三叶草助力黎巴嫩采石场生态修复:土壤与草原重生的希望

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Ecological Engineering 3.9

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  为解决地中海草本群落因采石场开采遭破坏后的生态修复问题,研究人员开展了以三叶草(Trifolium subterraneum)为潜在护土植物的研究。结果表明其能提升土壤肥力,但与目标植物多为竞争关系。该研究为生态修复提供了参考。

  在美丽的地中海地区,有着丰富多样的生态系统,其中地中海干草原更是别具特色。然而,多年来,黎巴嫩地区由于无节制的采石活动,大量的采石场如雨后春笋般出现在这片土地上,约 1300 座采石场分散各处,近 75% 位于稀疏草原和裸岩地带。这些采石场不仅破坏了现有的耕地,加速了土壤侵蚀,还严重干扰了生态系统的自然演替,改变了原有的景观格局,使得地中海干草原生态系统岌岌可危。面对如此严峻的生态问题,如何进行有效的生态修复成为了亟待解决的难题。在这样的背景下,研究人员积极探索,试图寻找一种可行的解决方案。
来自国外的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们聚焦于三叶草Trifolium subterraneum)这种植物,将其作为潜在的护土植物,期望通过它来助力采石场开采后土壤和地中海草原的生态修复。研究结果显示,三叶草在提升土壤肥力方面有着积极的作用,种植三叶草后,土壤中的氮(N)、碳(C)等元素含量有所增加。但在与其他目标植物的关系上,竞争作用占据了主导,三叶草对多数目标植物的生长产生了抑制作用,不过当三叶草作为纯种植株并将其干物质融入土壤时,能对自身的生物量和地表覆盖产生促进作用。这一研究成果对于指导地中海地区采石场的生态修复工作具有重要意义,为后续的生态恢复实践提供了宝贵的参考依据,相关研究发表在《Ecological Engineering》上。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是土壤和种子采集技术,从采石场(退化场地)和附近地中海干草原采集土壤样本,同时手工收集目标物种种子;其次是设置实验,采用盆栽实验,将土壤与珍珠岩混合装盆,设置不同种植组合;最后是数据分析技术,通过计算相对相互作用强度指数(RII)评估植物间相互作用,并运用多种统计分析方法处理数据。

研究结果主要体现在以下几个方面:

  • 土壤结果:实验前,退化生态系统的土壤与参考土壤在多项物理和化学性质上存在显著差异,如退化土壤的黏土含量更高,而细砂和粗砂含量更低,碳(C)、氮(N)和有效磷(P2O5)等养分含量低于参考土壤。种植三叶草和目标物种后,土壤性质发生了变化。在未添加干三叶草生物量时,土壤中有效磷含量增加,钾(K)含量降低;添加干三叶草生物量后,土壤中碳(C)、氮(N)和有效磷(P2O5)显著增加,但仍低于参考土壤水平,同时阳离子交换容量(CEC)下降。
  • 植物结果:在未添加干三叶草生物量时,三叶草对自身有显著促进作用,对其他目标物种有竞争作用,但竞争作用不显著。添加干三叶草生物量后,在改良的退化土壤上,三叶草与目标物种的竞争加剧,对刺苞菜蓟Echinops viscosus)和金色莨菪Hyoscyamus aureus)的竞争作用显著,不过对自身仍有显著促进作用。此外,改良退化土壤对三叶草生物量没有显著的正向影响。

研究结论和讨论部分指出,三叶草虽然与目标植物多为竞争关系,但在恢复采石场土壤肥力方面有一定潜力。在生态修复实践中,可以先将三叶草作为纯种植株引入,抑制杂草生长、减少土壤侵蚀,待其死亡干燥后,将其生物量融入土壤,提高土壤肥力。之后再播种其他植物进行恢复。不过,仅依靠三叶草是不够的,还需要增加土壤中的有机质(OM)含量,可以通过放牧等方式实现。这一研究虽然是在异地(ex-situ)条件下进行的,不能完全替代原位(in-situ)实验,但为生态修复研究提供了重要的前期探索,有助于筛选合适的植物物种和管理方法,推动生态修复领域的发展。

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