豫西伏牛山低山丘陵区退化生态系统的修复方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生态修复技术领域，具体涉及一种豫西伏牛山低山丘陵区退化生态系统的修复方法。
【背景技术】
[0002]豫西伏牛山低山丘陵区地处暖温带向北亚热带过渡地带，植被属暖温带落叶阔叶林向亚热带常绿阔叶林的过渡型，该区水土流失严重，生态环境脆弱，生态系统严重退化。豫西伏牛山低山丘陵区的自然荒草地经长期水土流失，表层土壤养分流失较多，整地后打乱了原先土层结构，0-20cm下层土壤增加了表层养分含量，在没有使用任何肥料的情况下，全磷一直处于增加的趋势，但是速效磷一直处于最低临界水平，植被生物量增加受限，区域内的大多植株甚至死亡，生态恢复进程受到限制。
[0003]研究发现，豫西低山丘陵区及类似区域的土壤磷素极度缺乏，是制约植被恢复的主要限制因子。石质化土壤坡地磷素矿化能力低，导致土壤可被植物利用的有效磷极度缺乏，已成为该地区制约植被修复的“瓶颈”问题，研究显示，全磷试验前的自然荒草地为
0.10g/kg，而通过林草植被修复后增加到4-9倍，已经处于较高水平。然而，无论试验前后，速效磷一直在最低水平徘徊，可供植被利用的有效磷明显不足。有效磷严重缺乏已成为该地区制约植被修复的“瓶颈”问题，是植被生长的最小限制性养分因子。为了解决豫西低山丘陵区及类似地区生态修复的“瓶颈“问题，石质土壤潜在的难以利用磷素的矿化和分解、以及有效磷的水土保持高效利用是需要解决的关键技术问题。
[0004]近年在豫西低山丘陵区坡地人工建植的森林常常出现“小老树”，甚至仅仅成活了短短几年后就死亡，出现“年年植树不见树，年年造林不成林”现象，究其原因，主要在于林地植被配置不合理，土壤发生侵蚀和水土流失所致。也有相关人员研究林草复合种植模式作为生态脆弱区植被恢复的有效模式，但是还存在诸多的技术问题，如树种草种搭配不科学、林草经营主体不清、树草间距太近、树草间产生恶性竞争、植草成活率低等问题，致使林草复合种植模式的功能效益难以达到应有的最佳状态。
[0005]而类似豫西伏牛山低山丘陵区的区域还存在很多，如何构建合理有效地生态修复方法，实现区域生态的良好恢复，是亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种豫西伏牛山低山丘陵区退化生态系统的修复方法。
[0007]本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明涉及一种豫西伏牛山低山丘陵区退化生态系统的修复方法，包括如下步骤:选择合适的树种，灌木和草种，合理地进行结构配置，实现生态系统短期内有效地修复。
[0008]优选地，所述树木选自侧柏、刺槐、栓皮栎、山合欢、茅栗、化香，油松、或马尾松。
[0009]优选地，所述灌木选自胡枝子、山梅花、连翘、黄栌、杜梨、忍冬、荆条或野蔷薇。
[0010]优选地，所述草种选自羊胡子草、狗尾草、披针叶苔草、紫花苜蓿或费菜。
[0011 ]优选地，所述混种具体为:栓皮栎+连翘+披针叶苔草模式，或栓皮栎+胡枝子+羊胡子草模式，或刺槐+紫花苜蓿模式，或侧柏+荆条+紫花苜蓿模式。
[0012]优选地，所述混种具体为:侧柏+胡枝子+羊胡子草与刺槐+荆条+紫花苜蓿混交种植。
[0013]优选地，所述混种具体为:在坡度较缓、海拔偏低、有合适土层厚度的坡地上，以种植刺槐为主，林下播种荆条和紫花苜蓿;在坡度较陡、海拔偏高、土层浅薄的坡地上，以种植侧柏为主，林下种植胡枝子和羊胡子草，进而实现区域生态退化区林草复合生态修复。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:本发明以伏牛山低山丘陵区为研究对象，以林草结构配置的模式优化为突破点，对林草复合水土保持效应进行了深入研究。着重研究合理配置乡土树种与豆科牧草构建的林草复合群落结构模式。不同人工林草复合植被模式具有明显的水土保持效应。在坡地把多年生豆科牧草紫花苜蓿与乡土树种构建成林草复合群落模式，增加了土壤有机质，通过生物固氮途径，大幅提高土壤氮素，“槐树+紫花苜蓿”的林草复合模式显著提高了土壤铵态氮，对坡地水土保持效果明显，可作为低山丘陵区坡地首选的人工林草复合群落结构模式，“栓皮栎+紫花苜蓿”和“侧柏+紫花苜蓿”模式每公顷可节约2837.0kg尿素或7250.0kg磷酸二铵，替代了大量化肥，大面积推广后可取得较高的生态、经济和社会效益，这些研究成果将为低山丘陵区退化环境的生态修复和可持续发展提供理论依据和新的思路。
