珠海建设迹地岩土坡植被恢复的生态效应研究

建设迹地岩土坡是华南地区新生的严重水土流失区。试验结果表明，采取一定的技术措施之后，岩土坡的植被恢复效果良好。岩土坡植被恢复的过程中，其局部环境不断改善，主要包括地温、气温和湿度等小气候因子的改善．土壤养分的提高和物理性状的改良，进而促进了群落植被的良性演替。     

北方土石山区水土保持生态经济型治理模式——以科尔沁地区牛固图小流域为例

以内蒙古科尔沁地区牛固图小流域为例,阐述了该流域水土保持生态经济型综合治理模式建立的整体规划及具体布设,并分析了其效益.结果表明,通过对流域进行水土保持生态经济型综合模式治理,将流域治理,区域特色,市场推动有机结合起来,不仅使区域生态环境得到了进一步改善,水土流失得到了有效控制,而且带动了区域经济发展,为我国北方土石山区水土保持生态经济型综合治理模式探索提供了技术支持.     

北方土石山区水土保持的主要经验与治理模式

通过对北方土石山区的水土流失与生态安全进行科学考察,总结归纳了该区20多年来水土保持的主要经验,提炼了适用于区内不同生态地理类型区的小流域治理模式,分析了这些模式的设计思路和技术要点。根据本区的战略地位、水土流失现状及新形势的要求,提出了下一步水保工作应注意的问题。     

金沙江干热河谷植被恢复技术及生态效应--以云南小江流域为例

金沙江干热河谷滑坡、泥石流等山地灾害强烈，水土流失严重，生态环境十分脆弱。以小江流域干热河谷为研究区，根据立地条件和植物的生物学特性，提出了7类治理措施，并通过人工降雨试验，应用对比研究方法对植被的生态效应进行分析。结果表明：植被延缓雨水汇集、截流拦沙、增强土壤入渗等生态功能效应显著；裸地、稀树草丛地、灌草地分别在人工降雨31，34，75min后开始产流，在61，79，150min后产流趋于稳定，稳定产流率分别为6．20，3．04，0．64L／min．径流平均含沙量分别为6．8，4．2，2．0g／L。     

北方土石山区不同模式下的小流域综合治理效益

以北方土石山区不同水土流失类型区内的30条典型小流域综合治理资料为基础,根据小流域内梯田坝地、水保林、经济林这三类具有不同功能的水土保持措施面积所占比例的大小,将其治理模式分为生态型、农业型、生态—农业—经济型和生态—经济型四大类,并分析了不同治理模式下小流域综合治理的生态效益、经济效益和社会效益。     

工业废弃地生态恢复中的植被重建技术

随着社会经济的发展，各种生产建设活动产生了为数众多的工业废弃地。特别是在城市地区，随着经济结构的转变，城市内的传统产业向外迁移，在城市中留下大量的工业废弃地。这些废弃地的资源枯竭和生态系统退化问题十分突出，必须对其进行生态恢复。为此，阐述了各种工业废弃地生态恢复中的植被重建问题，主要对土壤基质改良、植物种类选择和植物种植技术3个环节进行了分析。     

京郊荒滩生态恢复及其植被变化研究--以延庆县为例

在延庆县荒滩中，分别选择人工造林恢复植被2年、11年、封禁恢复植被7年和对照区4个样区，在大量野外调查的基础上，对其物种种类、优势种重要值、物种多样性特征、生活型谱和盖度等指标进行了对比分析。结果表明：荒滩生态恢复过程中，人工植被长势良好，植物种类明显增加，群落物种的丰富度指数、均匀度指数、多样性指数均比对照区显著提高，植物群落结构从简单逐渐变为复杂；生活型谱组成发生了显著变化，一、二年生草本植物的比例显著降低；植被盖度明显增加。3个生态恢复样区中，尤其是人工造林恢复植被2年的恢复模式效果最显著，可以在京津及其周边地区相似立地条件的地方推广应用。     

