专利名称：极端干旱环境下促进受损生态系统生态恢复的快速方法
技术领域：
本发明涉及提高干旱荒漠区繁育环境，加速生态恢复的方法，具体涉及人工种源补充与生境改善方法。
背景技术：
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。由于当今世界人口的高速增长，人类经济活动的不断加剧，物种多样性正面临着日益严重的威胁。干旱荒漠区由于大规模的人类活动以及以水资源开发为主体的水土资源开发活动导致生态系统严重受损，进而导致生态系统服务功能退化、物种多样性减小等，塔里木河流域这一环境问题突显。近50年来，由于人类以水资源开发利用为核心的大强度开发，导致下游320km河道断流，以天然植被为主体的生态系统受到严重影响，湖泊干涸、地下水位下降，多年生草本植被退化死亡，幸存的柽柳灌丛衰败，林地稀疏，沙化强烈。受干旱的影响，塔里木河下游植物生态系统经历了草本退化、灌木退化、乔木退化，形成以胡杨、柽柳或者二者之一为优势的群落，植被结构趋于简单、均质，物种多样性严重缺失。塔里木河下游生态输水采取沿自然河道“线形”输水方式，是一个拯救生命过程，在开始期间，虽然对提升河道附近地下水位、拯救日益衰败的天然植被起到了重要作用，但难以实现胡杨、柽柳等植物的更新，植被恢复过程缓慢，并且恢复的是一条线，而不是面，恢复范围是极为有限的。虽然，一些大型的乔灌木植物得到拯救和复壮，但草本植物改善不明显，群落结构依然单一，尤其下游段，林间沙地活化现象仍未得到遏制。在纵向上，从上游至下游，随着输水距离的增加，生态输水对地下水位的影响减弱，植被恢复状况也较差；在横向上,地下水位对输水的响应范围在850m以内，并随远离输水河道而影响强度趋缓，到850mm以外，输水过程对地下水水位基本没有影响。为此，为加速天然植被的恢复，根据塔里木河植物生理特点和水文条件，在离水源较近的地段，利用土壤种子库、种子流进行群落改造；在每年8-9月，利用这期间河道来水量大，采取河道漫溢和面上放水，激活土壤种子库，从而增加地表覆盖，加速天然植被的恢复。考虑到塔里木河下游植物自然生理条件，并考虑到新技术方法的经济性和技术可行性，利用生物物种的乡土性原则，在7-10月采集胡杨、柽柳、甘草、铃铛刺以及白刺种子用于种源补充，有助于缓解塔里木河下游荒漠植被的逆向演替；利用荒漠区水盐运移规律，在进行生态恢复的区域预先开沟蓄水，通过水分将土壤盐分运移到土壤饱和层，直至扩散至土壤深层，进而取得逐步向下压盐的效果；利用塔里木河径流年季变化规律，在8-9月利用弃水对荒漠植被进行不定期漫灌补水，同时利用灌水前开垦的犁沟，因势利导，引导弃水尽可能均匀灌溉；利用植被种子自然散播方式与自然繁殖规律，在漫灌入水口撒播胡杨、柽柳、甘草、铃铛刺以及白刺的种子，模拟植物种群的自然生繁过程；利用植物物种定植水分利用特点，在第二年进行两次补水，引导其根系向深层伸展，从而达到植物生长自维持效果。
发明内容
本发明目的在于，提供一种极端干旱环境下促进受损生态系统生态恢复的快速方法，该方法利用天然植被组成、群落动态、繁殖方式以及荒漠植被群落的自然演替过程，通过人工生态恢复与自然恢复相结合的方式，加速了荒漠植物恢复，同时利用荒漠区水盐运移规律以及漫灌方式对种子库激发的作用，改善了退化群落丢失物种的繁育生境，从而达到促进极端干旱环境下受损生态系统生态恢复的目的，以提高在降水量小于100_，蒸发量大于2000_，地表水严重缺乏的干旱荒漠区生态恢复的效率，促进了荒漠植物物种构成的多样性。 本发明所述的极端干旱环境下促进受损生态系统生态恢复的快速方法，按下列步骤进行
