一种促进干旱区受损生态系统的修复与重建的方法

1.本发明涉及生态修复技术领域，特别是涉及一种促进干旱区受损生态系统的修复与重建的方法。

背景技术：

2.物种多样性是地球上生命长期进化的结果，更是人类赖以生存的物质基础。物种多样性是维持生态系统相对平衡的必要条件，防止水土流失、调节气候、吸收分解污染物、贮存营养元素并促进养分循环和维持进化过程等方面都与物种多样性间接相关。物种的多样性意味着生态系统的结构复杂，网络化程度高，异质性强，能量、物质和信息输入输出的渠道众多而密集，纵横交错，畅通无阻，因而流量大、流速快、生产力高。即使个别途径被破坏，系统也会因多样物种之间的相生相克、相互补偿和替代而保证能量流、物质流、信息流的正常运转，使系统结构被破坏的部分迅速得到修复，恢复系统原有的稳定态，或形成新的稳定态，因此，某些物种的消亡可能引起整个系统失衡甚至崩溃。
3.在气候变化与人类活动强烈影响下，干旱区生态系统受损严重，其中，在植被严重退化地段，由于地下水埋深较大，土壤含水率低或土壤盐分较高，生态系统退化，植被覆盖度下降，受损生态系统的修复难度很大。对于如何能更好的涵养水源，减少水土流失，进而修复干旱区受损生态系统成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种促进干旱区受损生态系统的修复与重建的方法，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种促进干旱区受损生态系统的修复与重建的方法，包括以下步骤：
6.(1)物种配置：在修复地种植乔木，然后在乔木行间交替种植盐生草本植物和牧草，在乔木株间交替种植盐生草本植物、牧草和灌木；
7.(2)灌溉：种植后采用滴灌进行灌溉。
8.进一步地，所述乔木的株距为3m，行距为2m；所述乔木物种为2～3年生、根系完整或损伤小、基径为4～6cm的树木；所述乔木包括胡杨和/或沙枣。
9.进一步地，所述灌木为2～3年生、根系发达、基径为3～5cm的树木；所述灌木包括柽柳和/或梭梭。
10.进一步地，所述盐生草本植物包括猪毛菜、花花柴、盐爪爪中的一种或多种。
11.进一步地，所述牧括芨芨草、雀麦、三芒草、禾草中的一种或多种。
12.进一步地，所述在乔木行间交替种植盐生草本植物和牧草具体包括：在乔木行间种植2行盐生草本植物和1行牧草；所述在乔木株间交替种植盐生草本植物、牧草和灌木具体包括：在乔木株间种植2行盐生草本植物、2行牧草和1行灌木。
13.更进一步地，所述盐生草本植物、牧草和灌木在春天(3～4月)种植；所述乔木在秋
天(9～10月)种植。
14.进一步地，所述盐生草本植物和牧草采用种子种植；所述种子种植前在水中浸泡并包裹固氮微生物。
15.更进一步地，所述浸泡时间为6～8h。
16.更进一步地，所述固氮微生物包括固氮螺菌、拜叶林克氏菌、雀稗固氮菌中的一种或多种。
17.进一步地，所述乔木种植前用可降解塑料容器包裹；所述乔木的种植坑中放置有锯末和有机肥混合物。
18.进一步地，所述滴灌采用的滴灌管的管径为16mm、孔径为8mm、孔口间距为50cm。
19.本发明公开了以下技术效果：
20.本发明通过选择抗旱、耐盐和泌盐植物，来营造具有乔、灌、草结构的植物落，达到土壤排盐和土壤培肥的目的，以改善土壤环境，提高干旱荒漠区人工苗木栽植的存活率(平均70％以上)，促进严重退化地段植物种的发生和植被的恢复。
21.干旱区气候干旱，降水稀少，蒸发强烈，由于区域水源稀少，自然环境相对脆弱。在气候变化与人类活动强烈影响下，干旱区生态系统受损严重，其中，在植被严重退化地段，由于地下水埋深较大，导致植被衰败，土地沙化严重、次生盐渍化难改良、土壤贫瘠。这使生态修复过程中，植物存活率低下，修复进程缓慢。本发明是通过选择抗旱、耐盐和泌盐植物，并在前期通过人工灌溉定植植物，来营造具有乔、灌、草结构的植物落，达到土壤排盐和土壤培肥的目的，以改善土壤环境，进而提高在干旱荒漠区人工苗木栽植的存活率，促进严重退化地段植物种的发生和植被的恢复。
22.本发明的牧草和盐生草需分行种植，盐生草本主要是适应高盐情况，增加植被覆盖度，一方面可改善土壤环境，可为以后种植其他物种提供较好的土壤环境，另一方面为方便后面的刈割，方便牧草和盐生草本的分别处理。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例1的物种配置模式示意图。
具体实施方式
25.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
