黄土高原植被恢复与土壤种子库_程积民、呼天明、程杰、赵凌平_9787030342119

黄土高原植被恢复与土壤种子库

定价：¥80

中教价：¥51.20 (6.40折）

库存数： 0

购买数量：

黄土高原植被恢复与土壤种子库在长期野外实地调查和多年固定样地监测的基础上，通过对黄土高原7省（自治区）200多个典型县有关资料收集和室内实验与统计分析及科学推断等相结合的方法，研究了黄土高原草甸草原、典型草原、荒漠草原和灌丛草原类型区的植被恢复过程、土壤种子库与气候响应的变化关系，分析了土壤种子库的不同特征及在退化植被恢复过程中的作用机理与潜力，提出了不同地带植被恢复建设的调控措施，为实现黄土高原植被持续稳定发展提供了基础数据和理论依据。
黄土高原植被恢复与土壤种子库内容反映了该领域的最新研究成果，对丰富和发展我国生态环境与区域气候响应等研究具有重要指导意义，对干旱半干旱区植被恢复与生态环境建设具有重要参考价值，可供科研、生产及高等院校农业、林业、牧业、草业、土壤、植物、水利、气候和环境等相关领域的广大师生和科技人员参考。

第一章　研究动态
第一节　研究背景　　
黄土高原是中华民族的摇篮和发祥地，在这片古老的土地上，中华民族创造了辉煌的华夏文明；黄土高原又是中国农业开发历史最长的地区之一，在这片神奇的土地上，既记载了中华民族几千年的文明史，又反映了中华大地亿万年生态演变过程，是研究中国自然变化与社会发展规律的数据库。随着大地构造变化和气候的变迁，特别是近代人类活动的影响，该区的植被也经历了一个漫长而复杂的演变过程（梁一民，2003）。同时，黄土高原以她独特深厚的黄土景观和灿烂而古老的文化，以及严重的水土流失而闻名于世。本来，这里是气候温和、土层深厚、水草丰盛、林草广布的森林草原地带。然而，在漫长的岁月里，由于自然和人为活动的影响，特别是随着人口的过快增长和土地的不合理利用，毁林毁草和开荒种地常有发生，地球表面森林、草原植被逐步遭到破坏和掠夺式利用，致使荒漠化加剧，自然灾害频繁，特别是水土流失与干旱缺水叠加，生态环境不断恶化，生态系统平衡失调，进而影响人类的生存和社会的发展。所以，在近代植被与全球变化及人类活动的相互影响日益深刻与广泛的时期，黄土高原植被分布特征、演变过程及恢复重建的前景也受到社会各界的重视和关注。
20 世纪90 年代，“草地”这一长期不受人们重视的领域，在中国社会经济发展、生态环境恶化和人民生活质量提高的进程中，终于被摆在了应有的位置。城镇中心社区大片绿地的建造，为人们提供了良好的活动空间及住宅环境，体现了人与自然的和谐；江河湖泊的泛滥和消长及扬尘和浮尘天气的频繁出现，不得不使人们关注到江河源头涵养水源的林草植被和干旱半干旱草地植被的恢复；21 世纪营养结构对动植物食品的需求及标志农业现代化进展的畜牧业产值比例的提升，呼唤高效而优质的饲草饲料行业迅速的发展。
与人们的关系越来越贴近，与社会经济的发展也越来越紧密（洪绂曾，2002）。因此，草地植被是十分重要的自然资源，也是人类生活和生产活动中物质财富的重要源泉，是黄土高原生态系统恢复和生态环境建设的主体。草地植被的恢复与建造取决于气候、地形、土壤和土地等因素。黄土高原具有明显的地理过渡带，其地理位置为青海高原向华北平原和东北平原的过渡带，气候为东南湿润季风气候向西北内陆干旱气候过渡，植被为暖温带落叶阔叶林向典型草原、荒漠草原植被类型的过渡，也是农林牧业生产水平较高、农村经济文化比较发达向农牧业生产粗放、农村经济文化欠发达的过渡。黄土高原特定的气候与复杂多变的地貌类型及深厚的黄土中发育的各种类型的土壤上，形成了多种多样的植物种类和植被类型（程积民和万惠娥，2002）。因此，研究黄土高原特殊的地貌和多变气候环境条件下，植被群落的分布及物种的演替与气候的响应无疑具有深刻的意义。
第二节　国内外研究概况
生态退化已成为全球性的环境问题。世界上有43 % 的陆地地表已发生生态退化。
我国生态退化也是惊人的（梁存柱等，2002）。特别是在20 世纪的后10 年中，全球范围的干旱和荒漠化日趋加剧，已经影响到生态系统种群的稳定性和功能的维护，并带来次生的生态环境问题，成为影响经济社会可持续发展的主要限制因素。
