一个生态恢复的实践范本——浑善达克模式

 生态环境破坏严重令全社会忧心,而如何恢复日益退化的生态环境是当今生态学家面临的历史使命.中国科学院植物研究所首席研究员蒋高明等于2000年在内蒙古自治区正蓝旗(浑善达克腹地)设立了生态恢复试验区,试图在中国退化生态系统恢复的研究中闯出一条新路.10年过去了,试验区面貌发生了重大改观,往日退化严重的沙地如今已经牧草丰茂、生机盎然.浑善达克生态恢复模式也因此被中外媒体广泛报道,并进入了美国大学教科书.     

浑善达克沙漠化防治重点生态系统功能区防风固沙功能动态特征分析

浑善达克沙漠化防治重点生态系统功能区是位于内蒙古地区维护国家北方生态安全屏障的重要区域.本文基于气象、遥感数据,运用RWEQ(Revised Wind Erosion Equation)模型,定量分析了1990—2015年浑善达克防风固沙功能区生态系统结构与防风固沙功能的时空变化特征,揭示了生态系统结构变化对防风固沙服务功能的影响.结果表明:26年间各生态系统间转换强烈,以草地生态系统转出为主,2005年之前主要向农田生态系统和荒漠生态系统转变,2005年以后得益于生态建设工程的实施和禁牧封育等措施,主要向草地、森林生态系统转变.研究区以微度和轻度土壤侵蚀为主,风蚀情况整体好转.农田生态退耕、荒漠化程度减轻、草地质量提高等生态系统转换有益于提升防风固沙功能.同时,也揭示了该功能区内生态退耕对防风固沙服务功能的影响,两者呈显著负相关.     

西北地区生态恢复对策

西北地区的可持续发展应建立在资源的可持续利用和良好的生态环境基础之上 ,但西北地区生态环境本就十分脆弱 ,退化状况更令人担忧。近些年来 ,西北地区在生态恢复方面已有不少研究和成功的试验示范 ,如陕北黄土高原小流域治理、沙漠化土地综合整治、退化草地恢复与重建等。但从总体来说 ,退化还在继续 ,治理的技术以及范围显得分散而狭小 ,对整个西北地区环境改善与生态恢复的贡献相对非常渺小 ,治理远远赶不上破坏的速度。同时 ,对如何进行西北地区的生态恢复 ,目前还缺乏深入的认识。虽然各省区都制定了生态建设规划 ,但一般都是粗线条或…     

恢复生态学在隔河岩库区消落带生态修复中的应用

本文针对库区消落带的特点和生态恢复的目标,以恢复生态学的相关基本理论知识为指导,对隔河岩库区消落带进行了生态恢复,实践结果表明示范地的生态恢复模式能够恢复隔河岩库区消落带的生态功能、保护生物多样性及改善库区生态环境,为日后三峡库区其他相关消落带的生态治理提供一定的参考.     

生态保护“十二五”规划发布

日前,《全国生态保护"十二五"规划发布》,规划提出到2015年,生态环境监管水平明显提高,重点区域生物多样性下降趋势得到遏制,自然保护区建设和监管水平显著提升,生态示范建设广泛开展,生态文明建设试点取得成效,国家重点生态功能区得到有效保护,生态环境恶化趋势得到初步扭转。具体工作目标包括:初步建立起以生态环境质量监测与评估为核心的生态监管体系;完成25个国家重点生态功能区的动态评     

四川省抗逆牧草种质创新及生态修复工程实验室

正西南民族大学"四川省抗逆牧草种质创新及生态修复工程实验室"立足于世界第三极青藏高原,面向国家战略及地区发展需求,以高寒草地畜牧业和生态恢复为研究内容,实现高原生态畜牧业的可持续发展,为该地区草地畜牧业发展和生态保护提供必要的理论和技术支撑。主要研究方向为特有植物资源创新及育种利用、生态学、放牧与草地管理研究与示范、退化草地的生态恢复等。     

不同类型沙地植物群落特征及多样性研究

以科尔沁沙地为研究对象,采用方差分析和回归分析的方法研究沙地群落的物种组成及生物多样性.结果表明:1)从流动到固定沙丘,群落的物种数从4. 533增加到9. 033,增加了99. 27%.群落盖度、高度、密度和地上生物量分别增加了370. 1%、171. 6%、156. 1%和526. 7%,其中流动沙丘与半流动沙丘(或半固定沙丘)、固定沙丘之间的盖度、高度、密度差异显著(P 0. 05). 2)科尔沁沙地植被中均以一年生植物占比最高,但沙地从流动沙丘演变到固定沙丘,一年生植物的优势度下降了25. 48%,多年生植物的优势度增加了92. 37%. 3)物种多样性与均匀度指数随着沙地的恢复波动变化,在半固定沙丘最大;而群落的物种丰富度呈上升趋势,固定沙丘最大.     