26.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
27.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
28.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
29.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
30.本发明使用的固氮螺菌、拜叶林克氏菌和雀稗固氮菌均为商购。
31.本发明修复与重建的地区，植被覆盖度在5％左右。
32.实施例1
33.一种促进干旱区受损生态系统的修复与重建的方法：
34.(1)物种选择
35.乔木物种：选择3年生、根系完整或损伤小、基径在5cm左右的胡杨；
36.灌木物种：选择3年生、根系发达、基径在4cm左右的柽柳；
37.盐生草本植物：选择具有泌盐功能的猪毛菜的种子；
38.牧草(优质牧草)：选择生境宽、易存活的禾本科牧草芨芨草的种子。
39.(2)物种配置模式
40.a.乔木种植时的行距为2m，株距为3m；
41.b.在乔木与乔木行间：交替种植2行盐生草本植物和1行优质牧草，种植顺序为：乔木行-盐生草本植物行-优质牧草行-盐生草本植物行-乔木行，依次交替种植，四行植物总间距为2m，行与行间隔50cm，每行相邻物种间隔50cm。
42.c.在乔木与乔木株距间：交替种植2行盐生草本植物、2行优质牧草和1行灌木，种植顺序为：乔木-盐生草本植物-优质牧草-灌木-优质牧草-盐生草本植物-乔木，依次交替种植，乔木行中每相邻物种之间间距50cm。
43.物种配置模式图如图1所示。
44.(3)物种种植
45.a.3月中旬，将植盐生草本植物种子在水中浸泡8h，然后将盐生草本植物种子与固氮螺菌混合均匀，使盐生草本植物种子表层裹上一层固氮微生物，然后按步骤(2)中的物种配置模式将其播撒在翻耕后的土壤；将优质牧草种子在水中浸泡8h，然后将优质牧草种子与固氮螺菌混合均匀，使优质牧草种子表层裹上一层固氮微生物，然后按步骤(2)中的物种配置模式将其播撒在翻耕后的土壤；将灌木按步骤(2)中的物种配置模式移栽到50cm
×
50cm坑穴。种植完成后采用滴灌的形式进行灌溉，滴灌采用的滴灌管为常规pe管，管径为16mm、孔径为8mm、孔口间距为50cm，滴灌时间为36h。
46.b.8月上旬刈割步骤a中种植的植盐生草本植物和优质牧草。
47.c.9月中旬将乔木放置于可降解塑料容器中，按步骤(2)中的物种配置模式挖70cm
×
70cm的种植坑，在种植坑底部和周边堆放约10cm的锯末和有机肥混合物(锯末和有机肥
的体积比为3：7)，然后将乔木放置于种植坑中回填土壤，将苗木固定。种植完成后采用滴灌的形式进行灌溉，滴灌采用的滴灌管为常规pe管，管径为16mm、孔径为8mm、孔口间距为50cm，滴灌时间为36h。
48.有机肥购自惠州市恒东辉实业有限公司。
49.d.灌溉方式：在步骤a和步骤c种植完成后，立即采用滴灌的形式进行灌溉，滴灌采用的滴灌管为常规pe管，管径为16mm、孔径为8mm、孔口间距为50cm，滴灌时间为36h；期间还需要进行灌溉，步骤a种植完成1个月后灌溉1次，在步骤a种植完成3个月后灌溉1次，步骤c种植完成3个月后灌溉1次。
50.定植第一年植物的成活率在90％以上(成功定植)，第二年仅补种5％左右的乔木(胡杨)、灌木(柽柳)。
51.e.待乔木、灌木、草本成功定植后，每年灌溉4次，灌溉时间分别为3月中下旬、5月中下旬、7月上中旬和10月下旬，每次灌溉时间24～36小时，确保灌溉后土壤含水量在田间持水量的60～70％左右。
52.植被盖度由恢复前的5.01％提高到恢复半年后(8月底)的40.43％。
53.生态恢复半年后，生物多样性发生显著变化，恢复半年后各生物多样指数均有所变化。其中，shannon-weiner多样性指数由恢复前的1.28提高到恢复半年后的1.63(p＜0.05)，表明人工干预下植被恢复使得植物落物种结构信息丰富和复杂程度提高。simpson优势度指数由恢复前的0.68提高到恢复半年后的0.75(p＜0.05)，由于人工干预恢复影响，落的自我修复能力和抗干扰能力有一定程度提高。margalef丰富度指数由恢复前的1.22提高到恢复半年后的1.42，虽然有所提高但是变化不显著(p＞0.05)。与margalef丰富度指数类似，pielou均匀度指数也表现出相似的变化趋势，虽有所增加，但是变化并不显著(p＞0.05)。
