CN107821018A - 一种促进多年冻土区渐进型退化草地的植被恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种促进多年冻土区渐进型退化草地的植被恢复方法。该恢复方法包括：(1)在补播植物种子前，在地表面覆盖一层地膜；(2)在补播植物种子萌芽前，在所述地膜的表面再覆一层草帘；(3)在补播植物种子萌芽后，撤掉所述地膜。本发明的促进冻土区植被恢复方法保温保墒效果显著，可以使不同程度渐进型退化高寒草地植被得以快速恢复。本发明的方法成本低廉，操作简单，成效显著，适合在青藏高原多年冻土区大范围推广。

Description

一种促进多年冻土区渐进型退化草地的植被恢复方法

技术领域

本发明涉及植被恢复领域，具体地涉及一种促进多年冻土区渐进型退化草地的植被恢复方法。

背景技术

青藏高原被誉为地球“第三极”，其高寒草地生态系统是类型最为独特且具有全球意义的脆弱生态系统，与自然环境耦合密切，对任何自然和人类的扰动都具有显著的响应，因此成为全球变化研究的热点。区域生态环境脆弱构成高寒草地退化的基础，而气候变化、过渡放牧、鼠害等则加速退化的进程。由于放牧压力增加、气候变化等因素影响，导致高寒湿地萎缩，草原荒漠化，高寒草地植物群落组成改变，原有优势物种消失，草地覆盖度降低，这种经历缓慢退化过程的草地，称之为渐进型退化草地。

尤其在多年冻土区，近年来随着全球气候变暖，青藏高原的冰川和冻土发生了显著的变化。冻融作用下的高寒草甸严重退化，水土流失加剧，生态环境日益恶化，植被的生长能力下降，植被退化引起水热状况改变，加速冻土退化进程，从而导致了土壤的物理特性和水文特征的剧烈变化。因此如何恢复和提高退化草地生产力，保护河源区高寒植被生态成为重要研究课题。这不但是维持牧民生产和生活需求和区域畜牧业经济发展的需要，而且对于青藏高原生态平衡，区域水文循环及维护良好的河源区水源涵养功能意义重大。

但是，青藏高原多年冻土区气温低，太阳辐射强，蒸发量大，受温度、水分条件限制，人工建植草地植物难以成活，因此植被恢复难度较大。草皮回植、移植虽然成效显著，但此方法施工要求高、难度大、经济成本高，且以破坏其他区域植被为代价。因此，一种因地制宜且适合大面积推广的植被恢复方法，对多年冻土区植被恢复工作意义重大。

发明内容

针对上述青藏高原多年冻土区高寒草地植被退化的现状，以及渐进型退化草地的特点：植被盖度降低，土壤水分减小，土壤有机质含量降低，本发明的目的在于提供一种基于保温保水措施的促进冻土区渐进型退化草地恢复方法，旨在使不同程度渐进型退化高寒草地植被得以快速恢复。

本发明提供了一种促进冻土区植被恢复方法，该方法包括：

(1)在补播植物种子前，在地表面覆盖一层地膜；

(2)在补播植物种子萌芽前，在所述地膜的表面再覆一层草帘；

(3)在补播植物种子萌芽后，撤掉所述地膜。

本发明在特定时间在待修复的地表面覆盖地膜和草帘，可以有效阻止热量和水分对流，从而保证了补播植物种子萌芽所需的积温和水分，保温保墒效果显著。同时，由于补播植物在短期内扎根较浅，保温也避免了补播植物根系在冬季发生冻害。在补播植物萌芽前，覆盖草帘于地膜上，可防止大风引起的空气流动使地膜移位；在植物萌芽后，撤掉地膜，仅覆盖草帘，在保温保水的同时达到透光、透气、透水的效果。覆盖草帘有效防止风、雨水对裸露地表土壤的侵蚀。在刮风及发生降水时，草帘可削减空气流动及水滴下落的动能，降低退化草地裸露地表的扬尘并预防地面径流的产生，从而有效防止风、雨水对植被恢复区域土壤表面的侵蚀，同时草帘的缝隙可保证一定的光照，可尽量减少对补播植物种子萌发的影响。

