[發明專利]利用荊條灌叢加快土石山區次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法

有效

• 申請號: 202010054109.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111133861B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 曹建生;司夢可;翟建文;陽輝;朱春雨;王賀輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00;A01B79/02;A01B77/00;B02C19/22
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 張培元

本發明公開了一種利用荊條灌叢加快土石山區次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法，一方面保留或引進荊條灌叢群落，發揮荊條灌叢群落在地區生態修復過程中的天然效用，另一方面針對荊條灌叢群落在水源涵養功能方面的劣勢，對荊條灌叢進行系統化人工干預，以改善土壤理化性質并提高水源涵養能力，加快土石山區生態修復進程。

技術領域

本發明涉及生態修復技術領域，尤其是一種利用荊條灌叢提升土石山區水源涵養能力的方法。

背景技術

我國北方灌叢生態系資源豐富，總面積達5365hm^2.，是重要的陸地生態系統。在北方低山丘陵區，氣候條件主要為半干旱半濕潤型氣候，多年平均降雨量在500-600mm左右，雖然滿足成林條件，但是受人類活動的嚴重干擾與氣候條件限制，土石山區土層薄，土壤貧瘠且持水、保水能力弱，嚴重制約了該地區群落演替進程。

參見附圖9，對太行山區典型植被土壤水分利用效率的研究表明，荊條灌叢相比于喬木林具有更小的蒸騰強度和蒸騰耗水量，這使得在水分狀況不佳的狀況下，灌叢具有更強的競爭優勢，在長期的演替進程中，荊條成為該地區主要植被類型。

灌叢作為土石山區主要植被類型，其水源涵養能力卻相對較差。對太行山區典型林分的研究表明，灌叢林徑流系數最大，在遭受強降雨時，更易產生洪澇災害；相比于喬木林，灌叢區枯落物儲存量最小，枯落物的最大持水量與有效攔蓄量最差；此外，灌叢林相比于喬木林土層更薄，主要為強風化巖體，土壤持水能力較弱。綜合各項指標可知灌叢區具有最差的水源涵養功能。

灌叢群落雖然在發揮水源涵養功能方面功效較差，但卻是地區生態修復進程中不可跨越的階段，因此合理應用區域灌叢群落，加快次生灌叢群落向喬木頂級群落演替是本發明的目的所在。土壤水分作為制約植被生長的重要因素，在加快區域生態修復進程時應給予重點考慮。對內蒙古灌叢群落進行收割并觀察一年內土壤水分變化趨勢發現，0-100cm土層厚度上土壤水分可增加5.5mm，此外，對植被進行收割減少了不同植被覆蓋條件下土壤水分的差異。

太行山區作為北方土石山區的代表，是華北平原重要的天然生態屏障和水源補給區。為了響應建設京津冀水源涵養區的號召，發揮太行山作為華北地區水源地和生態屏障的作用，本發明提出的基于灌叢收割和應用的管理，加快我國北方土石山區次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種利用荊條灌叢加快土石山區次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法，基于灌叢收割和應用的管理方法，改善土壤理化性質、提高水源涵養能力，加快生態修復進程，同時有效降低治理區域的旱季火災風險。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

利用荊條灌叢加快土石山區次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法，其特征在于：在中國北方的土石山區生態修復進程中，一方面保留或引進荊條灌叢群落，發揮荊條灌叢群落在地區生態修復過程中的天然效用，另一方面針對荊條灌叢群落在水源涵養功能方面的劣勢，對荊條灌叢進行如下的系統化人工干預：

通過地表鉆孔和灌叢收割粉碎后的孔內回填，改變自然狀態下枯落物水平分布方式為垂向分布方式，減少干旱季節地表的灌叢和枯落物儲存量；增加地表凹陷程度，減小地表徑流量，增加土壤水分入滲效率；通過枯落物含水量以及鉆孔內溫度的提升，加快枝條和枯落物分解速率、改善土壤結構土壤持水力和土壤肥力；

通過上述系統化的人工干預對荊條灌叢進行收割和生態化應用處理，改善土壤理化性質并提高水源涵養能力，加快土石山區生態修復進程。

作為本發明的一種優選技術方案，所述系統化人工干預的一個具體實施方法為：

A、在每年雨季過后對荊條灌叢進行收割，收集灌叢枝條和地表枯落物進行粉碎；