青藏高原退化草地恢复的制约因子及修复技术
发布时间：2021-11-25 11:09
分析了退化高寒草地恢复的主要制约因素,包括植物种源、土壤微生物、土壤养分和人文因素;提出了针对这些制约因素的退化高寒草地恢复的主要途径:（1）研发乡土草种子采集、扩繁、包衣等技术,不同乡土草种种子组配及免耕补播技术,解决种源制约;（2）筛选适用于退化草地恢复的复合微生物菌种并研发菌剂,解决退化草地恢复的微生物制约;（3）研发以土壤养分调控为基础的植被恢复技术,解决退化草地恢复的土壤制约;（4）构建基于牧民新技术应用的草地适应性管理模式。分析认为,基于乡土草种、微生物、养分调控为主的物源途径的"近自然恢复",有潜力成为青藏高原退化草地恢复的有效措施。
【文章来源】：科技导报. 2020,38(17)北大核心CSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
青藏高原草地类型（a）与过去30年净初级生产力的变化（b)
目前，针对青藏高原退化草地恢复问题，中国草地生态学科研人员展开了大量的研究并提出一系列的恢复措施，为中国草牧业与生态环境的和谐发展提供了技术支撑[17-18]。以Web of Science核心数据库及中国知网（CNKI）中文数据库，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"）*（"恢复"+"治理"）*（"青藏高原"）”为检索词，系统整理了2000—2019年间关于青藏高原退化草地生态修复措施的文献资料，总计169个恢复研究案例（图2）。针对青藏高原草地恢复措施共计12项，其中应用最为广泛是围栏封育（78个案例）、其次为人工草地建植（35）、退耕还草（12）、免耕补播（11）、施肥（11）的研究案例数也在10个以上，而草方格沙障、草地灭鼠、划破草皮等修复措施案例也有研究。过度放牧是导致天然草地退化的主要原因[19]，而围栏封育可以有效地降低草食动物对草地的啃食，有利于草地生态系统稳定及生产力的自然恢复[20]，因此被诸多学者关注。围栏封育简单易行，在高寒草地的各个地区具有普遍应用，但也有研究指出长时间的围封并不利于高寒草地的恢复[21-22]，因此围封时间的长短需依据当地的具体环境而制定。如Cao等[23]在青藏高原高寒草地探究了不同围封时间（5、13、22、39年）对高寒草地恢复的影响，他们认为13年的围封时间较为适宜；而Zhu等[24]却认为3～4年是青藏高原高寒草地适宜的围封时间。值得指出的是，围栏封育已经有40年的历史，尽管有助于草地恢复，但对野生动物的自由迁徙、生物多样性保护方面有明显的副作用，需要研发新一代的替代产品。
一般而言，因恢复目的和退化程度的不同，退化高寒草地的恢复措施涉及围栏封育、施肥、灌溉、补播等措施。对于中、重度退化的高寒草地，围栏封育等自然恢复措施通常所需时间极长，如李希来[36]研究表明，极度退化黑土滩自然恢复可能要近500年时间。但另一方面，通过高强度的人工干预措施进行退化高寒草地的重新建植虽然在短期内可使草地迅速得以恢复[37-38]，但无论是免耕补播，还是人工草地的建植，遇到的挑战之一是随着草地恢复进程的推进，草地生产力出现下降、稳定性降低的趋势[14]。导致这种现象的原因可能是补播的草种单一，物种多样性低下，进而造成的草地群落稳定性低下及多功能性失衡[39-41]。天然草地特别是植物多样性高的天然草地，对环境变化具有较高的抵抗力[39]。退化草地恢复过程中的稳定和维持，还需生态系统能够具有多种功能的能力，即生态系统多功能性（ecosystem multifunctionality,EMF)[42]。因此，如何利用适应本地环境的乡土草种构建物种多样性高的草地群落，即解决种源制约，进而提高恢复过程中草地的稳定性和多功能性，即应用“近自然恢复”技术进行高寒草地的恢复将成为青藏高原草地恢复建设的有效途径[43-44]。受青藏高原地区极端环境条件限制，目前能够大量获取的乡土草种只有垂穗披碱草、老芒麦（Elymus sibiricus）、中华羊茅、草地早熟禾（Poa pratensis）、星星草（Puccinellia tenuiflora）等不到十种禾本科草种，其他科属植物种源不易获取[14]。因此，种源不足是限制青藏高原退化高寒草地恢复的重要物源制约因子。
