbial community are studied comprehensively from aspects of vegetation , soil nutrients and soil microorganisms . The comprehensive management and control techniques of restoration grassland are discussed . These studies have important theoretical value and practical significance for enriching the basic theory of grassland ecology , guiding the restoration and reconstruction of degraded grassland ecosystem , comprehensive management and utilization and animal husbandry development .

In this study , a scientific experimental design and analysis technique was applied to study the restoration and control mechanism of degraded grassland ecosystem in the Loess Plateau under the background of climate change , and the following important research results were obtained :

( 1 ) In the semi - arid areas with annual average rainfall of 400 ~ 450mm and annual average temperature of 7 鈩

本文編號：1923249