毛烏素沙化草地恢復(fù)重建的三圈優(yōu)化生態(tài)生產(chǎn)范式

1、毛烏素沙化草地恢復(fù)重建的毛烏素沙化草地恢復(fù)重建的“三圈三圈”優(yōu)化生態(tài)優(yōu)化生態(tài)- -生產(chǎn)范式生產(chǎn)范式 鄭元潤(rùn)?quán)嵲獫?rùn)中國(guó)科學(xué)院植物研究所中國(guó)科學(xué)院植物研究所報(bào)告主要內(nèi)容報(bào)告主要內(nèi)容背景背景毛烏素沙化草地治理的優(yōu)毛烏素沙化草地治理的優(yōu)化生態(tài)化生態(tài)- -生產(chǎn)范式生產(chǎn)范式 荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策 l強(qiáng)風(fēng)是沙塵暴產(chǎn)生的動(dòng)力，沙、塵源是沙塵暴產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，二者缺一不可。l導(dǎo)致產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)的天氣過程在目前的科技水平下難以控制。l盡量減少沙、塵源是降低沙塵暴發(fā)生頻率、強(qiáng)度與危害的主要途徑。 背景背景l(fā)我國(guó)沙塵暴主要起源于北方，綠洲與沙漠交錯(cuò)帶植被退化、

2、草地開墾及草地過度放牧為沙塵天氣的產(chǎn)生提供了豐富的物質(zhì)來源。因而有效治理北方沙塵源區(qū)的土地荒漠化就成為防止沙塵天氣的關(guān)鍵。l導(dǎo)致土地荒漠化的因素包括過度放牧、草地開墾等因素。l內(nèi)蒙古自治區(qū)1947、1965年放牧密度分別為0.24、 1.03只綿羊單位/公頃。目前全區(qū)平均放牧密度為1.32只牲畜/公頃，如換算成羊單位則更高。l毛烏素沙地草地的合理載畜量?jī)H為0.8-1.2只綿羊單位/公頃 加上草地嚴(yán)重沙化，理論載畜量大幅度降低，超載放牧的程度十分嚴(yán)重。 背景背景背景背景毛烏素沙地草地植物群落特點(diǎn)地點(diǎn)鄂托克前Otog Qian鄂托克Otog烏審Uxin伊金霍洛Ejin Horo凈第一性生產(chǎn)力(t.

3、ha-1.yr-1)0.550.540.720.74葉片投影蓋度Foliage projective cover (%)41.1141.1243.6143.24蒸發(fā)系數(shù)Evaporation coefficient0.240.240.260.26合理放牧密度Livestock holding capacity0.860.851.121.16l“三北”防護(hù)林l遼寧章古臺(tái)與陜西榆林的樟子松造林l2005中國(guó)荒漠化和沙化狀況公報(bào)稱我國(guó)荒漠化和沙化整體擴(kuò)展趨勢(shì)得到初步遏制，實(shí)現(xiàn)了“治理與破壞相持”。 l2006年的強(qiáng)沙塵天氣再一次向我們敲響警鐘，這主要是由于去冬與今春降水的嚴(yán)重不足而引發(fā)的。因而目前沙

4、塵源區(qū)治理及沙塵暴遏制的工作思路必須改變。 背景背景l(fā)我國(guó)北方絕大部分荒漠化地區(qū)年均降雨少于400 mm，天然植被應(yīng)為典型草原、荒漠化草原、草原化荒漠、荒漠乃至戈壁。因此，植被恢復(fù)必須以地帶性植被為主，否則將事倍功半，得不償失。l黃土高原以喬木為主的水土流失治理區(qū) ，“遠(yuǎn)看綠油油，近看黃水流”，表明盡管有樹木覆蓋，但由于地表缺乏草本植物的有效保護(hù)，強(qiáng)降雨仍然造成很大的地表徑流，水土流失不能得到有效控制。 背景背景l(fā)楊樹很高的耗水導(dǎo)致下層草本與灌木難以生長(zhǎng)，地表裸露，大風(fēng)來臨時(shí)沙塵飛揚(yáng)。背景背景毛烏素沙地毛烏素沙地l當(dāng)?shù)靥烊话牍嗄居洼锶郝錇橹鞯幕謴?fù)植被則能有效地抑制沙土的吹揚(yáng)。背景背景l(fā)毛烏素沙