西北地区生态恢复对策

 西北地区的可持续发展应建立在资源的可持续利用和良好的生态环境基础之上, 但西北地区生态环境本就十分脆弱, 退化状况更令人担忧。近些年来, 西北地区在生态恢复方面已有不少研究和成功的试验示范, 如陕北黄土高原小流域治理、沙漠化土地综合整治、退化草地恢复与重建等。但从总体来说, 退化还在继续, 治理的技术以及范围显得分散而狭小, 对整个西北地区环境改善与生态恢复的贡献相对非常渺小, 治理远远赶不上破坏的速度。同时, 对如何进行西北地区的生态恢复, 目前还缺乏深入的认识。     

青藏高原过度放牧与草地退化治理的演化博弈

为探讨过度放牧与草地退化的治理机制,构建了地方政府与牧民双方参与的演化博弈模型,探讨治理成本变化、不同治理措施对地方政府监管和牧民放牧行为的影响。研究发现：在满足一定条件时地方政府监管有效,此时地方政府积极监管且牧民适度放牧,能够形成人地关系的和谐。地方政府监管的固定成本、可变成本和不监管的压力均能促进地方政府选择监管策略。地方政府的监管措施主要有事前约束和事后惩罚两种,这两种治理措施均能有效约束牧民的过度放牧行为,促进草地退化治理。将地方政府监管措施和农牧民的放牧行为纳入到博弈论的框架中,揭示出青藏高原草地退化治理的多主体互动模式和不同情景下的治理效果,相关结论能够为草地退化治理和青藏高原生态安全屏障建设政策的制定提供启示。     

中国浑善达克沙地生态环境变化研究

在野外调查采样的基础上,利用1987年,1995年和2000年的Landsat7 TM影像,在地理信息技术的支持下,研究了浑善达克沙地近期地表覆被变化的特征.研究结果表明:浑善达克沙地近期有明显的变化,变化的幅度约3%~6%,沙地面积约2.2×104km2,核心区面积约1.2×104km2;浑善达克沙地的分布与主导风向相一致;退化草地、片沙、沙丘等裸沙地是构成景观的主体,破碎化是浑善达克沙地的主要特征.此外,草地和退化草地的相互转化明显,是两种主要的防治类型.     

浑善达克沙地稀树疏林草地植被生物量及净初级生产力

 森林和草原等陆地生态系统在全球碳循环中扮演非常重要的角色,而发育在半干旱地区沙地上的疏林草地植被在这方面的作用还不清楚.本文对内蒙古浑善达克沙地榆树(Ulmus pumila L.)疏林草地的生物量、生产力(NPP)以及降水利用效率(RUE)区分不同生境,即固定沙地、半固定沙地、流动沙地、丘间低地、柳灌丛和低湿地进行了研究;分析和比较了植被碳库及NPP的分配情况.结果表明,疏林草地的平均生物量(21.30Mg·hm^-2)与NPP(11.06Mg·hm^-2·a^-1)分别比典型草原地带的平均值高90%和59%,RUE近于后者的2倍,沙地水平上的地下与地上生物量之比为2.9,说明大量的植被碳贮藏于地下,沙地中乔木对生物量和NPP的贡献不大,分别为10%和1.3%,但对于维持疏林草地的完整性具有重要功能.浑善达克沙地的疏林草地生态系统与地带性的典型温带草原不同,应属于一类温带萨王那生态系统类型,合理的管理和恢复措施将有助于其在畜牧业和碳固持方面生态系统服务功能的实现.     

