青藏高原退化草地恢復(fù)的制約因子及修復(fù)技術(shù)
發(fā)布時間:2021-11-25 11:09
分析了退化高寒草地恢復(fù)的主要制約因素,包括植物種源、土壤微生物、土壤養(yǎng)分和人文因素;提出了針對這些制約因素的退化高寒草地恢復(fù)的主要途徑:(1)研發(fā)鄉(xiāng)土草種子采集、擴繁、包衣等技術(shù),不同鄉(xiāng)土草種種子組配及免耕補播技術(shù),解決種源制約;(2)篩選適用于退化草地恢復(fù)的復(fù)合微生物菌種并研發(fā)菌劑,解決退化草地恢復(fù)的微生物制約;(3)研發(fā)以土壤養(yǎng)分調(diào)控為基礎(chǔ)的植被恢復(fù)技術(shù),解決退化草地恢復(fù)的土壤制約;(4)構(gòu)建基于牧民新技術(shù)應(yīng)用的草地適應(yīng)性管理模式。分析認為,基于鄉(xiāng)土草種、微生物、養(yǎng)分調(diào)控為主的物源途徑的"近自然恢復(fù)",有潛力成為青藏高原退化草地恢復(fù)的有效措施。
【文章來源】:科技導(dǎo)報. 2020,38(17)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:15 頁
【部分圖文】:
青藏高原草地類型(a)與過去30年凈初級生產(chǎn)力的變化(b)
目前,針對青藏高原退化草地恢復(fù)問題,中國草地生態(tài)學(xué)科研人員展開了大量的研究并提出一系列的恢復(fù)措施,為中國草牧業(yè)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展提供了技術(shù)支撐[17-18]。以Web of Science核心數(shù)據(jù)庫及中國知網(wǎng)(CNKI)中文數(shù)據(jù)庫,并以“(grassland OR steppe OR meadow OR pasture OR rangeland)AND(restor*OR rehabilitat*OR regener‐at*OR establish*)AND(Tibetan)”和“("草地"+"草原")*("恢復(fù)"+"治理")*("青藏高原")”為檢索詞,系統(tǒng)整理了2000—2019年間關(guān)于青藏高原退化草地生態(tài)修復(fù)措施的文獻資料,總計169個恢復(fù)研究案例(圖2)。針對青藏高原草地恢復(fù)措施共計12項,其中應(yīng)用最為廣泛是圍欄封育(78個案例)、其次為人工草地建植(35)、退耕還草(12)、免耕補播(11)、施肥(11)的研究案例數(shù)也在10個以上,而草方格沙障、草地滅鼠、劃破草皮等修復(fù)措施案例也有研究。過度放牧是導(dǎo)致天然草地退化的主要原因[19],而圍欄封育可以有效地降低草食動物對草地的啃食,有利于草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定及生產(chǎn)力的自然恢復(fù)[20],因此被諸多學(xué)者關(guān)注。圍欄封育簡單易行,在高寒草地的各個地區(qū)具有普遍應(yīng)用,但也有研究指出長時間的圍封并不利于高寒草地的恢復(fù)[21-22],因此圍封時間的長短需依據(jù)當?shù)氐木唧w環(huán)境而制定。如Cao等[23]在青藏高原高寒草地探究了不同圍封時間(5、13、22、39年)對高寒草地恢復(fù)的影響,他們認為13年的圍封時間較為適宜;而Zhu等[24]卻認為3~4年是青藏高原高寒草地適宜的圍封時間。值得指出的是,圍欄封育已經(jīng)有40年的歷史,盡管有助于草地恢復(fù),但對野生動物的自由遷徙、生物多樣性保護方面有明顯的副作用,需要研發(fā)新一代的替代產(chǎn)品。
一般而言,因恢復(fù)目的和退化程度的不同,退化高寒草地的恢復(fù)措施涉及圍欄封育、施肥、灌溉、補播等措施。對于中、重度退化的高寒草地,圍欄封育等自然恢復(fù)措施通常所需時間極長,如李希來[36]研究表明,極度退化黑土灘自然恢復(fù)可能要近500年時間。但另一方面,通過高強度的人工干預(yù)措施進行退化高寒草地的重新建植雖然在短期內(nèi)可使草地迅速得以恢復(fù)[37-38],但無論是免耕補播,還是人工草地的建植,遇到的挑戰(zhàn)之一是隨著草地恢復(fù)進程的推進,草地生產(chǎn)力出現(xiàn)下降、穩(wěn)定性降低的趨勢[14]。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因可能是補播的草種單一,物種多樣性低下,進而造成的草地群落穩(wěn)定性低下及多功能性失衡[39-41]。天然草地特別是植物多樣性高的天然草地,對環(huán)境變化具有較高的抵抗力[39]。退化草地恢復(fù)過程中的穩(wěn)定和維持,還需生態(tài)系統(tǒng)能夠具有多種功能的能力,即生態(tài)系統(tǒng)多功能性(ecosystem multifunctionality,EMF)[42]。因此,如何利用適應(yīng)本地環(huán)境的鄉(xiāng)土草種構(gòu)建物種多樣性高的草地群落,即解決種源制約,進而提高恢復(fù)過程中草地的穩(wěn)定性和多功能性,即應(yīng)用“近自然恢復(fù)”技術(shù)進行高寒草地的恢復(fù)將成為青藏高原草地恢復(fù)建設(shè)的有效途徑[43-44]。