5、化草地嚴(yán)重退化的油蒿群落l圍封后15年左右恢復(fù)為地帶性的本氏針茅群落。對(duì)于我國(guó)北方年均降水少于400 mm的廣大退化草地，植被恢復(fù)的基本思路應(yīng)是“以草為主，輔以灌木，慎用喬木以草為主，輔以灌木，慎用喬木?！?毛烏素沙地毛烏素沙地位于暖溫帶半干旱區(qū)，面積約4萬(wàn)km2年降水由東部的300-400 mm降低至西部的200-250 mm年均溫為5-10 背景：背景：毛烏素沙地毛烏素沙地0306090120JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecMonthPrecipitation (mm)-15-551525Temperature ()Precipitation (mm

6、)Temperature ()固定沙地: 7.2% 半固定沙地: 21.4%流動(dòng)沙地: 44.5% 背景：背景：毛烏素沙地毛烏素沙地使用草方格、粘土等覆蓋沙丘 飛播背景：背景：毛烏素沙地毛烏素沙地圍封過牧草地合理輪牧 建立人工飼料基地 背景：背景：毛烏素沙地毛烏素沙地復(fù)合農(nóng)林業(yè)農(nóng)田防護(hù)林體系 地膜覆蓋 鹽堿化草地治理 背景：背景：毛烏素沙地毛烏素沙地節(jié)水灌溉引洪灌溉收集地表徑流 背景：背景：毛烏素沙地毛烏素沙地經(jīng)過近40多年的治理，毛烏素沙地的荒漠化形勢(shì)仍很嚴(yán)峻。成功的關(guān)鍵是如何以最小面積的土地高質(zhì)量的養(yǎng)育最大量的人口，從而使人類在最小面積的土地上即可維持高質(zhì)量的生活，使大量的土地得以解放出來

7、，在自然或少量輔以人為干預(yù)的情況下使大量荒漠化土地得以恢復(fù)。 問題與思路問題與思路實(shí)際模式實(shí)際模式 通過第一、二圈生產(chǎn)力的大幅度提高，降低人類活動(dòng)對(duì)第三圈的影響，使其在適當(dāng)人為促進(jìn)下盡快恢復(fù)理論模式理論模式 n生物多樣性n水分平衡n沙丘半固定n景觀決定原則毛烏素沙地荒漠化土地綜合治理的毛烏素沙地荒漠化土地綜合治理的“三圈三圈”模式模式第一圈第二圈第三圈l 第一圈：灘地綠洲高產(chǎn)核心高效農(nóng)、林、果、牧、藥體系l 第二圈：軟梁沙地半人工草地與低矮沙丘、沙地林果灌草園徑流園林經(jīng)濟(jì)園l 第三圈：硬梁地與高大沙丘及半固定沙丘、流動(dòng)沙丘防護(hù)放牧灌草地灌木園三圈模式毛烏素沙地“三圈”模式在灘地綠洲示范建成27

8、0畝高標(biāo)準(zhǔn)噴、滴灌設(shè)施，引種成功優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)牧草及經(jīng)濟(jì)作物甜高粱、多穗玉米、高產(chǎn)大粒蕎麥。圍封恢復(fù)退化草地1萬(wàn)多畝。當(dāng)?shù)厝簭囊寻础叭Α蹦Ｊ降暮?jiǎn)化方式開展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng) “三圈三圈”應(yīng)用前應(yīng)用前景景1. 生態(tài)保護(hù)為主，工程治理為輔生態(tài)保護(hù)為主，工程治理為輔 荒漠化土地的治理必須以有效保護(hù)現(xiàn)有未退化土地為前提。鄂爾多斯高原從“風(fēng)吹草低見牛羊”的大草原變成風(fēng)沙漫天的沙化土地。經(jīng)過近40年的治理，鄂爾多斯高原依然風(fēng)沙肆虐，保護(hù)保護(hù)與治理與治理的關(guān)系可見一斑。 荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策 2. 充分考慮植被分布的地帶性和恢復(fù)植被的漸近配置充分考慮植

9、被分布的地帶性和恢復(fù)植被的漸近配置 植被恢復(fù)時(shí)一定要充分重視植被分布的自然規(guī)律，如果單從生態(tài)效益來考慮一定注意恢復(fù)原生植被，同時(shí)應(yīng)注意植被恢復(fù)的階段性。總的原則在此區(qū)域內(nèi)的植被恢復(fù)應(yīng)堅(jiān)持“以草為主，輔以草為主，輔以灌木，慎用喬木以灌木，慎用喬木” 的原則，正確認(rèn)識(shí)植被恢復(fù)的地帶性與隱域性規(guī)律。3. 在不同的荒漠化區(qū)域采取不同的恢復(fù)植被密度在不同的荒漠化區(qū)域采取不同的恢復(fù)植被密度 過大的植被密度，導(dǎo)致地下水過快消耗，在植被重建初期還能較好生長(zhǎng)，幾十年以后由于水分缺乏植被開始衰退，甚至大面積枯死。正確處理荒漠化防治與合理的植被密度是成敗的關(guān)鍵，而不是植被密度越大越好。 荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理

