沙漠化治理推動北方農(nóng)牧交錯區(qū)生態(tài)恢復(fù)和可持續(xù)發(fā)展
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闡明了半干旱沙區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵機理
通過長期定位研究和監(jiān)測，闡明了土壤種子庫、殘存的斑塊狀植被和灌叢在植被恢復(fù)過程中的種源作用；半干旱沙區(qū)灌叢不僅可有效防止土壤表層的侵蝕，而且隨著土壤有機物質(zhì)在灌叢下的逐漸積累，有利于土壤持水性能等特性進(jìn)一步得到改善及一年生和多年生草本植物的定居與發(fā)育，促進(jìn)沙地植被的恢復(fù)與重建。在此基礎(chǔ)上，通過對沙區(qū)優(yōu)勢植物功能性狀分異特征的研究，揭示了植物功能多樣性調(diào)節(jié)群落生產(chǎn)力形成的重要機制。發(fā)現(xiàn)固沙植被恢復(fù)過程中植物功能性狀對環(huán)境變化表現(xiàn)協(xié)同響應(yīng)，土壤養(yǎng)分是功能性狀趨同的主要驅(qū)動因素，群落內(nèi)部植物功能多樣性顯著調(diào)節(jié)土壤變化對群落生產(chǎn)力的作用?。同時，確定了沙化土地恢復(fù)過程中土壤生物群落組成和多樣性的演變規(guī)律，揭示了植被特征和土壤理化性質(zhì)調(diào)控土壤生物群落的關(guān)鍵機制。發(fā)現(xiàn)沙化土地恢復(fù)過程中土壤微生物數(shù)量和多樣性顯著增加，嚴(yán)重沙漠化階段土壤真菌群落組成與其他生境分異明顯；固沙灌叢會對土壤中大型節(jié)肢動物群落分布產(chǎn)生明顯聚集效應(yīng)，即“蟲島”。該研究為深入認(rèn)識沙化土地土壤功能的恢復(fù)過程和驅(qū)動機理提供了生物學(xué)理論依據(jù)，完善了防沙治沙恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論體系。
土壤有機碳積累和固定是土壤功能及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要基礎(chǔ)。荒漠化土地恢復(fù)過程中土壤碳截獲能力是評價土壤恢復(fù)的重要指標(biāo)。通過大范圍（12．04×104km2）的野外調(diào)查，明確了科爾沁沙地區(qū)域碳密度空間分布特征，核算了?0—100?cm?深土壤有機碳儲量（圖?3）。在此基礎(chǔ)上，以保護(hù)良好的疏林草地為參比，評價了北方農(nóng)牧交錯區(qū)主要生態(tài)治理措施的土壤有機碳截存能力和機制。發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重沙化土地經(jīng)過禁牧圍封、營造喬灌木林均能顯著固定大氣中的?CO2；其中，禁牧圍封措施的土壤固碳功能最強?，而土壤輕組有機碳和細(xì)顆粒有機碳的增加是土壤有機碳固存的主要途徑。該項研究為評價區(qū)域土壤有機碳動態(tài)對未來氣候變化和人類活動的響應(yīng)提供了新的參比基準(zhǔn)，為準(zhǔn)確評價半干旱區(qū)植被重建措施的生態(tài)效應(yīng)提供了參考依據(jù)。
圖 3 科爾沁沙地 0 — 100 cm 土壤有機碳密度的空間分布圖