a、在干旱荒漠区裸露地面开平行沟，沟深0.4-0. 5m,沟间距2_4m，再各沟的首尾再开沟,沟深0. 4-0. 5m，保持各沟之间畅通；
b、在每年7-10月期间，采收柽柳、胡杨、甘草、铃铛刺及白刺果实和种子，置于风阴处晾干，用纸袋贮藏于低温干燥环境；
C、在4月份利用地下水对预开垦沟进行漫灌蓄水，在9-10月用洪水对干旱荒漠区裸露地表进行漫灌补水；
d、在灌溉补水时，将收集的植物种子倒入水流中，通过水流散播退化群落丢失物种种
子;
e、第二年4月份以及9-10月份分别进行两次补水灌溉，促进植物根系向深层发育。步骤b所述的柽柳、胡杨、甘草、铃铛刺及白刺选择生长旺盛、花枝繁茂的植株，在果熟期边熟边采。步骤b所述的植物种子晾晒以果皮开裂为准，忌暴晒。本发明所述的极端干旱环境下促进受损生态系统生态恢复的快速方法，该方法利用生物物种的乡土性原则，采集胡杨、柽柳、甘草、铃铛刺以及白刺种子，进行种源补偿。针对这些乡土物种种子成熟期，在7-10月每月选择生长旺盛、花枝繁茂的植株采集成熟种子，达到边熟边采，提高种子成活率。利用蓄水压盐，在待恢复区域进行开沟蓄水，并通过漫灌激发种子库，改善退化群落丢失物种的繁育生境。利用荒漠植被繁殖方式与散播规律，通过灌水散播种子，实现物种丢失区种源补偿。本发明所述的极端干旱环境下促进受损生态系统生态恢复的快速方法，其特点为
本发明针对极度干旱环境下荒漠区物种丢失，植物群落结构趋于简单和均值，通过利用天然植被组成、群落动态、繁殖方式以及荒漠植被群落的自然演替过程，通过人工生态恢复与自然恢复相结合的方式，加速了荒漠植物恢复，同时利用荒漠区水盐运移规律以及漫灌方式对种子库激发的作用，改善退化群落丢失物种的繁育生境，从而达到植物种源补偿，提高荒漠植物群落多样性，增加群落结构的稳定性，进而保障人工生态恢复措施退出后的长期效果。与现有的干旱荒漠区人工恢复植被常规辅助方法相比，可以在极低降水量、极大蒸发量和地下水埋深较深的自然条件下，充分利用自然恢复过程，用低经济成本，高技术操作性的方法提高干旱荒漠区生态恢复目的，避免人工恢复后植物群落的逆向演替。
具体实施例方式实施例I :
在干旱荒漠区裸露地面采用人工或机械方式开平行沟，沟深0. 4m，沟间距2m，并在各沟首尾再开0. 4m深的沟，保持各沟之间畅通，于4月利用地下水对预开垦沟进行漫灌蓄水；
在每年7-10月期间，在待恢复区相同区域内，选择当地物种多样性保持较好的地方，选择生长旺盛、花枝繁茂的柽柳、胡杨、甘草、铃铛刺以及白刺植株，在果熟期边熟边采收集果实和种子，采收后置于风阴处晾干至果皮开裂，忌暴晒，收集用纸袋贮藏于低温干燥环境；
在9和10月(具体时间视塔里木河河道来水量而定)用洪水对待恢复区域进行漫灌补水，同时，将收集的植物种子倒入水流中，通过水流散播退化群落丢失物种种子,植物丢失物种种子种属的确定依据是乡土性原则，即就地采样，就地补充的原则，选择当地物种多样性保持较好的区域采集种子，对生态系统受损、物种单一区域进行丢失物种种源补充；第二年4月份以及9和10月(具体时间视塔里木河河道来水量而定)分别进行两次补水灌溉，促进植物根系向深层发育即可。实施例2:
在干旱荒漠区裸露地面采用人工或机械方式开平行沟，沟深0. 5m，沟间距3m，在各沟首尾再犁0. 5m深的沟，保持各沟之间畅通，于4月利用地下水对预开垦犁沟进行漫灌蓄水；