中国水土流失与生态安全北方土石山区科考组在我省考察

8月24日，中国水土流失与生态安全综合科学考察北方土石山区科考组在结束了对我省晋中市的考察后，在太原召开了座谈会。省水利厅厅长李英明出席会议并作重要讲话，水利部教授级高工段巧甫、省水利厅水保局局长李文银、省发改委农业处处长王野彬等出席会议。北方土石山区科考组专家及厅水保局、     

北方土石山区不同植被恢复模式土壤酶活性研究

以北方土石山区不同植被恢复模式为研究对象,测定并分析不同植被恢复的土壤理化性质与土壤酶活性的分布规律及其相互关系.结果表明:不同植被恢复均使土壤酶活性明显提高,但不同植被对土壤酶活性的影响不同;土壤酶活性与土壤环境因子的相关性不完全一致,与土壤养分因子呈正相关关系,与土壤pH值呈负相关关系.     

基于生态恢复的废弃地植被群落特征研究

随着工业经济的发展,矿山的开采使局部生态系统结构遭到破坏,功能及稳定性下降.从探究矿山废弃地植被恢复与重建角度出发,探明河北省涞源县独山城矿山不同废弃地类型的植被状况,探明了独山城矿山不同废弃地植被群落特征,揭示了独山城矿山不同废弃地植被群落空间的变异特征与废弃地恢复治理的次序.     

北方土石山区生态修复与水源涵养研究进展与展望

生态文明建设与生态环境保护是人与自然和谐相处与和谐共生的必然要求,是实现经济社会可持续发展和人民群众对美好生态环境的现实需要、建设美丽中国的实际需要。针对太行山区生态系统严重退化、环境容量与承载力低下、基础设施薄弱、自然条件与资源禀赋较差、贫困程度较深等问题,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心从20世纪80年代开始在太行山中段东坡的低山丘陵区进行生态修复与可持续发展的研究,通过30年的研究实践,提出并建立了较为完整的北方土石山区生态修复治理体系,为山区生态文明建设和生态环境保护,以及扶贫攻坚和社会经济可持续发展提供了经验与示范。本文通过30年研究历程回顾、研究与展望,总结了土石山区生态修复与水源涵养的进展与展望。太行山林业生态工程建设主要经历了3个阶段:一是研究初始阶段(1986—1996年),确定了退化山地生态系统恢复的途径与技术理论,建立了以水土富集为中心的林业生态工程。二是提升发展阶段(1997—2007年),这一阶段主要是研究了影响退化山地生态系统恢复与重建的关键因子与影响机制,并提出了有效的技术措施与解决方案。具体说来,在径流林业研究方面,研制出了太行山水土富集工程带间距计算公式;在降水资源转化与水分运移规律研究方面,明晰了岩土二元结构体的降水-土壤水-裂隙水的基本补给路径,揭示了岩土界面"优先流"与裂隙网络"优先流"的运行转化规律,阐明了浅层风化裂隙岩体渗流的动态变化特征及对植被耗水过程的响应关系;在降水资源调控利用研究方面,研制出了生物集雨新材料、营养调理剂和生物集雨面建造施工工艺。三是全面创新阶段(2008年—),重点探讨了山区生态产业开发与区域可持续发展问题,研发了经济林土壤扩蓄增容技术、石质山地困难立地造林技术、经济林生态隔离带调控技术、京津风沙源治理工程区沙产业开发技术,以及林下经济、循环经济、生态旅游等生态产业化技术体系。下一步将在目前研究的基础上,向人口密度较大、人类活动频繁的雄安新区上游山区扩展,重点开展以国土绿化、景观建设、水源涵养、水土流失治理、污染防治为主要内容的山水林田湖草一体化生态环境与气候变化监测,研究现代干扰条件下山地灌丛生态系统向森林生态系统的演替过程及主要驱动因素,山地水旱灾害形成机制、降水资源调控与水源涵养,以及以产业生态化和生态产业化为主体的山地生态经济体系,为构建结构稳定、功能完善的京津冀生态环境支撑体系与水源涵养功能体系提供科学依据和技术支撑,为山地生态系统经营管理,实现其生产、生态功能和系统稳定性提供科学参考。     