在本发明一个优选实施方式中，冻土区植被优选为青藏高原冻土区高寒草地植被或渐进型退化草地植被。本发明的恢复方法尤其适用于多年冻土区渐进型退化草地，可以使不同程度渐进型退化高寒草地植被得以快速恢复。

当冻土区为插花式裸地，优选采用针孔式插播方式进行补播。

当冻土区为斑块化裸地，优选采用钉耙使所述冻土区植被表层土壤疏松后，在其表面撒覆有机质后进行补播。

其中，有机质优选为泥炭碎屑和/或锯末。

在本发明的方法中，草帘在后期不需要移除，在补播植物成活并成功越冬后，草帘在3年后伴随太阳辐射和降水情况下逐渐风化腐烂，可为补播区域贡献有机质。

在本发明的方法，补播植物可以优选为垂穗披碱草和/或高原早熟禾，进一步优选为垂穗披碱草和高原早熟禾，可以使用两者混播。优选使用两者混播，更优选采用垂穗披碱草和冷地早熟禾混播。两者的比例优选为1:1。

在本发明一个优选实施方式中，本发明的恢复方法还可以包括：在补播种子后，施氮肥；所述氮肥为尿素。尿素的施放量优选为100Kg hm^-2。

当冻土区为退化高寒湿地下游断面，本发明的恢复方法还包括在步骤(1)前使用不透水板材垂直地下水建造阻水挡墙。其中，不透水板材可以为PVC板。当查明退化湿地区域地下水流向时，在需要恢复植被区下游断面，采用PVC板(或其他廉价且不透水材质板材等)垂直地下水流向建造阻水挡墙，以逐渐抬高地下水位，对退化高寒湿地的中生和湿生植物生长和恢复具有显著效果。

本发明提供的促进冻土区植被恢复方法，在特定区域使用保温保水、植被补植选择性结合有机质人工补填以及地下拦水挡墙，可以使不同程度渐进型退化高寒草地植被得以快速恢复。本发明的方法成本低廉，操作简单，成效显著，适合在青藏高原多年冻土区大范围推广。

附图说明

图1为根据本发明试验例1中补播效果图；

图2为根据本发明试验例1中不同补播方式对中度退化草甸植物总盖度的影响图；

图3为根据本发明试验例1中不同补播方式对中度退化草甸地上生物量的影响图；

图4为根据本发明试验例1中不同补播方式对重度退化草甸植被总盖度的影响图；

图5为根据本发明试验例1中不同补播方式对重度退化草甸地上生物量的影响图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规技术手段。若未特别指明，实施例中所用的材料为市售。

实施例1对退化高寒草甸植被恢复：

(1)插花式裸地，尽可能维持表层土壤的生物结皮和完整性，在不破坏高寒草甸草毡层的前提下，采用针孔式插播方式，不改变植被覆盖区域的土壤结构；对较大斑块化裸地(大于0.5m×0.5m)，采用小型钉耙使草地表层土壤疏松；对较大面积裸地(大于100m×100m)，也可以使用机械耙地，在撒覆泥炭碎屑或锯末等有机质后进行补播；

(2)补播草种选择垂穗披碱草和高原早熟禾，进行混播，两种草种的混合比例为1:1，播种量为4-5Kg hm^-2；

(3)施氮肥，尿素(100Kg hm^-2)；

(4)对较大斑块地或较大面积改良地，下层使用地膜(聚乙烯，一层，厚度0.1mm)覆盖，上层草帘覆盖(一层，厚度5mm)，达到保温保水防止风蚀、雨蚀的效果；

(5)在补播植物发芽后揭去地膜，仍然覆盖草帘，已达到透光、透气、透水、保温、防土壤侵蚀，并降低水分蒸发率的效果；

(6)在次年及第三年在地表施氮肥(尿素，100Kg hm^-2)。

实施例2对退化高寒沼泽草甸或湿地植被恢复：

(1)查明退化湿地区域地下水流向，在需要恢复植被区下游断面，采用PVC板(或其他廉价且不透水材质板材等)垂直地下水流向建造阻水挡墙，阻水挡墙位于地面以下的深度可为160cm-180cm，以拦截冻土活动层流动水，以逐渐抬高地下水位；

