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基于土壤水分平衡的宁夏干旱风沙区植被恢复模式研究

文献类型： 获奖成果

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获奖名称： 科学技术进步奖

获奖等级： 三等奖

关键词： 土壤水分平衡;风沙区;平衡;植被恢复模式;模;土壤;宁夏;水分;干旱风;研究;水分平衡;土壤水分;植被恢复;恢复;土壤水;干旱风沙区;夏;水;模式;沙区;风沙;植被;干旱;模式研究;风

第一完成单位： 宁夏农林科学院荒漠化治理研究所

获奖时间： 2014

摘要： 本课题为“十一五”宁夏科技攻关计划项目，由宁夏农林科学院荒漠化治理研究所承担。 本课题主要针对宁夏干旱风沙区存在的“干旱、土地沙漠化、植被退化”等突出的问题，围绕着制约沙地植被恢复的主要限制因素—土壤水分，以植被恢复与土壤水分平衡为目标，通过研究不同植被恢复模式土壤水分与植物生长的关系，植被恢复与土壤环境质量的响应关系，人工植被恢复对沙化土地改良效应，阐明土壤水分补给和消耗量与植被类型及密度的作用关系，结合沙地土壤水分特性和沙地植物需水特征、以及不同植被恢复模式下的土壤环境质量、植物群落特征等，建立干旱沙区植被恢复对退化沙地改良的健康评价指标体系，开展植被恢复模式对沙化土地改良效应的健康评价，从而为宁夏及周边地区沙化土地治理提供科学依据和技术支撑。经过近3年的科技攻关，超额完成了课题预期目标和考核指标，取得了多项技术成果。 1、课题组在宁夏中部干旱风沙区典型代表区盐池县，建立了基于水分平衡的植被恢复示范区1000亩，其中在柳杨堡建立水分平衡型柠条林示范区500亩，高沙窝黄记场建立水分平衡型灌草混播技术示范区500亩。 2、通过研究近30年盐池主要气候因子的变化规律，结合沙区植被特点，分析了生态环境变化与气候之间的协同关系，选择了植被恢复的适宜时间。 3、在摸清不同密度人工柠条林植被恢复模式对土壤水分影响的基础上，明确了造林密度低于或等于1665丛/hm2（带间距10m）不会引起土壤水分亏缺，但造林密度过大的植被恢复模式会引起土壤旱化。 4、通过开展不同造林密度柠条林灌木林对降雨及其土壤水分的再分配规律的研究，摸清了不同密度灌木林截流量与土壤水分补给量的关系，阐明了基于水分平衡的植被耗水与土壤补给及其植被生长关系，进一步阐明了基于水分平衡的柠条林种植密度。通过系统深入研究不同柠条造林密度及不同植被类型恢复模式对土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物区系及土壤微生物群落功能多样性的影响研究，阐明了柠条不同造林密度及不同植被类型恢复模式与土壤微生物的响应关系。 5、通过研究盐池沙区主要造林植物的水分生理生态特征，明确了不同植物的持水能力及光合生理特性。通过研究不同造林密度柠条林模式及不同植被类型恢复模式对植物群落结构、多样性及草地生产力影响，阐明了不同造林密度对植物群落演替及植被生态特征的作用机理。 6、综合土壤理化性质、微生物生态特征及植物生态特征3个方面的19个指标，采用AHP评价方法，建立了健康评价指标体系，开展了人工植被恢复对退化沙地改良效应的综合健康评价。研究成果对宁夏同类地区营建人工柠条林营造及植被恢复建设，具有重大的科技引领和支撑作用，具有广泛的适应性和巨大的潜在应用价值。 7、课题实施期间，课题组撰写论文6篇，已发表论文4篇，培养硕士研究生2名，硕士论文2篇，培养科研骨干2名。 查新结果表明： 目前从水分平衡入手综合研究干旱沙区植被恢复模式下的土壤水分补给和消耗量与密度关系、沙地植被水分承载力、植被恢复模式与土壤环境质量、植物群落的响应关系，以及植被恢复对退化沙地改良效应的健康评价、建立基于水分平衡的植被恢复示范区等,尚处于探索阶段，本课题研究成果填补了在干旱风沙区沙地柠条林的水分补给与林冠截流量关系、沙区柠条林土壤水分再分配及对灌木生长量影响、沙区主要固沙灌木林地水分平衡、不同植被恢复对退化沙地改良效应健康评价等方面的空白，对干旱风沙区植被恢复及生态建设具有重大的科学价值和理论支撑。 存在的问题： 1、沙区植被恢复是一项长期的工作，需要持续的定位、动态研究才能获得支撑社会、经济持续发展的生态林业建设技术体系与模式，为政府决策提供依据和示范样板。本项目仅仅是在前期植被恢复改良退化沙地的研究基础上完成的基于水分平衡的植被恢复模式研究的阶段性成果，但从干旱风沙区植被恢复历程看还需要从极端气候变化下，尤其是大旱年份来进一步研究人工植被恢复过程中植被与土壤环境质量的响应关系。 2、本研究虽然对土壤微生物生态特征中的微生物群落结构、功能多样性、酶活性和土壤理化性质等方面进行了系统的研究，但是没有进行土壤微生物量碳、土壤微生物量氮以及土壤呼吸商和代谢商等方面的研究，因此还需要进一步对不同人工林密度下的土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸商、代谢商等方面开展系统的研究，从而为研究的深度和完整性提供更为详实可靠的依据。

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[19]盐池沙地综合治理优化模式的建立及其结构调整. 李生宝,蒋齐. 1999

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