受青藏高原地區(qū)極端環(huán)境條件限制,目前能夠大量獲取的鄉(xiāng)土草種只有垂穗披堿草、老芒麥(Elymus sibiricus)、中華羊茅、草地早熟禾(Poa pratensis)、星星草(Puccinellia tenuiflora)等不到十種禾本科草種,其他科屬植物種源不易獲取[14]。因此,種源不足是限制青藏高原退化高寒草地恢復(fù)的重要物源制約因子。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]草地生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的文獻計量分析[J]. 蔣勝競,馮天驕,劉國華,賀金生. 草業(yè)科學(xué). 2020(04)
[2]植被重建對黑土灘草地植被及微生物群落特征的影響[J]. 趙文,尹亞麗,李世雄,劉燕,劉晶晶,王玉琴. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2020(01)
[3]青藏高寒區(qū)退化草地生態(tài)恢復(fù):退化現(xiàn)狀、恢復(fù)措施、效應(yīng)與展望[J]. 張騫,馬麗,張中華,徐文華,周秉榮,宋明華,喬安海,王芳,佘延娣,楊曉淵,郭婧,周華坤. 生態(tài)學(xué)報. 2019(20)
[4]青藏高原多年凍土特征、變化及影響[J]. 程國棟,趙林,李韌,吳曉東,盛煜,胡國杰,鄒德富,金會軍,李新,吳青柏. 科學(xué)通報. 2019(27)
[5]青藏高原“亞洲水塔”效應(yīng)和大氣水分循環(huán)特征[J]. 徐祥德,董李麗,趙陽,王寅鈞. 科學(xué)通報. 2019(27)
[6]青藏高原生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)及其反饋[J]. 樸世龍,張憲洲,汪濤,梁爾源,汪詩平,朱軍濤,牛犇. 科學(xué)通報. 2019(27)
[7]青藏高原土地利用與覆被變化的時空特征[J]. 張鐿鋰,劉林山,王兆鋒,擺萬奇,丁明軍,王秀紅,閻建忠,許爾琪,吳雪,張炳華,劉瓊歡,趙志龍,劉峰貴,鄭度. 科學(xué)通報. 2019(27)
[8]青藏高原高寒草地土壤微生物群落及影響因子[J]. 薛凱,張彪,周姝彤,冉沁蔚,唐立,車榮曉,龐哲,王芳,王頔,張靜,姜麗麗,胡容海,崔驍勇,郝彥賓,王艷芬. 科學(xué)通報. 2019(27)
[9]青藏高原冰緣植物多樣性與適應(yīng)機制研究進展[J]. 楊揚,陳建國,宋波,牛洋,彭德力,張建文,鄧濤,羅冬,馬祥光,周卓,孫航. 科學(xué)通報. 2019(27)
[10]青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性管理[J]. 孫建,張振超,董世魁. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
本文編號:3518016
【文章來源】:科技導(dǎo)報. 2020,38(17)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:15 頁
【部分圖文】:
青藏高原草地類型(a)與過去30年凈初級生產(chǎn)力的變化(b)
目前,針對青藏高原退化草地恢復(fù)問題,中國草地生態(tài)學(xué)科研人員展開了大量的研究并提出一系列的恢復(fù)措施,為中國草牧業(yè)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展提供了技術(shù)支撐[17-18]。以Web of Science核心數(shù)據(jù)庫及中國知網(wǎng)(CNKI)中文數(shù)據(jù)庫,并以“(grassland OR steppe OR meadow OR pasture OR rangeland)AND(restor*OR rehabilitat*OR regener‐at*OR establish*)AND(Tibetan)”和“("草地"+"草原")*("恢復(fù)"+"治理")*("青藏高原")”為檢索詞,系統(tǒng)整理了2000—2019年間關(guān)于青藏高原退化草地生態(tài)修復(fù)措施的文獻資料,總計169個恢復(fù)研究案例(圖2)。針對青藏高原草地恢復(fù)措施共計12項,其中應(yīng)用最為廣泛是圍欄封育(78個案例)、其次為人工草地建植(35)、退耕還草(12)、免耕補播(11)、施肥(11)的研究案例數(shù)也在10個以上,而草方格沙障、草地滅鼠、劃破草皮等修復(fù)措施案例也有研究。過度放牧是導(dǎo)致天然草地退化的主要原因[19],而圍欄封育可以有效地降低草食動物對草地的啃食,有利于草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定及生產(chǎn)力的自然恢復(fù)[20],因此被諸多學(xué)者關(guān)注。圍欄封育簡單易行,在高寒草地的各個地區(qū)具有普遍應(yīng)用,但也有研究指出長時間的圍封并不利于高寒草地的恢復(fù)[21-22],因此圍封時間的長短需依據(jù)當?shù)氐木唧w環(huán)境而制定。如Cao等[23]在青藏高原高寒草地探究了不同圍封時間(5、13、22、39年)對高寒草地恢復(fù)的影響,他們認為13年的圍封時間較為適宜;而Zhu等[24]卻認為3~4年是青藏高原高寒草地適宜的圍封時間。值得指出的是,圍欄封育已經(jīng)有40年的歷史,盡管有助于草地恢復(fù),但對野生動物的自由遷徙、生物多樣性保護方面有明顯的副作用,需要研發(fā)新一代的替代產(chǎn)品。