山区小流域生态恢复研究进展

 山区小流域恢复是一项复杂的系统工程,山区流域生态恢复的对象是山区流域生态经济系统,目前国内已开展山区小流域生态恢复的理论和实践研究。从生态恢复的理论基础、实践过程、生态恢复的条件和目标,以及生态恢复的生态效应方面进行讨论,以期对目前的研究有所帮助。     

The challenge of soil loss control and vegetation restoration in the karst area of southwestern China

Soil loss, both from surface soil loss and subsurface soil leakage, in the karst regions of southwestern China is a serious environmental problem that threatens sustainability in that region. The surface soil loss has been extensively studied, and many studies have been conducted to investigate the causes, impacts and mechanisms involved, but the study of subsurface soil leakage has received little attention due to the difficulties in studying the natural conditions. There is no consensus on the overall proportions between surface soil loss and subsurface soil leakage. To control soil loss, improve ecological restoration, and help locals out of poverty, the Chinese government carried out a series of ecological restoration projects in the karst regions of southwestern China starting in the 1980s. As a result, the intensity and areal extent of soil loss continues to decrease and the ecological situation is steadily improving. However, because of the fragile ecosystem in the karst regions, the soil loss control is a long-term task, and the soil loss in some karst regions continues to be a problem. Subsequently, we put forward some suggestions for the policy makers relative to conservation of soil loss and vegetation restoration. These suggestions include: (1) government, private organizations and individuals are encouraged to raise funds for soil loss control and vegetation restoration; (2) nature reserves should be established to increase biodiversity; (3) engineering projects such as small reservoirs, ponds, and flow diversion channels should be constructed in marginal karst regions.     

华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征

以京承高速公路（三期）边坡常见植物为研究对象,通过全挖法,调查研究华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征。结果表明：1）木本植物根系的总根长和总干质量远远大于草本植物;2）在不同土层,随着地下深度的加深,木本植物的根长和根干质量所占比例逐渐降低,而草本植物沙打旺和紫花苜蓿的则逐渐升高,草本植物高羊茅的根系集中分布在垂直坡面的地下10cm范围内;3）植物总根长的比较结果为胡枝子〉刺槐〉紫穗槐,高羊茅〉沙打旺〉紫花苜蓿;木本植物刺槐和紫穗槐以粗根的根长比例最大,胡枝子细根的根长比例最大,草本植物紫花苜蓿和沙打旺粗根的根长比例最大,高羊茅细根的根长比例最大;4）随着地下深度的加深,刺槐、紫穗槐、紫花苜蓿和沙打旺的主根与边坡夹角逐渐变小,最终贴着岩面顺势向下生长,遇到岩面后会改变其生长方向或扎入岩缝生长;5）高羊茅须根与边坡的夹角约为10°,基本为沿着坡面向下生长,胡枝子无明显主根,地下分布深度较浅,以茎干为中心向坡面四周延伸。     

宁南山区草地植被恢复方式对土壤饱和导水率的影响

为评价宁南山区草地植被不同恢复方式对土壤入渗性能的影响,以不同植被群落的饱和导水率为研究对象,采用逐步回归研究退耕农地、禁牧荒地、封育草地导水率的变化及影响因子,并探讨了其作用机制。结果表明：3种植被恢复方式均有利于0-40 cm土壤饱和导水性能提高;各土层土壤饱和导水率均随植被恢复而不断提高,0-5 cm土层改善作用最为明显;农地退耕序列和荒地禁牧序列5-40 cm土层、封育草地序列0-40 cm土层土壤饱和导水率随土层深度下降而降低;影响土壤饱和导水率的因子为土壤有机质因子和土壤结构因子;3种植被恢复方式土壤有机质质量分数与Ks均呈显著的线性相关关系,在该区域有机质质量分数越高,Ks增加越快;土壤有机质积累是土壤饱和导水率提高的根本动力。因此,草地封育更利于提高使该地区土壤导水性能提高,促进生态恢复。     