54.实施例2
55.同实施例1，区别在于，步骤(1)中，
56.乔木物种：选择2年生、根系完整或损伤小、基径在5cm左右的沙枣；
57.灌木物种：选择2年生、根系发达、基径在4cm左右的梭梭；
58.盐生草本植物：选择具有泌盐功能的花花柴的种子；
59.牧草(优质牧草)：选择生境宽、易存活的禾本科牧草雀麦的种子。
60.实施例3
61.同实施例1，区别在于，步骤(1)中，
62.盐生草本植物：选择具有泌盐功能的盐爪爪的种子；
63.牧草(优质牧草)：选择生境宽、易存活的禾本科牧草三芒草的种子。
64.实施例4
65.同实施例1，区别在于，步骤(1)中，
66.牧草(优质牧草)：选择生境宽、易存活的禾本科牧草禾草的种子。
67.实施例5
68.同实施例1，区别在于，步骤(1)中，
69.盐生草本植物：选择具有泌盐功能的猪毛菜、花花柴和盐爪爪的种子；猪毛菜、花花柴、盐爪爪种子的质量比为1:1:1。
70.实施例6
71.同实施例1，区别在于，步骤(1)中，
72.牧草(优质牧草)：选择生境宽、易存活的禾本科牧草芨芨草、雀麦、三芒草和禾草的种子；芨芨草、雀麦、三芒草和禾草种子的质量比为1:1:1：1。
73.实施例7
74.同实施例1，区别在于，步骤(3)中的固氮微生物为拜叶林克氏菌。
75.实施例8
76.同实施例1，区别在于，步骤(3)中的固氮微生物为质量比为1:1:1的固氮螺菌、拜叶林克氏菌和雀稗固氮菌的混合菌种。
77.效果例1
78.测定实施例1修复地恢复前和恢复前的土壤的特性指标，结果见表1。
79.表1恢复前后土壤特性指标
[0080][0081]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种促进干旱区受损生态系统的修复与重建的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)物种配置：在修复地种植乔木，然后在乔木行间交替种植盐生草本植物和牧草，在乔木株间交替种植盐生草本植物、牧草和灌木；(2)灌溉：种植后采用滴灌进行灌溉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乔木的株距为3m，行距为2m；所述乔木物种为2～3年生、根系完整或损伤小、基径为4～6cm的树木；所述乔木包括胡杨和/或沙枣。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灌木为2～3年生、根系发达、基径为3～5cm的树木；所述灌木包括柽柳和/或梭梭。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐生草本植物包括猪毛菜、花花柴、盐爪爪中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牧括芨芨草、雀麦、三芒草、禾草中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在乔木行间交替种植盐生草本植物和牧草具体包括：在乔木行间种植2行盐生草本植物和1行牧草；所述在乔木株间交替种植盐生草本植物、牧草和灌木具体包括：在乔木株间种植2行盐生草本植物、2行牧草和1行灌木。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐生草本植物和牧草采用种子种植；所述种子种植前在水中浸泡并包裹固氮微生物。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乔木种植前用可降解塑料容器包裹；所述乔木的种植坑中放置有锯末和有机肥混合物。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滴灌采用的滴灌管的管径为16mm、孔径为8mm、孔口间距为50cm。

技术总结

本发明公开了一种促进干旱区受损生态系统的修复与重建的方法，属于生态修复技术领域。修复与重建的方法包括以下步骤：(1)物种配置：在修复地种植乔木，然后在乔木行间交替种植盐生草本植物和牧草，在乔木株间交替种植盐生草本植物、牧草和灌木；(2)灌溉：种植后采用滴灌进行灌溉。本发明通过选择抗旱、耐盐和泌盐植物，来营造具有乔、灌、草结构的植物落，达到土壤排盐和土壤培肥的目的，以改善土壤环境，提高干旱荒漠区人工苗木栽植的存活率，促进严重退化地段植物种的发生和植被的恢复。进严重退化地段植物种的发生和植被的恢复。进严重退化地段植物种的发生和植被的恢复。