沙漠化治理推動北方農牧交錯區生態恢復和可持續發展
|
|
明確了土地沙漠化驅動機制及其生物學過程特征，為沙漠化土地綜合整治提供理論依據
在半干旱地帶沙區，不合理的人類活動是誘發土地沙漠化的重要因素。通過長期定位控制試驗，發現半干旱沙區?50．5％?的沙漠化土地是由草地過度放牧引起的。對于沙質草地，當牧草采食率持續高于?55％?以上時，草地開始出現退化，當牧草采食率持續高于?70％?時，草地迅速退化和沙化（圖?2）。在此基礎上，確定了半干旱地區沙質草地合理牧壓閾值范圍為?0．8—1．2?標準羊單位／公頃，為該區域天然草地放牧管理和決策提供了理論支持。同時，研究表明沙質草地的開墾對土壤生態系統產生極大的負面效應，導致土壤物理、化學環境的明顯惡化，而開墾造成表層土壤粗?；菍е掳敫珊瞪硡^土地荒漠化的關鍵過程?。
圖 2 牧壓梯度實驗（研究放牧壓力對半干旱草地的影響，確定合理牧壓梯度）（ a ）過度放牧；（ b ）季節性放牧
土壤風蝕是干旱、半干旱地區土壤退化的主要驅動因素。基于長期的定位觀測，發現半干旱地區農牧交錯區大部分土壤中的易風蝕顆粒（0．05—0．5 mm）比例含量很高（50％—80％），土壤的物理穩定性指數低于?5％，極易發生風蝕，這從理論上闡明了不合理利用下該區域土地沙漠化迅速發生的內因。而沙漠化過程中，土壤黏粉粒和極細沙等細顆粒組分被選擇性地移出系統，導致粗粒化。同時，細粒物質的損失直接導致了土壤碳和養分的衰減，奈曼站據此建立了半干旱地區沙區土壤有機碳和全氮因土壤黏粉粒吹蝕而衰減的定量模型，為預測沙漠化過程中沙區土壤肥力變化提供理論依據。
沙漠化不僅造成嚴重的土壤退化，而且直接導致植被結構和功能破壞。通過研究沙漠化過程中沙區植被在群落、種群、個體、生理等各個層面的響應，發現沙漠化在群落層面上主要表現為物種豐富度、多度以及生產力的下降，在種群層面表現為群落優勢種群的更替，在個體層面上表現為植物體內物質和能量分配格局的改變，在生理層面上表現為細胞內物質含量和生理代謝過程的變化。相關研究為科學認知固沙喬灌木維持固沙植被群落穩定的重要功能提供理論支持。沙漠化對植物最直接的影響方式是沙埋和風沙流。沙埋程度和風沙流強度對植物的存活和生長影響較大，但是沙區鄉土植物可以通過提高體內抗氧化酶活力、滲透調節物質及凈光合速率等來適應沙埋和風沙流。綜合沙漠化過程中植物種群、個體、生理特征的表現，將植物對沙漠化的響應分為敏感型、積極忍耐型、遲鈍型?3?種類型，為風沙區重大生態工程建設的植物種類選擇提供理論依據。