(2)插花式裸地，尽可能维持表层土壤的生物结皮和完整性，在不破坏高寒草甸草毡层的前提下，采用针孔式插播方式，不改变植被覆盖区域的土壤结构；对较大斑块化裸地，采用小型钉耙使草地表层土壤疏松；对较大大面积裸地，也可以使用机械耙地；在撒覆泥炭碎屑或锯末等有机质后进行补播；

(3)补播草种选择垂穗披碱草或高原早熟禾，进行混播；

(4)施氮肥，尿素(100Kg hm^-2)；

(5)对较大斑块地或较大面积改良地，下层使用地膜覆盖，上层草帘覆盖，达到保温保水防止风蚀、雨蚀的效果；

(6)在补播植物发芽后揭去地膜，仍然覆盖草帘，已达到透光、透气、透水、保温、防土壤侵蚀，并降低水分蒸发率的效果；

(7)在次年及第三年在地表施氮肥(尿素，100Kg hm^-2)。

试验例1

(1)在青海省风火山地区(92°50′-93°30′E,34°40′-34°48′N)，选取2个退化面积分别为40％(中度退化)和70％(重度退化)的退化草甸试验大区，并进行围栏设置；

(2)在每个试验大区随机布置16个小区，设置以下4种处理(每种处理4个重复)：

CK，对照；

T1，垂穗披碱草单播；

T2，高原早熟禾单播

T3，垂穗披碱草和冷地早熟禾混播。混合比例为1:1，播种量为4Kg hm^-2。

(3)于2016年5月20日进行以上处理实施，进行实施例1的操作，如耙地、补播、施肥，以及地膜和草帘覆盖等工作；

(4)于2016年9月1日对所有小区进行植被群落特征调查，补播效果如图1所示，其中，a为40％退化草旬单播效果图，b为退化草甸混播效果图，c为70％退化草旬单播效果图，d为70％退化草旬混播效果图。

(5)2016年9月初进行植被调查数据统计分析，并取得初步结果：

如图2所示，不同补播方式对中度退化草甸植被总盖度的影响，其中，在中度退化草甸，补播显著提高植被总盖度。单播和混播增幅分别达到约35％和70％。混播相较于单播草甸增加了植被总盖度约25％。图3表示不同补播方式对中度退化草甸地上生物量的影响，其中，在中度退化草甸，单播和混播均显著增加植物地上生物量，增幅分别约80％和140％。混播相较单播对地上生物量的增幅为35％。

对重度退化草甸植物来说，补播显著提高中度退化草甸植被总盖度。垂穗披碱草和冷地早熟禾单播较对照草甸显著增加植被总盖度约20％，增幅达60％。两种草种混播较对照草甸显著增加植被总盖度约65％(增幅达192％)，较单播草甸显著增加植被总盖度约40％(增幅约70％)，如图4所示。单播和混播均显著增加重度退化草甸的地上生物量，垂穗披碱草和冷地早熟禾单播相较于对照草甸分别增加了地上生物量的55％和100％，混播增幅达200％。混播较垂穗披碱草单播和冷地早熟禾单播显著增加植物地上生物量分别达到62％和112％，如图5所示。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，包括：

(1)在补播植物种子前，在地表面覆盖一层地膜；

(2)在补播植物种子萌芽前，在所述地膜的表面再覆一层草帘；

(3)在补播植物种子萌芽后，撤掉所述地膜。

2.根据权利要求1所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，所述冻土区植被为青藏高原冻土区高寒草地植被。

3.根据权利要求1所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，所述冻土区植被为渐进型退化草地植被。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，所述冻土区为插花式裸地，采用针孔式插播方式进行补播。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，所述冻土区为斑块化裸地，采用钉耙使所述冻土区植被表层土壤疏松后，在其表面撒覆有机质后进行补播。

6.根据权利要求5所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，所述有机质为泥炭碎屑和/或锯末。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，所述补播植物为垂穗披碱草和/或高原早熟禾，优选为垂穗披碱草和高原早熟禾。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，还包括，在补播种子后，施氮肥；所述氮肥为尿素。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的促进冻土区植被恢复方法，其特征在于，所述冻土区为退化高寒湿地下游断面，还包括在步骤(1)前使用不透水板材垂直地下水建造阻水挡墙。