12 年围栏封育下典型绿洲 - 荒漠交错带土壤与植被的动态演变:生态恢复进程与挑战

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

编辑推荐:

  在干旱绿洲 - 荒漠交错带,过度放牧导致植被退化、土壤侵蚀。研究人员开展 12 年围栏封育下土壤理化性质、植物多样性等变化的研究。结果显示土壤养分有波动,植被优势种改变,群落多样性先升后降。该研究为生态恢复提供参考。

  在广袤的地球上,干旱地区的生态环境一直面临着严峻的挑战。干地占据了地球陆地面积的约 41%,养育着全球大约 35% 的人口。然而,过度放牧这一人类活动,却在许多干地生态系统中引发了一系列的生态危机。在干旱的绿洲 - 荒漠交错带,过度放牧成为了植被退化和土壤侵蚀的 “罪魁祸首”。随着时间的推移,植被覆盖快速下降,植物群落多样性也不断减少,这不仅导致了生态系统服务功能的丧失,还对当地居民的可持续生计构成了严重威胁。
以往的研究主要聚焦在围栏对土壤养分、土壤酶活性、土壤碳(C)和氮(N)循环及储存等方面的影响。但对于长期围栏对植物群落组成、多样性、结构和稳定性,以及它们与土壤理化性质之间关系的研究却相对较少。同时,虽然已知短期围栏后沙漠植物群落组成等会发生变化,也清楚土壤养分资源限制、干扰、种间关系和生态位重叠等影响群落物种更替,但长期围栏下植物群落是否会发生二次逆行演替等问题还需要进一步探究。为了深入了解这些问题,找到更好地管理和恢复退化草原生态系统的方法,来自中国的研究人员开展了一项意义重大的研究,该研究成果发表在《Ecological Engineering》上。

研究人员选择了位于甘肃省临泽县平川镇巴丹吉林沙漠南缘(39°21′N,100°07′E,海拔 1367m)的区域作为研究地点。这里属于典型的温带大陆性沙漠气候,降水稀少,蒸发量大,年降水量仅有 117.4mm(1965 - 2018),而平均年蒸发量却高达 2390mm,年平均气温为 7.7°C,平均年风速 3.2m?s?1 。在这样的环境下,研究人员进行了为期 12 年的围栏封育实验。他们主要通过实地调查、对土壤样本的采集和分析,来探究土壤理化性质和植物群落相关指标的变化。

土壤养分:在围栏封育期间,土壤有机碳(SOM)和总氮(TN)并没有呈现出明显的线性增长趋势,而是处于波动状态。有效氮(AN)在中期有所下降,到了后期(9 - 12 年)又有所增加,呈现出 U 型变化模式。有效磷(AP)在早期(2 - 4 年)有所增加,但从围栏封育的第 6 年起显著下降。有效钾(AK)则是在早期(1 - 2 年)增加,中期(4 - 7 年)下降,后期(11 - 12 年)再次增加。

植物群落优势种的变化:在灌木层,优势种发生了明显的转变。在 2 - 6 年期间,优势种从球果白刺(Nitraria sphaerocarpa)逐渐转变为球果白刺和红砂(Reaumuria songarica)共同主导,之后红砂成为主要优势种,同时物种丰富度逐渐增加。在草本层,早期(2 - 4 年)优势种为尖叶骆驼蓬(Zygophyllum mucronatum)和碱蓬(Suaeda glauca),中期(5 - 8 年)变为猪毛蒿(Artemisia scoparia),后期(9 - 10 年)则是小画眉草(Eragrostis minor)成为优势种。

群落多样性:随着 12 年的围栏封育,群落多样性呈现出先增加后减少的趋势。

生态位重叠:从第 6 年起,红砂的生态位重叠值显著高于球果白刺。12 年围栏封育后,红砂成为关键物种,其恢复增加了种间负关联。

综合研究结果可知,经过 12 年的围栏封育,干旱地区绿洲 - 荒漠交错带的沙漠植被群落仍处于转型阶段,还需要更多年的围栏封育才能达到稳定状态。这一研究结果意义重大,它让人们更加清晰地认识到沙漠生态系统的恢复是一个漫长而复杂的过程。围栏封育虽然是一种有效的生态恢复手段,但不能急于求成。这为相关部门制定更加科学合理的生态恢复策略提供了重要的理论依据,有助于更好地保护和管理干旱地区的生态环境,促进草地资源的可持续利用,对于维护 “一带一路” 沿线的生态安全也有着积极的推动作用。同时,也为后续开展类似的研究提供了宝贵的参考,启发更多科研人员深入探究沙漠生态系统恢复过程中的各种生态问题,为实现人与自然的和谐共生贡献更多的智慧和力量。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号