汶川地震生态治理区土壤种子库及其与地上植被的关系

为了比较地震灾区不同气候类型植被恢复区土壤种子库时空分布特征,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了四川省汶川县威州镇和绵竹市汉旺镇4类生态治理区[干旱干暖河谷受损治理区(DHD)、干旱干暖河谷未受损区(DHU)、亚热带湿润季风气候受损治理区(HMD)、亚热带湿润季风气候未受损区(HMU)]土壤种子库的萌发动态、数量特征、物种组成、多样性特征及其与地上植被之间的关系。结果表明:未受损区具有2个萌发高峰期,受损治理区只有1个萌发高峰期,不同气候类型治理区土壤种子库在不同土壤深度表现出不同的萌发潜力;4类治理区土壤种子库平均密度为192~1 544粒·m?2,表层密度和平均密度均为未受损区受损治理区,干旱干暖河谷气候区亚热带湿润季风气候区;4类治理区共有50种植物萌发,草本植物占显著优势;HMU、HMD、DHU、DHD地上植被与土壤种子库物种组成的S?rensen相似性系数分别为26.23%、44.9%、30.77%、16.00%,Jaccard相似性系数分别为15.09%、28.95%、18.18%、9.09%;不同类型样地土壤种子库特有种和共有物种均表现出不同的生活型格局。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复时,应该考虑治理区的气候环境,因地制宜的进行人工引种和制定恢复措施。     

西北干旱区生态用地概念及其功能分类研究

阐明了西北干旱区生态用地概念与定义 ,并依据功能将其划分为人工型与自然型两大类。其中人工型生态用地包括农业绿洲型和城镇绿洲型 ,自然型生态用地包括自然保护区型、山区水源涵养林型、天然绿洲型、湿地型、荒漠植被型和夹荒地型 ,分析了每种类型生态用地服务于主体生态系统的功能。并指出该区近期生态用地的研究重点应集中于生态用地资源评价 ,掌握其数量、质量及其空间分布规律 ;确定生态用地在西北干旱区以及区内不同流域中所占合理比例 ;定量化研究生态用地与生态用水间的关系。     

Effects of vegetation restoration on soil organic carbon sequestration at multiple scales in semi-arid Loess Plateau,China

Soil organic carbon (SOC) sequestration by vegetation restoration is the theme of much current research. Since 1999, the program of “Grain for Green”has been implemented in the semi-arid Loess Plateau, China. Its scope represents the largest vegetation restoration activity in China. However, it is still unclear for the SOC sequestration effects of vegetation cover change or natural succession promoted by the revegetation efforts at different scales under the semi-arid conditions. In this study, the changes in SOC stocks due to the vegetation restoration in the middle of Loess Plateau were estimated at patch, hill slope transect and small watershed scale from 1998 to 2006. Soil samples were taken from field for the determination of cesium-137 (¹³⁷Cs) and SOC contents. Vegetation cover change from 1998 to 2006 at the small watershed scale was assessed using Geographic Information System. The results showed that cropland transforming to grassland or shrubland significantly increased SOC at patch scale. Immature woodland, however, has no significant effect. When vegetation cover has no transformation for mature woodland (25 years old), SOC has no significant increase implying that SOC has come to a stable level. At hill slope scale, three typical vegetation cover patterns showed different SOC sequestration effects of 8.6%, 24.6%, and 21.4% from 1998 to 2006, and these SOC increases mainly resulted from revegetation. At the small watershed scale, SOC stocks increased by 19% in the surface soil layer at 0–20 cm soil depth from 1998 to 2006, which was equivalent to an average SOC sequestration rate of 19.92 t C y^− 1 km^− 2. Meanwhile, SOC contents showed a significant positive correlation (P < 0.001) with the ¹³⁷Cs inventory at every soil depth interval. This implied significant negative impacts of soil erosion on SOC sequestration. The results have demonstrated general positive effects of vegetation restoration on SOC sequestration at multiple scales. However, soil erosion under rugged topography modified the spatial distribution of the SOC sequestration effects. Therefore, vegetation restoration was proved to be a significant carbon sink, whereas, erosion could be a carbon source in high erosion sensitive regions. This research can contribute to the performance assessment of ecological rehabilitation projects such as “Grain to Green” and the scientific understanding of the impacts of vegetation restoration and soil erosion on soil carbon dynamics in semi-arid environments.     