浑善达克沙地固沙先锋豆科植物的光合特性

 豆科植物木岩黄芪是浑善达克沙地的优势种,也是流动沙丘的先锋种,研究其对沙丘恶劣生境的光合适应性有助于揭示固沙植物的适应性机制,为其在沙地恢复中的充分利用提供理论依据.研究了木岩黄芪的光合特征、资源利用效率、PSII光化学效率以及光合酶活性.结果表明,木岩黄芪的光合速率、水分和氮素利用效率较高,忍受中午强光和高温的能力强,还表现出了显著的高的光饱和点和低的光补偿点,气孔和非气孔调节能力强,属于低耗水型植物;C₄光合酶的活性高,但稳定性碳同位素的测定结果显示木岩黄芪是C₃植物,因此木岩黄芪可能属于C₃和C₄植物的中间类型.C₄光合酶作用下的高羧化效率和高资源利用效率以及固氮优势使得该物种对沙丘的恶劣生境适应性较强.     

风沙物理学进展及其在沙漠化防治中的应用

 沙漠化因严重阻碍和威胁人类生存与社会可持续发展而受到世界各国高度重视。沙尘颗粒物受气流作用在地表和空中的运动是沙漠化过程发生、发展的主要表现形式,也是沙漠科学和治沙工程的核心研究内容之一,只有掌握了风、地表及沙尘颗粒物之间的互馈机制,才能科学分析土地沙漠化过程并建立有效的风沙灾害防治工程。本文回顾了风沙物理学研究的发展历程,综述了近30年以来风沙环境力学在风场结构、沙尘颗粒的起动机制、沙尘颗粒的碰撞机制、近地表风沙流的理论模型与实验观测、风成沙波纹与沙丘地貌研究以及风沙环境力学研究在沙漠化防治中的应用等方面取得的进展,并对未来研究方向提出了展望。     

Contributions of different land cover types in Otindag Sandy Land and Bashang area of Hebei Province to the material source of sand stormy weather in Beijing

Different land cover types in Otindag Sandy Land and Bashang area of Hebei Province are linked to a material source of sand stormy weather in Beijing based on results of field vegetation and soil survey and laboratory works. Results of grain size analysis show that dust release potential in per unit area of moving sandy land is small,while lowland meadow and meadow steppe in stony hills have high potential of releasing dusts in per unit area during sand stormy weather occurrence. Further considering the effects of vegetation, it is inferred that the moving sandy land served as a material source of past dust storm and the possibility of dust release in per unit area is low in current time.Typical steppe in stony hills is undergoing desertification and its dust release possibility in per unit area is high. Farmland has strong potential of release dusts when they are ploughed in spring, but a large amount of therophytes grow and thus prevent dusts from release when cultivation was terminated.Potentials of dust release in per unit area in fixed sand dunes,stony mountain meadow steppe and low land meadow are lowdue to high cover of perennials. Sand dune reactivation and desiccation of lakes and lowlands under estimated future climatic change will make them serve as a future material source of sand stormy weather.     

塔克拉玛干沙漠高大沙垄区垄间地沿主风向连续分布新月形沙丘表面沙粒粒度特征

以塔克拉玛干沙漠高大沙垄区垄间地防沙治沙工程下风向沿主风向连续分布的4个新月形沙丘为研究对象,研究了沙丘表面不同部位表层沙粒粒度特征,明确防沙治沙工程对沙丘表面沙粒粒度的影响,揭示沙丘表面沙粒粒度空间分布规律.主要结论：防沙治沙工程对于风沙环境的影响是显著的,表现为在防沙治沙工程影响区范围内沙丘表层沙粒明显细化.本文的相关研究结果将为阐明类似人为扰动条件下沙丘表面气流场和沙粒运移规律提供基础数据.     

Sandy grassland blowouts in Hulunbuir, northeast China: geomorphology, distribution, and causes

A sandy grassland blowout consists of an aeolian depression formed in top soil and the underlying sand deposit underlie, and the adjoining redeposit of sand derived from the depression. Research based on field survey and topographic mapping combined with aerophotograph interpretation reveals that: (1) All the three sand land tracts in Hulunbuir Grasslands are composed of blowout depressions and adjoining dunes, with interlaying remnants of sandy grasslands as background; (2) blowout depressions and their adjoining dunes can be classified according to their morphometric characteristics, development stages, and initiating factors; (3) blowouts develop mostly in the upper parts of sidelong aweather and sunward slopes inclining southwestward when west wind prevails; (4) initiation of blowouts is closely related with the coupling of extreme droughts and wide spread intense human disturbance to the fragile topsoil layer. The investigations indicate that key factors to prevent desertification are to protect grassland vegetation and topsoil.     