植被是生态恢复的主体，而植被又是土壤类型、地貌特征、气候变化和人类活动长期相互作用的产物，其分布、组成、发生和发展与环境条件密切相关，特别是受气候变化的影响，定量描述区域尺度上植被的演变动态及其与气候因子的相互关系是全球变化研究的重要内容（李晓兵和史培军，2000 ；刘绿柳和肖风劲，2006 ；郑新奇等，2005 ；范锦龙等，2007）。同时，植物生态学的观点认为主要植被类型表现着植物界对气候类型的反应，每个气候类型或分区都有相应的植被类型。由于气候是决定地球上植被类型及其分布的最主要因素，因此，在全球变化与陆地生态系统关系的研究中，气候唱植被关系的确定具有十分重要的实际意义（崔骁勇，2001 ；李金花，2002）。
黄土高原植被退化，生态环境脆弱，其结构和功能具有很大的不稳定性（陈利顶等，2001），必然成为全球变化响应的敏感区域（颉耀文和陈发虎，2002 ；Zhang et al.，2009b），其重度和中度退化草场面积占总面积的56.6 % ，而在半干旱黄土区，植被退化更为严重，如宁夏退化草场面积占草地面积的72 % ，其中固原县自20 世纪60 年代以来草地面积减少了10.4 万hm2 ，海原县减少了14.8 万hm2 （程积民和万惠娥，2002）。许多研究结果表明，气候与植被的恢复存在着密切关系，植被退化引起了气候与环境的大幅度变化，气候变化导致高山降水格局变化比温度变化更为明显，据西藏地区40 年来的实际观测显示，该区气候表现出向暖湿型发展的趋势，季节的降水均呈不同程度的上升趋势（徐宗学等，2007）。甘肃定西、宁夏固原、陕西延安及内蒙古准格尔旗等十余县，50 年来平均降水量减少63.3 mm ，气温上升1.26 ℃ （程积民和万惠娥，2002）。对于脆弱生态系统而言，植被退化导致气候变暖和干旱加剧，而气候变暖和干旱加剧又是加速区域植被退化的推动力，从而形成恶性循环。人为干扰及不合理利用又成为植被退化的主要驱动力，而脆弱的生态环境却成为区域植被退化的自然内营力。因此，在全球变化下，黄土高原草地植被群落分布与气候环境变化响应已成为目前亟须研究的重要科学问题，也是各国研究组织和各界人士共同关注的焦点。
发达国家在20 世纪30 年代就开始了大规模的植被恢复运动，美国（Jordan et al ．，1987）、英国（李永宏，1994a）、澳大利亚（ Hobbs ，1996a）和日本（宋永昌，1997）先后开展了退化草地恢复、改良与气候变化方面的试验研究；70 年代，美国召开了“受损生态系统恢复”国际研讨会议，第一次专门讨论了受损生态系统恢复与重建问题；80 年代，Jordan总结了世界各地有关恢复生态学的研究进展，出版了?恢复生态学：生态研究的一种综合途径?一书；90 年代，在瑞士苏黎世召开了第一届“恢复生态学与可持续发展”国际会议（Choi and Wali ，1999），开展了对恢复生态学的理论基础与有关概念的探讨。目前国际上已将恢复生态学与全球变化作为生态学研究的前沿领域之一，重点开展植被生态恢复与气候效应，恢复演替过程与气候影响重构演替序列，预测预报气候变化下植被演替趋势及植被恢复人为控制方面的研究。
我国在植被生态退化、恢复改良与气候变化研究方面起步较早，20 世纪50 年代在全国草地资源状况调查的基础上已注意到草地退化问题；60 ~ 70 年代开始了划区轮牧、以草定畜及植被退化成因与气候变化等方面的工作；80 年代探讨有关理论及防治退化的措施及技术；90 年代以来，国家从政策上对退化草地恢复与生态保育给予了重视，针对西部地区自然气候条件进行草地工程建设；而真正把草地生态系统退化与气候环境、生物多样性保护联系起来，进行专业性的退化及恢复机制的研究则是从20 世纪末期开始的（梁存柱等，2002），相继在西部及黄土高原地区开展了植被退化现状、恢复建设与综合治理等研究，特别是在退化植被群落演替过程、恢复机理及其人为干扰（补播、施肥、改良、刈割和放牧）与气候变化等方面取得了重要研究进展。
一、气候变化对植被恢复演替的影响