华北平原农田生态系统碳过程与环境效应研究

本文总结了25年来针对华北平原小麦-玉米两熟系统,农田的碳循环对气候变化(温度升高)和管理措施(氮肥施入、秸秆还田和耕作方式等)响应机制的研究成果。自2001年起我们在中国科学院栾城农业生态系统试验站建立了3个长期定位碳循环试验:耕作试验、有机循环试验和增温试验,并完善了4种农田碳过程监测方法体系:隔离罐-碱液吸收CO_2法、静态箱-气相色谱法、涡度相关技术和浓度梯度法。量化了华北平原小麦-玉米两熟系统碳输入-输出的平衡,并对华北平原施氮农田土壤碳截留进行了再评价,指出秸秆还田下高水高肥的精细管理农田正在以77 g(C)·m~(-2)·a~(-1)的速度丢失碳;此外长期氮施入虽然显著增加0~100 cm土体的土壤有机碳含量,但同时会造成0~60 cm土体土壤无机碳含量显著降低。我们在对碳过程环境效应的研究中进一步指出:增温和施氮均会降低CH4汇强度,但对土壤呼吸无显著影响,这可能主要是由于试验增温诱发的土壤干旱抵消了土壤温度的部分影响和土壤呼吸对土壤温度升高的适应性造成的。我们对剖面土壤气体的研究表明施氮对剖面CH4和CO_2均无显著影响。进一步将静态箱法和浓度梯度法相结合的研究结果表明0~40cm土层是北方旱地无氮农田土壤CO_2产生和CH4吸收的主要发生层。     

华北平原农田生态系统氮素过程及其环境效应研究

华北平原是我国重要粮食生产基地,农业生产中,片面追求高产,过量施肥现象普遍存在,由此造成了肥料利用率低下,氮素损失严重,对环境造成了巨大压力,影响到本区域农业经济和生态环境的可持续发展。本文对中国科学院栾城农业生态系统试验站建站以来有关农田氮素过程方面的研究成果进行了梳理,从相关长期定位试验介绍、氮素转化研究方法的创新集成、氮素过程通量与转化机制研究、氮素综合管理与调控等方面入手,全面汇总了有关华北平原农田生态系统氮素过程及其环境效应的研究进展。自建站以来先后建立了8组与氮素有关的长期定位试验,基于此开展了土壤培肥与高产高效、养分循环再利用、农田生态过程及其对人为干扰和环境变化响应和反馈效应等方面的试验研究。研究过程中不断对研究方法进行完善与创新,建立了N_2高背景浓度下原位土壤反硝化研究的方法体系,为土壤反硝化室内机理与原位无扰动反硝化脱氮总量及产物构成规律研究提供了新的方法;量化了乙炔抑制法测定反硝化的系统误差,为克服乙炔抑制法的误差提供了新的技术途径;建立了深层土壤剖面气体监测的技术体系,使N_2O的研究由单纯的农田排放通量测定扩展到深层土体N_2O的产生机制、扩散与还原过程研究,为定量深层土壤产生的N_2O对表层排放的贡献提供了技术支撑。通过对农田氮素转化机制、过程通量及其环境效应的综合研究,分析了该区域农田生态系统氮素平衡状况,定量评价了农田氮素不同损失途径的相对重要性,提出了阻控氮损失、提高肥料利用率的合理调控途径。