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贺兰山以其特殊的地理位置起着重要的生态作用,阻挡着腾格里沙漠的东侵,发挥着巨大的生态、社会和经济效益。由于人类对生态系统长期利用和干扰,使得贺兰山西坡—腾格里沙漠东缘的生态系统遭到破坏。生态资源不断破坏和衰减,生物多样性和植被减少,水土流失、沙漠化、盐渍化等土地退化严重;水生态失调,水资源贫乏,干旱、沙尘暴等自然灾害发生日趋频繁,已成为经济和社会可持续发展的重要制约因素。进行贺兰山西坡—腾格里沙漠东缘生态恢复与重建研究,探讨贺兰山西坡—腾格里沙漠东缘的生态系统的恢复与重建模式,具有重要的现实意义。本文通过研究得出的主要结论如下:
1.贺兰山西坡退牧还林对植物个体生长影响显著。封育3年后,灌木平均高度增长了147%;平均冠幅增长了312%:平均覆盖度增加了207%。天然草本植物封育后高生长和覆盖度都在迅速恢复和增加,封育4年后,平均高度增加462%;平均覆盖度增加了97%。每公顷干草产量比封育前净增加501.55kg/hm2;退牧还林对植物群落稳定性具有促进作用,封育4年后,青海云杉、油松和山杨天然更新苗出现频度增加了300%以上,促进了天然林自然更新复壮;退牧还林使植物种群数量增加并使群落稳定,封育区植物种数量由封育前的16种增加到封育后的31种,增加了一倍以上;退牧还林使植物种的多样性有所增加,多度、盖度和高度的变化在封育的第2-3年增加值达到最大,封育第四年后,达到一定的稳定状态;植被恢复后对区域水土保持改善的效果明显,封育4年后比封育前蓄水量净增1.094m3/hm2,增长了132%。
2.腰坝绿洲在绿洲发展的同时,导致了一系列生态环境问题。如地下水资源开采过量,水位下降,水质恶化:土壤盐渍化面积扩大:人工绿洲区周边地区生态环境继续恶化;土地荒漠化问题日益严重;土地退化严重;化学制品污染严重。绿洲的发展与生态环境的恶化同时显现,生态农业技术应用是绿洲发展和生态恢复“双赢”目标的必然选择。在分析土地资源、水资源、农牧民生活水平及牲畜容纳量的基础上,确定乔-草、灌-草的林业体系和限牧、围栏、封育是本地区最优方案。发展舍饲或半舍饲养殖,改变传统畜牧业,使数量型养殖转变成质量型和效益型养殖,走规模化、生态型发展的饲养道路是本地区可行的模式。充分利用当地光照强度大、日照时间长的特点,建设高效节能日光温棚,开展设施农业种植,运用和推广低压管灌、膜上灌、喷灌等节水灌溉技术,调控土壤水分,提高水资源利用率;建设以沼气池系统为核心,以生产蔬菜和肉制品为主产品的种植业子系统和养殖业子系统的复合生态农牧业系统的“四位一体”的生态农牧业模式,可保证绿洲持续发展和生态环境的恢复,从根本上解决人地关系矛盾。
3.以飞播为主的腾格里沙漠东缘生态建设技术研究表明,经大粒化处理后的种子在飞播后,不仅防止了种子位移,提高了覆沙率,而且使飞播种子附着在沙丘迎风坡中上部,成苗面积率比对照区高出8%,5m高的流动沙丘中上部大粒化后的种子增加了种子的稳定性,防止了种子的随风漂移使种子附着在沙丘中上部,有效的提高了成苗面积率,达到47%;土壤水分直接影响着飞播植物种的存活与生长。随着土壤含水率的增加,飞播植物生长量、盖度、密度和根系都呈增加趋势,但随着飞播群落的生长,密度的增加导致土壤水分降低,播区植物出现死亡现象;经研究,沙拐枣和花棒的群落的合理密度为800-1000株/hm2,其盖度为12%左右;籽蒿的合理密度,在平坦覆沙地为1800-1440株/hm2,盖度为7-16%;在沙丘迎风坡,密度为2700株/hm2,盖度为13-20%:在丘间低地,密度为3000株/hm2,盖度为15%左右;降水是花棒、沙拐枣和籽蒿三种飞播植物结实率增加和出现更新苗的主要因素。
4.基于以上研究提出了分区治理的生态环境恢复模式,贺兰山自然保护区以涵养水源和防止水土流失为主要目的的防护林体系建设,划分为核心区、缓冲区和禁牧区;腾格里沙漠边缘综合治理区通过人工造林、飞播造林、封沙育林(草)等措施,以防风固沙林体系建设为主,规划阻沙林带和禁牧保护区,恢复沙地植被;荒漠绿洲生态环境的恢复与保护建设以封育为主,以封造结合的措施更新柽柳和梭梭防护林,改变传统畜牧业,建设小经济生物圈,调整产业结构、开源节流,合理利用水资源,建立节水型生态农、林、牧业;绿洲生态农业开发灌溉方式采用先进的节水灌溉技术,发展喷灌、管灌,渠道衬砌技术,在绿洲内除种植业外,要大力发展林业和牧业。通过农田防护林、护路林、护渠林以及饲料林建设,构造完善的绿洲生态保护体系。同时绿洲内全部实现舍饲圈养牲畜,为此饲料和农作物的种植面积控制在85%左右。