在每年7-10月期间，在待恢复区相同区域内，选择当地物种多样性保持较好的地方，选择生长旺盛、花枝繁茂的柽柳、胡杨、甘草、铃铛刺以及白刺植株，在果熟期边熟边采收果实与种子，采收后置于风阴处晾干至果皮开裂，忌暴晒，收集用纸袋贮藏于低温干燥环境；在9和10月(具体时间视塔里木河河道来水量而定)用洪水对待恢复区域进行漫灌补水，同时，将收集的植物种子倒入水流中，通过水流散播退化群落丢失物种种子,植物丢失物种种子种属的确定依据是乡土性原则，即就地采样，就地补充的原则，选择当地物种多样性保持较好的区域采集种子，对生态系统受损、物种单一区域进行丢失物种种源补充；第二年4月份以及9和10月(具体时间视塔里木河河道来水量而定)分别进行两次补水灌溉，促进植物根系向深层发育。实施例3
在干旱荒漠区裸露地面采用人工或机械方式开平行沟，沟深0. 5m，沟间距4m，于各沟首尾再开0. 5m深的沟，保持各沟之间畅通，于4月利用地下水对预开垦犁沟进行漫灌蓄水；
在每年7-10月期间，在待恢复区相同区域内，选择当地物种多样性保持较好的地方，选择生长旺盛、花枝繁茂的柽柳、胡杨、甘草、铃铛刺以及白刺植株，在果熟期边熟边采收果实与种子，采收后置于风阴处晾干至果皮开裂，忌暴晒，收集用纸袋贮藏于低温干燥环境；在9和10月(具体时间视塔里木河河道来水量而定)用洪水对待恢复区域进行漫灌补水，同时，将收集的植物种子倒入水流中，通过水流散播退化群落丢失物种种子,植物丢失 物种种子种属的确定依据是乡土性原则，即就地采样，就地补充的原则，选择当地物种多样性保持较好的区域采集种子，对生态系统受损、物种单一区域进行丢失物种种源补充；第二年4月份以及9和10月(具体时间视塔里木河河道来水量而定)分别进行两次补水灌溉，促进植物根系向深层发育。
权利要求
1.一种极端干旱环境下促进受损生态系统生态恢复的快速方法，其特征在于按下列步骤进行 a、在干旱荒漠区裸露地面开平行沟，沟深0.4-0. 5m，沟间距2_4m，再各沟的首尾再开沟,沟深0. 4-0. 5m，保持各沟之间畅通； b、在每年7-10月期间，采收柽柳、胡杨、甘草、铃铛刺及白刺果实和种子，置于风阴处晾干，用纸袋贮藏于低温干燥环境； C、在4月份利用地下水对预开垦沟进行漫灌蓄水，在9-10月用洪水对干旱荒漠区裸露地表进行漫灌补水； d、在灌溉补水时，将收集的植物种子倒入水流中，通过水流散播退化群落丢失物种种子; e、第二年4月份以及9-10月份分别进行两次补水灌溉，促进植物根系向深层发育。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤b所述的柽柳、胡杨、甘草、铃铛刺及白刺选择生长旺盛、花枝繁茂的植株，在果熟期边熟边采。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤b所述的植物种子晾晒以果皮开裂为准，忌暴晒。
全文摘要
本发明涉及一种极端干旱环境下促进受损生态系统生态恢复的快速方法，该方法利用天然植被组成、群落动态、繁殖方式以及荒漠植被群落的自然演替过程，通过人工生态恢复与自然恢复相结合的方式，加速了荒漠植物恢复，同时利用荒漠区水盐运移规律以及漫灌方式对种子库激发的作用，改善了退化群落丢失物种的繁育生境，从而达到促进极端干旱环境下受损生态系统生态恢复的目的，以提高在降水量小于100mm，蒸发量大于2000mm，地表水严重缺乏的干旱荒漠区生态恢复的效率，通过植物种源补偿和生境改善，提高荒漠植物群落多样性，增加群落结构的稳定性，提高了恢复植物群落的自维持能力。
文档编号A01G1/00GK102804991SQ20121028174
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者黄湘, 陈亚宁, 李卫红, 马建新 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所