【参考文献】：
期刊论文
[1]草地生态修复技术应用的文献计量分析[J]. 蒋胜竞,冯天骄,刘国华,贺金生. 草业科学. 2020(04)
[2]植被重建对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响[J]. 赵文,尹亚丽,李世雄,刘燕,刘晶晶,王玉琴. 生态环境学报. 2020(01)
[3]青藏高寒区退化草地生态恢复:退化现状、恢复措施、效应与展望[J]. 张骞,马丽,张中华,徐文华,周秉荣,宋明华,乔安海,王芳,佘延娣,杨晓渊,郭婧,周华坤. 生态学报. 2019(20)
[4]青藏高原多年冻土特征、变化及影响[J]. 程国栋,赵林,李韧,吴晓东,盛煜,胡国杰,邹德富,金会军,李新,吴青柏. 科学通报. 2019(27)
[5]青藏高原“亚洲水塔”效应和大气水分循环特征[J]. 徐祥德,董李丽,赵阳,王寅钧. 科学通报. 2019(27)
[6]青藏高原生态系统对气候变化的响应及其反馈[J]. 朴世龙,张宪洲,汪涛,梁尔源,汪诗平,朱军涛,牛犇. 科学通报. 2019(27)
[7]青藏高原土地利用与覆被变化的时空特征[J]. 张镱锂,刘林山,王兆锋,摆万奇,丁明军,王秀红,阎建忠,许尔琪,吴雪,张炳华,刘琼欢,赵志龙,刘峰贵,郑度. 科学通报. 2019(27)
[8]青藏高原高寒草地土壤微生物群落及影响因子[J]. 薛凯,张彪,周姝彤,冉沁蔚,唐立,车荣晓,庞哲,王芳,王頔,张静,姜丽丽,胡容海,崔骁勇,郝彦宾,王艳芬. 科学通报. 2019(27)
[9]青藏高原冰缘植物多样性与适应机制研究进展[J]. 杨扬,陈建国,宋波,牛洋,彭德力,张建文,邓涛,罗冬,马祥光,周卓,孙航. 科学通报. 2019(27)
[10]青藏高原高寒草地生态系统的适应性管理[J]. 孙建,张振超,董世魁. 草业科学. 2019(04)
本文编号：3518016
【文章来源】：科技导报. 2020,38(17)北大核心CSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
青藏高原草地类型（a）与过去30年净初级生产力的变化（b)
目前，针对青藏高原退化草地恢复问题，中国草地生态学科研人员展开了大量的研究并提出一系列的恢复措施，为中国草牧业与生态环境的和谐发展提供了技术支撑[17-18]。以Web of Science核心数据库及中国知网（CNKI）中文数据库，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"）*（"恢复"+"治理"）*（"青藏高原"）”为检索词，系统整理了2000—2019年间关于青藏高原退化草地生态修复措施的文献资料，总计169个恢复研究案例（图2）。针对青藏高原草地恢复措施共计12项，其中应用最为广泛是围栏封育（78个案例）、其次为人工草地建植（35）、退耕还草（12）、免耕补播（11）、施肥（11）的研究案例数也在10个以上，而草方格沙障、草地灭鼠、划破草皮等修复措施案例也有研究。过度放牧是导致天然草地退化的主要原因[19]，而围栏封育可以有效地降低草食动物对草地的啃食，有利于草地生态系统稳定及生产力的自然恢复[20]，因此被诸多学者关注。围栏封育简单易行，在高寒草地的各个地区具有普遍应用，但也有研究指出长时间的围封并不利于高寒草地的恢复[21-22]，因此围封时间的长短需依据当地的具体环境而制定。如Cao等[23]在青藏高原高寒草地探究了不同围封时间（5、13、22、39年）对高寒草地恢复的影响，他们认为13年的围封时间较为适宜；而Zhu等[24]却认为3～4年是青藏高原高寒草地适宜的围封时间。值得指出的是，围栏封育已经有40年的历史，尽管有助于草地恢复，但对野生动物的自由迁徙、生物多样性保护方面有明显的副作用，需要研发新一代的替代产品。