10、及應(yīng)采取的對(duì)策荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策 4. 注意多物種合理配置，增強(qiáng)恢復(fù)植被的穩(wěn)定性注意多物種合理配置，增強(qiáng)恢復(fù)植被的穩(wěn)定性 由于種種原因卻盲目追求造林，追求快速生長(zhǎng)，致使植被品種單一，一是不能在不同時(shí)期形成有效的防護(hù)，二是生物多樣性低下，生態(tài)系統(tǒng)極不穩(wěn)定。生態(tài)建設(shè)中的“北方楊家將，南方馬尾松”現(xiàn)象，應(yīng)該是造成生態(tài)環(huán)境建設(shè)成效偏低的重要原因之一，必須引起足夠重視，充分理解單打一與多樣性的辯證關(guān)系。5. 合理配置速生種與鄉(xiāng)土種，增強(qiáng)恢復(fù)植被的可持續(xù)性合理配置速生種與鄉(xiāng)土種，增強(qiáng)恢復(fù)植被的可持續(xù)性 目前我國(guó)荒漠化防治中的短期效應(yīng)很明顯，忽視長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，從而易在各種環(huán)境建設(shè)工程中采

11、用見效快、生長(zhǎng)迅速的物種，但后果之一就是物種單一，或過分強(qiáng)調(diào)造林的作用，而忽視植被分布的地帶性規(guī)律。要很好協(xié)調(diào)長(zhǎng)與短長(zhǎng)與短的關(guān)系，充分結(jié)合鄉(xiāng)土物種與速生物種的優(yōu)點(diǎn)，兼顧眼前及長(zhǎng)期效益。 荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策 6. 扶持技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，培育荒漠化防治產(chǎn)業(yè)體系扶持技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，培育荒漠化防治產(chǎn)業(yè)體系 充分利用現(xiàn)有高新技術(shù)，結(jié)合地方資源特色，加速培育荒漠化防治產(chǎn)業(yè)體系。利用滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉措施、注重保水材料開發(fā)，重視干旱區(qū)資源的科學(xué)開發(fā)利用，如旅游資源、植被資源、土地資源、水資源和氣候資源(太陽(yáng)能和風(fēng)能)等。7. 研究、示范、教育

12、研究、示范、教育 建立具有國(guó)際水平的荒漠化長(zhǎng)期研究基地及試驗(yàn)示范推廣基建立具有國(guó)際水平的荒漠化長(zhǎng)期研究基地及試驗(yàn)示范推廣基地，建立相應(yīng)的研究激勵(lì)政策。地，建立相應(yīng)的研究激勵(lì)政策。 土地荒漠化是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，涉及到多個(gè)學(xué)科，需要加強(qiáng)各學(xué)科間的協(xié)作，共同開展研究，建立國(guó)際水平的研究基地，給后來者留下可以長(zhǎng)期使用的顯示度較高的試驗(yàn)基地與設(shè)施。 荒漠化地區(qū)往往遠(yuǎn)離高新技術(shù)。因此，在執(zhí)行國(guó)家行動(dòng)方案時(shí)，必須進(jìn)行強(qiáng)有力的示范與技術(shù)推廣工作。使荒漠化防治的研究工作更多地與實(shí)際示范緊密結(jié)合，更多的研究成果直接報(bào)務(wù)于生產(chǎn)需求，國(guó)家應(yīng)制定相應(yīng)的激勵(lì)政策，鼓勵(lì)研究人員致力于對(duì)荒漠化研究的長(zhǎng)期投入?；哪乐螒?yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策荒漠化防治應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)采取的對(duì)策 8. 采取群防群治的治理思路，做好自上而下與自下而上防治的采取群防群治的治理思路，做好自上而下與自下而上防治的協(xié)調(diào)配合協(xié)調(diào)配合 我國(guó)的荒漠化防治工作基本上是自上而下的方式。其優(yōu)點(diǎn)是可以集中全社會(huì)的力量在重點(diǎn)區(qū)域加強(qiáng)防治，缺點(diǎn)則主要是荒漠化