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                            黃土高原自然和人為植被恢復小流域土壤水分和養分研究獲進展

                            2021-12-28 地球環境研究所
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                              植被恢復是修復生態系統的重要手段。近40年來,中國實施了一系列植被恢復和重建工程,在防治沙漠化、控制土地退化和提高植物多樣性方面發揮了重要作用。黃土高原是我國典型的生態脆弱區和生態-氣候過渡帶。為了控制水土流失、阻止土地退化和恢復生態系統健康,近幾十年來黃土高原實施了大規模的植被恢復和重建工程。經過持續努力,黃土高原的生態條件發生了變化,植被覆蓋度顯著提高,高原地表實現了由“黃”到“綠”的轉變。

                              在植被恢復模式上,自然恢復是時間相對較長的恢復過程,一般不能在短時間內為水土保持創造顯著效益。相比之下,為了獲得相對快速的恢復效果,較多地方優先選擇人工植樹造林作為加快生態系統恢復的方法,例如刺槐的引進和在中國各地尤其是干旱半干旱地區的廣泛種植,就是加快人工植被恢復和重建的典型例子。一般認為,刺槐可以快速控制土壤侵蝕,增加植被覆蓋度,改善表層土壤理化性質。然而,從相對長期恢復的角度來看,干旱半干旱區高密度人工造林具有不可持續性。人工造林會消耗過多的水分,減少地表水資源,也會對群落物種的功能和多樣性產生負面影響。然而,目前有關半干旱地區人工造林對林下植被的功能性狀和生物多樣性的影響模式和控制因子尚不清楚,而這些信息對制定植被恢復策略尤為重要。 

                              基于上述科學問題,中國科學院地球環境研究所研究員金釗團隊以甘肅西峰南小河溝觀測場的人工植樹造林(楊家溝)和植被自然恢復(董莊溝)小流域為研究對象(圖1),探討半干旱黃土區自然和人為植被恢復模式下草本植物群落性狀和物種多樣性模式的差異以及導致這種差異的的環境因素。研究表明,自然和人為植被恢復模式下草本植物群落功能性狀存在顯著差異,且自然恢復下的草本植物多樣性顯著高于人工植樹造林。兩流域間土壤水分、硝態氮和速效磷含量的差異是導致草本群落功能性狀和多樣性差異的主要原因(圖2,圖3)。與水分相關的功能性狀在坡面和溝谷表現出不同模式,特別是在自然恢復的小流域,這可能是由兩種地形下土壤水分的差異導致。研究結果有助于了解黃土高原植被自然恢復和人工植樹造林模式下草本植物群落的多樣性格局,并為黃土高原植被恢復措施的選擇提供了參考。

                              相關研究成果發表在Forest Ecology and Management。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金重大項目、國家重點研發計劃項目、 中國博士后科學基金項目和陜西省科技計劃項目的資助。

                              論文鏈接


                            1.人工造林和自然恢復流域的植被現狀

                               

                            2 .人工植樹造林與植被自然恢復小流域不同坡向草本植被的功能性狀及多樣性模式

                               

                            3.人工植樹造林與植被自然恢復小流域土壤性狀與功能性狀/多樣性模式的線性關系

                            打印 責任編輯:閻芳

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