Sandy grassland blowouts in Hulunbuir, northeast China: geomorphology, distribution, and causes

A sandy grassland blowout consists of an aeolian depression formed in top soil and the underlying sand deposit underlie, and the adjoining redeposit of sand derived from the depression. Research based on field survey and topographic mapping combined with aerophotograph interpretation reveals that: (1) All the three sand land tracts in Hulunbuir Grasslands are composed of blowout depressions and adjoining dunes, with interlaying remnants of sandy grasslands as background; (2) blowout depressions and their adjoining dunes can be classified according to their morphometric characteristics, development stages, and initiating factors; (3) blowouts develop mostly in the upper parts of sidelong aweather and sunward slopes inclining southwestward when west wind prevails; (4) initiation of blowouts is closely related with the coupling of extreme droughts and wide spread intense human disturbance to the fragile topsoil layer. The investigations indicate that key factors to prevent desertification are to protect grassland vegetation and topsoil.     

表土粒度特征对风蚀荒漠化的响应

 为了阐明风蚀对表土粒度特征的影响,采用时空替代法选择毛乌素沙地5 种不同利用类型的土地（草地、新垦耕地、7~8 年耕地、>20 年耕地、沙丘）,以其表层土壤（0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 cm）为研究对象,通过野外实地采样和室内实验相结合的方法进行土壤机械组成与土壤颗粒分形分析。结果表明：1）5 个样地表层土壤机械组成均以细沙质量分数最高,为62.52%~80.40%,粗沙质量分数最低,仅为0.16%~0.43%,不同粒级土壤颗粒的质量分数高低排序为：细沙>中沙>极细沙+粉沙>粗沙,说明研究区土壤基质组成以细沙为主,沙物质分选好;2）5 个样地不同采样深度上的粗沙和中沙质量分数从大到小为0~1 cm>1~2 cm>2~3 cm>3~4 cm>4~5 cm;细沙质量分数各层次之间差异不显著（P=0.4558）,以0~1 cm 层的质量分数最低;极细沙+粉沙的质量分数0~1 cm和1~2 cm层显著低于其他3层（P=0.0126）,表明从草地到沙丘的演化是一个主要以极细沙+粉沙质量分数减少的风蚀荒漠化过程;3）土壤颗粒分形维数与极细沙+粉沙的质量分数呈极显著正相关关系,D=0.3661lnx+1.3409（P<0.0001）。5个样地的土壤颗粒分形维数存在极显著差异（P<0.0001）,从大到小依次为：草地（2.579）、新垦耕地（2.479）、7~8年耕地（2.361）、>20年耕地（2.100）、沙丘（1.716）。因此认为土壤颗粒分形维数可替代土壤机械组成来表征土地风蚀荒漠化的程度。     

浑善达克沙地“草原牧鸡”生态与经济效益研究

 在群体控制试验的基础上研究了放养条件下柴鸡的饲料需求情况,并探究了浑善达克沙地放牧柴鸡对草地生产力的影响.结果表明,在草原上放牧柴鸡,能够节省26%的饲料粮,"草原牧鸡"模式下的柴鸡每产出1kg毛鸡比笼养模式下的柴鸡少消耗饲料1.48kg;在草原上放牧柴鸡,对草场生产力的影响较小,显著低于放牧牛羊,有利于退化草地植被的恢复,还能够增加牧民的经济收入,"草原牧鸡"模式下,每公顷草场可比传统放牧模式收入高1500元左右;另外,"草原牧鸡"模式产出的大量生态有机柴鸡肉和柴鸡蛋产品能够满足人们对健康食品的需求.     

新疆土地荒漠化灾害及其对策

新疆生态环境脆弱，土地荒漠化十分严重。在遥感、地理信息系统等技术支持下，研究新疆土地荒漠化的孕灾机理及过程，建立土地荒漠化灾害扔监测及预警系统，对于新疆生态环境建设具有重要意义。新疆的土地荒漠化有多种表现形式，土壤盐渍化、土壤风蚀、土地沙漠化等是重要的几种荒漠化类型。以位于塔里木盆地的塔里木河下游阿拉干地区为例，该区土地沙质荒漠化的面积百分率已由20世纪50年代末期的86．98％，上升到90年代后期的94．78％。受土地荒漠化的影响，与荒漠化相关的灾害主要发生在4个地理区域，干旱、大风、沙尘暴等自然灾害频繁发生，严重地影响到区域的生态安全。荒漠化及其灾害的综合治理是生态环境建设的重要方略。