植物群落的演替是对其初始状态的异化过程，不但体现在种类组成和结构上，也体现在环境的改变上（曲国辉，2003）。20 世纪初期，对植物群落演替的研究基本上是描述性的。随着生态学的发展和科学研究的不断深入，草地演替的研究方法逐渐转变为定量分析，Dysterhuis （1949）提出草地状况定量分析法，作为放牧草地植被的定量分析指标。
在呼伦贝尔天然草地所进行的不同放牧试验研究表明，演替度定量化是确定草地植被退化的重要指标（王德利等，1996），由此可见，根据草地植被演替度的变化，可以进行草地利用状况评价或诊断（孙海群等，1999）。
为解决气候变化下退化生态系统植被恢复问题，国内外学者进行了多方面的研究工作，寻找合理恢复和改良退化草地的途径和方法，在已有的各种方法中，对于大面积的退化草原来讲，围栏禁牧是一种有效且简便易行的方法（闫玉春和唐海平等，2007），目前国内外已开展了许多有关封育措施对草地植被恢复影响方面的研究。退化草地封禁后，优良多年生禾本科牧草的优势地位逐渐增加，多年生杂类草的竞争能力减弱，优势地位逐渐下降，说明退化草地围封后草地牧草的质量显著提高。封育改变了植物群落的地上和地下生物量的垂直分布变化，使群落结构优化，植物分布向更高空间或更深土层延伸，从而增加植物对光能、水分及养分的利用（单贵莲等，2010）。诸多的试验研究表明，对退化草地实行围栏禁牧让其自然恢复，不仅可以快速恢复天然植被，显著提高草地生产力，而且在一定程度上也可起到恢复土壤的作用，还可以明显改善草地不同退化程度的植物种类组成、盖度、密度、高度和生物量，逐步恢复退化草地群落结构和功能，是改良退化草地最普遍和有效的措施之一，在国内外已经得到较为广泛的应用（ Yan et al ．，2003 ；Zhou etal ．，2004 ；Wang et al ．， 2005）。
受全球气候变暖影响最明显的生态系统是高纬度和高海拔地区（IPCC ，2007）。有关研究表明，内蒙古典型草原退化群落类型――冷蒿，在围封10 年后基本恢复到其原生群落类型，即以羊草和大针茅为主的优势种群落（康博文等，2006）。半干旱典型草原区植被自然恢复演替过程基本经历了百里香+ 杂草、本氏针茅+ 百里香、本氏针茅+ 铁秆蒿、本氏针茅+ 大针茅群落不同阶段（邹厚远等，1998）。在典型草原区降水量450 mm 左右，封育条件下的演替过程为：草甸草原封育3 ~ 4 年后演替成较稳定的草地→ 灌丛（黄栌）群落；典型草原封育4 ~ 5 年后演替为草地→ 灌丛（柠条锦鸡儿）群落和草地→ 灌丛（鬼箭锦鸡儿）群落等；荒漠草原封育4 ~ 5 年后演替为草地→ 灌丛（柠条锦鸡儿）群落等（程积民，1998）。在森林草原区降水量550 mm 左右，植被在演替的第二阶段，有大量的赖草种群出现，并形成伴生种占据了较大面积，与其他物种形成过渡性的演替类型，其后的演替出现了较多的达乌里胡枝子和冷蒿群落，形成本氏针茅+ 达乌里胡枝子、本氏针茅+ 冷蒿或冷蒿等相对稳定的群落类型，部分地方还出现白羊草群落（温仲明等，2005），表明草地群落演替受气候变化的影响，植物组成发生了较大变化。由此看出，草地在封育条件下，进行其自然恢复，明显改变了植被群落的结构，提高了草地生物量，充分显示出封育措施在植被恢复中的重要作用。但长期封禁对草地植被的群落结构和生物量有不同程度的影响。内蒙古典型草原围封26 年，地上现存量为309.5 g ? m- 2 ，明显低于围封7 年，群落高度、盖度、密度和频度等指标也表现出同样的变化趋势，表明围封7 年的草地已经达到或接近其生产潜力的峰值，继续围封将不利于其维持较高的生产力（闫玉春和唐海平，2007）。半干旱典型草原区封禁27 年，草地生物量为332.2 g ? m- 2 ，明显低于封禁10 ~15 年的草地（程积民和万惠娥，2006）。因而，植被生态可持续性是指一定时空尺度上的生态系统在提供生态服务功能的同时，保持其自身组成、结构和过程的稳定性。因此，研究气候变化下的草地植被长期恢复演替与发生发展过程，对黄土高原乃至西部生态系统恢复与环境建设具有重要意义。

你还可能感兴趣

我要评论

您的姓名	验证码：
留言内容