一般而言，因恢复目的和退化程度的不同，退化高寒草地的恢复措施涉及围栏封育、施肥、灌溉、补播等措施。对于中、重度退化的高寒草地，围栏封育等自然恢复措施通常所需时间极长，如李希来[36]研究表明，极度退化黑土滩自然恢复可能要近500年时间。但另一方面，通过高强度的人工干预措施进行退化高寒草地的重新建植虽然在短期内可使草地迅速得以恢复[37-38]，但无论是免耕补播，还是人工草地的建植，遇到的挑战之一是随着草地恢复进程的推进，草地生产力出现下降、稳定性降低的趋势[14]。导致这种现象的原因可能是补播的草种单一，物种多样性低下，进而造成的草地群落稳定性低下及多功能性失衡[39-41]。天然草地特别是植物多样性高的天然草地，对环境变化具有较高的抵抗力[39]。退化草地恢复过程中的稳定和维持，还需生态系统能够具有多种功能的能力，即生态系统多功能性（ecosystem multifunctionality,EMF)[42]。因此，如何利用适应本地环境的乡土草种构建物种多样性高的草地群落，即解决种源制约，进而提高恢复过程中草地的稳定性和多功能性，即应用“近自然恢复”技术进行高寒草地的恢复将成为青藏高原草地恢复建设的有效途径[43-44]。受青藏高原地区极端环境条件限制，目前能够大量获取的乡土草种只有垂穗披碱草、老芒麦（Elymus sibiricus）、中华羊茅、草地早熟禾（Poa pratensis）、星星草（Puccinellia tenuiflora）等不到十种禾本科草种，其他科属植物种源不易获取[14]。因此，种源不足是限制青藏高原退化高寒草地恢复的重要物源制约因子。
【参考文献】：
期刊论文
[1]草地生态修复技术应用的文献计量分析[J]. 蒋胜竞,冯天骄,刘国华,贺金生. 草业科学. 2020(04)
[2]植被重建对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响[J]. 赵文,尹亚丽,李世雄,刘燕,刘晶晶,王玉琴. 生态环境学报. 2020(01)
[3]青藏高寒区退化草地生态恢复:退化现状、恢复措施、效应与展望[J]. 张骞,马丽,张中华,徐文华,周秉荣,宋明华,乔安海,王芳,佘延娣,杨晓渊,郭婧,周华坤. 生态学报. 2019(20)
[4]青藏高原多年冻土特征、变化及影响[J]. 程国栋,赵林,李韧,吴晓东,盛煜,胡国杰,邹德富,金会军,李新,吴青柏. 科学通报. 2019(27)
[5]青藏高原“亚洲水塔”效应和大气水分循环特征[J]. 徐祥德,董李丽,赵阳,王寅钧. 科学通报. 2019(27)
[6]青藏高原生态系统对气候变化的响应及其反馈[J]. 朴世龙,张宪洲,汪涛,梁尔源,汪诗平,朱军涛,牛犇. 科学通报. 2019(27)
[7]青藏高原土地利用与覆被变化的时空特征[J]. 张镱锂,刘林山,王兆锋,摆万奇,丁明军,王秀红,阎建忠,许尔琪,吴雪,张炳华,刘琼欢,赵志龙,刘峰贵,郑度. 科学通报. 2019(27)
[8]青藏高原高寒草地土壤微生物群落及影响因子[J]. 薛凯,张彪,周姝彤,冉沁蔚,唐立,车荣晓,庞哲,王芳,王頔,张静,姜丽丽,胡容海,崔骁勇,郝彦宾,王艳芬. 科学通报. 2019(27)
[9]青藏高原冰缘植物多样性与适应机制研究进展[J]. 杨扬,陈建国,宋波,牛洋,彭德力,张建文,邓涛,罗冬,马祥光,周卓,孙航. 科学通报. 2019(27)
[10]青藏高原高寒草地生态系统的适应性管理[J]. 孙建,张振超,董世魁. 草业科学. 2019(04)
本文编号：3518016
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