一般而言,因恢復(fù)目的和退化程度的不同,退化高寒草地的恢復(fù)措施涉及圍欄封育、施肥、灌溉、補播等措施。對于中、重度退化的高寒草地,圍欄封育等自然恢復(fù)措施通常所需時間極長,如李希來[36]研究表明,極度退化黑土灘自然恢復(fù)可能要近500年時間。但另一方面,通過高強度的人工干預(yù)措施進行退化高寒草地的重新建植雖然在短期內(nèi)可使草地迅速得以恢復(fù)[37-38],但無論是免耕補播,還是人工草地的建植,遇到的挑戰(zhàn)之一是隨著草地恢復(fù)進程的推進,草地生產(chǎn)力出現(xiàn)下降、穩(wěn)定性降低的趨勢[14]。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因可能是補播的草種單一,物種多樣性低下,進而造成的草地群落穩(wěn)定性低下及多功能性失衡[39-41]。天然草地特別是植物多樣性高的天然草地,對環(huán)境變化具有較高的抵抗力[39]。退化草地恢復(fù)過程中的穩(wěn)定和維持,還需生態(tài)系統(tǒng)能夠具有多種功能的能力,即生態(tài)系統(tǒng)多功能性(ecosystem multifunctionality,EMF)[42]。因此,如何利用適應(yīng)本地環(huán)境的鄉(xiāng)土草種構(gòu)建物種多樣性高的草地群落,即解決種源制約,進而提高恢復(fù)過程中草地的穩(wěn)定性和多功能性,即應(yīng)用“近自然恢復(fù)”技術(shù)進行高寒草地的恢復(fù)將成為青藏高原草地恢復(fù)建設(shè)的有效途徑[43-44]。受青藏高原地區(qū)極端環(huán)境條件限制,目前能夠大量獲取的鄉(xiāng)土草種只有垂穗披堿草、老芒麥(Elymus sibiricus)、中華羊茅、草地早熟禾(Poa pratensis)、星星草(Puccinellia tenuiflora)等不到十種禾本科草種,其他科屬植物種源不易獲取[14]。因此,種源不足是限制青藏高原退化高寒草地恢復(fù)的重要物源制約因子。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]草地生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的文獻計量分析[J]. 蔣勝競,馮天驕,劉國華,賀金生. 草業(yè)科學(xué). 2020(04)
[2]植被重建對黑土灘草地植被及微生物群落特征的影響[J]. 趙文,尹亞麗,李世雄,劉燕,劉晶晶,王玉琴. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2020(01)
[3]青藏高寒區(qū)退化草地生態(tài)恢復(fù):退化現(xiàn)狀、恢復(fù)措施、效應(yīng)與展望[J]. 張騫,馬麗,張中華,徐文華,周秉榮,宋明華,喬安海,王芳,佘延娣,楊曉淵,郭婧,周華坤. 生態(tài)學(xué)報. 2019(20)
[4]青藏高原多年凍土特征、變化及影響[J]. 程國棟,趙林,李韌,吳曉東,盛煜,胡國杰,鄒德富,金會軍,李新,吳青柏. 科學(xué)通報. 2019(27)
[5]青藏高原“亞洲水塔”效應(yīng)和大氣水分循環(huán)特征[J]. 徐祥德,董李麗,趙陽,王寅鈞. 科學(xué)通報. 2019(27)
[6]青藏高原生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)及其反饋[J]. 樸世龍,張憲洲,汪濤,梁爾源,汪詩平,朱軍濤,牛犇. 科學(xué)通報. 2019(27)
[7]青藏高原土地利用與覆被變化的時空特征[J]. 張鐿鋰,劉林山,王兆鋒,擺萬奇,丁明軍,王秀紅,閻建忠,許爾琪,吳雪,張炳華,劉瓊歡,趙志龍,劉峰貴,鄭度. 科學(xué)通報. 2019(27)
[8]青藏高原高寒草地土壤微生物群落及影響因子[J]. 薛凱,張彪,周姝彤,冉沁蔚,唐立,車榮曉,龐哲,王芳,王頔,張靜,姜麗麗,胡容海,崔驍勇,郝彥賓,王艷芬. 科學(xué)通報. 2019(27)
[9]青藏高原冰緣植物多樣性與適應(yīng)機制研究進展[J]. 楊揚,陳建國,宋波,牛洋,彭德力,張建文,鄧濤,羅冬,馬祥光,周卓,孫航. 科學(xué)通報. 2019(27)
[10]青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性管理[J]. 孫建,張振超,董世魁. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
本文編號:3518016
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