[0015]本发明提出林草复合群落结构模式4个。人工林模式2个:刺槐+紫花苜蓿、侧柏+荆条+紫花苜蓿;混交林模式2个:栓皮栎次生林+连翘+披针叶苔草、栓皮栎+胡枝子+羊胡子草，其植被覆盖率提高20?40%，水土流失量减少30%以上，土壤养分蓄积量提高8?10 %。林草生态系统结构合理。经过筛选优化，建立了水土保持效益高的“刺槐+紫花苜蓿”、“栓皮栎+紫花苜蓿”的人工林草群落结构模式，其单位土地面积经济效益提高25%以上，节省氮素化肥施入量20%，农民纯收入提高15%以上。实验区内生态环境和气候得到了较大改善。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0017]发明人选择伏牛山低山丘陵区作为样本，研究类似区域的生态恢复方法。本申请的发明人经过大量的面上野外实地调研和点上定位试验，意外发现了具有显著恢复效果的生态恢复方法。本申请的发明人以林草结构配置的模式优化及其水土保持效应为突破点，重点研究合理配置乡土树种与豆科牧草构建的林草复合立体结构模式，以及林草立体配置下水土保持林建设的关键技术。通过对不同林草群落模式的土壤理化性质、水土保持功能、生物多样性和生物量的研究，揭示林草复合生态群落的结构功能及其生态群落演替趋势；并对林草复合系统构建参数指标并做出综合评价，揭示林草复合模式的生态恢复机理，筛选出最为稳定、高效的林草复合模式，实现了意想不到的技术效果。
[0018]实施例1:栓皮栎次生林+连翘+披针叶苔草修复方法
[0019]本实施例提供了一种生态系统的修复方法，具体为采用栓皮栎次生林+连翘+披针叶苔草模式，具体包括如下步骤:
[0020]在伏牛山低山丘陵区，采用栓皮栎次生林+连翘+披针叶苔草的混种模式，经过2-3年混种，栓皮栎易萌芽更新，成长形成栓皮栎次生林的乔木层，林下灌木层为连翘，草本层以耐阴的披针叶苔草为主，其中乔木层还混合有茅栗、山合欢和化香地带性落叶阔叶林。[0021 ]本实施例的修复方法自然恢复效果好，而且节省开支和人力，对于提高低山丘陵地区的生态环境质量具有重要生态、经济与社会意义。
[0022]实施例2:栓皮栎+古月枝子+羊古月子草修复方法
[0023]本实施例提供了一种生态系统的修复方法，具体为采用栓皮栎+胡枝子+羊胡子草模式，具体包括如下步骤:
[0024]选择伏牛山海拔800米以下的低山丘陵地区；
[0025]选择栓皮栎，也可进一步选择伴生生态树种，如山合欢、茅栗、化香，油松、马尾松等;优选地，伏牛山南坡采用栓皮栎或栓皮栎-马尾松混交林模式;优选地，伏牛山北坡采用栓皮栎纯林或栓皮栎-油松混交林;优选地，选择胡枝子时，也可以同时选择山梅花、连翘、或野蔷薇;优选地，选择羊胡子草时，也可同时选择狗尾草、费菜。
[0026]在具体种植时，在土层厚度小于30cm地带，乔灌木树种宜用播种造林，土层大于30cm地带则采用容器苗造林，不论播种造林或植苗造林，均宜采用挖穴整地，穴的规格为40cm*40cm*30cm，灌木均宜播种造林，草本种植则采用扦插与移葡植苗;种植密度，栓皮栎为2m*2m;马尾松、油松2m*3m;胡枝子等灌木1.5m* 1.5m;羊胡子草等草本植物lm*0.5m。
[0027]优选地，造林后连续封育5年，为植被次生演替创造良好的环境。
[0028]该技术易被山区农民学习、掌握与运用。农民欢迎，易于推广。对于提高区域、流域治理成效具有重要生态、经济与社会意义。对于提高区域、流域治理成效具有重要生态、经济与社会意义。适应在伏牛山区有一定土层厚度的低山丘陵地区推广。进行林草恢复，人为加快次生演替过程，尽快恢复当地的生态环境。
[0029]实施例3:刺槐+紫花苜蓿模式修复方法
[0030]本实施例提供了一种生态系统的修复方法，具体为采用刺槐+紫花苜蓿，具体包括如下步骤:
[0031]选择刺槐和紫花苜蓿分别作为树种和草种进行种植;优选地，还可种植灌木，所述灌木为杜梨或忍冬。
[0032]具体种植时，首先整地:整地的目的是蓄水保墒，提高土壤含水量，已采取水平阶或鱼鳞坑整地等方式。整地方法随地形而异，在土层较厚，坡度20度以下的山地缓坡可以采取水平阶整地，阶宽30cm，深30cm，长5?10cm ；在土壤薄坡度较大的山地造林，应采用鱼鳞坑整地，坑长70cm，宽50cm，深30cm。造林技术:刺槐采用一年生壮苗截干造林，截杆高度1