[發明專利]干旱荒漠區大面積激活土壤種子庫的方法

無效

• 申請號: 201110167444.0
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102301873A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 朱成剛;陳亞寧;李衛紅;馬建新
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆生態與地理研究所
• 主分類號: A01G1/00
• 分類號: A01G1/00;A01G23/00
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明涉及干旱荒漠區退化生態系統植被恢復重建技術，具體涉及干旱荒漠區退化生態系統植被恢復過程中大面積激活土壤種子庫的方法。

背景技術

位于我國西北的干旱、半干旱地區沙漠和荒漠化土地面積近150萬平方公里，占國土面積的15％。我國已經成為世界上深受荒漠化危害最嚴重的國家之一。幾乎所有的荒漠化都是從植被群落的退化開始，最終演變成整個荒漠生態系統的退化，進而逆向演替成整個區域的荒漠化。我國的干旱、半干旱荒漠區多地處大陸腹地，屬典型的大陸型干旱氣候，土壤發育微弱，天然降水少而潛在蒸發量大，區內荒漠植物物種較少且蓋度低，整個生態環境脆弱而易受擾動。作為本方法具體研究實例的塔里木河中下游地區就是我國西北干旱區的一個最典型的區域。它兼具資源豐富與生態環境異常脆弱的雙重特性，區內稀少的荒漠植被對維持全區的生態、生產、生活安全，抵御風沙危害，維持整個地區環境和資源的可持續利用與發展起著不可忽視的作用。然而近五十年來，在以水資源開發利用為核心的大強度人類經濟、社會活動的擾動作用下，生態環境日益退化，特別是塔里木河下游地區，河道斷流，湖泊干涸，地下水位大幅度下降，以胡楊林為主體的荒漠植被全面衰敗，沙漠化過程及風蝕作用加劇，沙化面積擴大，生物多樣性嚴重受損，浮塵、沙塵暴等災害性天氣已經嚴重地影響到該區域經濟正常、穩定、可持續的發展。塔里木河流域嚴峻的生態與環境問題引起了國家及地方政府的廣泛關注，在國家的大力投資及地方政府積極倡導并實施的生態輸水及流域綜合整治工程，對遏制這一區域的環境退化起到了重要作用。但是單一沿線性河道輸水的措施具有一定的時空局限性，已經嚴重退化的荒漠植被群落難以有效地依靠自身演替進行快速地更新恢復，有限的生態水資源難以發揮最大效用。存在于荒漠區土壤表層及土壤中活性種子所構成的土壤種子庫是區內植物種群與群落更新與恢復的物質基礎，是潛在的植物種群或群落。土壤種子庫能夠記憶植被群落結構的歷史，具有影響植被發展方向的雙重功能。因此借助生態輸水的良好契機，以生態系統“自我設計”與“人為設計”相結合及“生態默契”等先進生態恢復理念為基礎，通過一定的恢復措施激活區內土壤種子庫，以加速退化植物群落結構的完善及整個植被群落的正向演替，是在干旱荒漠區進行植被恢復重建的一種行之有效的方法。

在干旱荒漠區自然狀態下，因為極低的降雨量及受人類活動擾動而改變的自然地表水文過程，土壤種子庫中的種子因缺乏適宜萌發條件而較難自然萌發，這顯著地影響了其在植被種群及群落更新恢復中的作用。因此如何通過人為的有益擾動措施，合理利用有限生態水資源，通過大面積激發土壤種子庫來實現退化生態系統的有效恢復，是干旱荒漠區植被恢復中的一個關鍵問題。多數干旱區植物在惡劣的自然環境條件下采用“r策略”，這些物種種子在種子雨散布后較短時間內就失去活力，這種短暫土壤種子庫如果未在合適的時候遇到適宜的條件將難以萌發，從而導致整個種群更新乏力；而一些持久性土壤種子庫也常常因為富含土壤種子庫的干旱荒漠區表層土壤極為干旱，原有的季節性的地表水滿溢過程被改變等因素影響而無法正常萌發，致使整個退化生態系統的各種群均處于更新繁殖困難的現狀。而一些植被群落退化極為嚴重的區域，相對較長時間的植被持續衰敗及物種多樣性的持續下降，加之人為的亂采亂挖及過度放牧等，導致土壤種子庫庫容顯著下降而使整個群落更新恢復缺乏相應的自然物質基礎。

根據干旱荒漠區退化生態系統實際情況，考慮到干旱荒漠區土壤種子庫組成的具體特征，以及主要干旱荒漠區物種的生存繁殖策略，并考慮到研究區內實際水文過程的自然發生規律及農業用水規律，選擇適當的時間，利用綠洲農業尾水、微咸水或生態輸水，通過適量補水土壤種子庫并結合人工種源補充，促進嚴重退化地段植物種群更新的發生和植被的恢復與重建。

發明內容

本發明的目的是提供一種干旱荒漠區大面積激活土壤種子庫的方法，該方法利用土壤種子庫中蘊含的植被更新恢復的物質基礎，并具有促進退化生態系統植被快速恢復潛力的特性，在遵循干旱荒漠區植物生繁規律的基礎上，通過利用恢復區微咸水及汛期下泄的生態水等有限水資源，分別在主要優勢種種子雨散布期及土壤種子庫多數種子萌發季進行人工引水漫溢，并結合漂種措施人工補充種源，以實現土壤種子庫的大面積激活，對干旱荒漠區退化生態系統植被群落進行恢復更新，進而加速退化生態系統的生態恢復過程，實現植物群落結構及物種多樣性的正向演替。

本發明所述的一種干旱區荒漠區大面積激活土壤種子庫的方法，按下列步驟進行：