CN109644609A - 一种退化高寒草原生态恢复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于草原生态改善技术领域的一种退化高寒草原生态恢复的方法。本发明的方法，就地取材方便易行。以野外采集的生物结皮为原料，将不同的生物结皮以一定的比例混合，制成生物结皮种源，接种到退化的高寒草地、草甸和荒漠地区，在接种后经过一个雨季后可在地表形成一定盖度的生物结皮。在生物结皮形成后，土壤的理化性质及微生物群落都会发生一定程度的变化，地表的渗透率及抗侵蚀能力也会得到提高，从而为地表植被的恢复提供了条件支持。

Description

一种退化高寒草原生态恢复的方法

技术领域

本发明属于草原生态改善技术领域，具体涉及一种退化高寒草原生态恢复的方法。

背景技术

高寒草原为草原群落的一种植被类型，它一般在海拔4000米以上；环境为寒冷而潮湿，日照强烈，紫外线作用增强，空气稀薄，土壤温度高于空气温度，昼夜温差极大，年平均温度不到1℃，植物生长季短，年降水量约400毫米，相对湿度70％以上。植物多低矮丛生，叶面积缩小，根系较浅，植株形成密丛。我国高寒草原主要分布在青藏高原中部和南部、帕米尔高原及天山、昆仑山和祁连山等亚洲中部高山。

脆弱的生态环境是高寒草地生态系统退化的自然内营力，人为干扰和不合理利用是西部草地退化的主要驱动力，气候变暖变干是加速西部草地退化的辅助外营力。草地退化是草地生态系统在演化过程中其结构特征和能流与物质循环等功能过程的恶化，是生物群落(植物、动物、微生物群落)及其赖以生存环境的恶化，它既包括“草”的退化也括“地”的退化。它不仅反映在构成草地生态系统的非生物因素上，也反映在生产者、消费者、分解者三个生物组成上，因而草地退化是整个草地生态系统的退化。草地畜牧业是农业经济的重要组成部分，近几年来，随着经济的发展和人口的增长。草地负荷急剧加重，不少地区在高度草地负载能力30％以上的条件下持续过度利用，致使草地严重退化生产力水平急剧下降。导致草地退化的因素是多种多样的，自然因素中如长期干旱、风蚀、水蚀、沙尘暴、鼠、虫害等；人为因素中如过牧、滥垦、樵采、开矿等。这些因素常常是交互作用，互相促进，互为因果，所以退化高寒草原的修复具有很多困难。

生物结皮(biological soil crusts)又称生物土壤结皮、土壤微生物结皮等，其是由微细菌、真菌、藻类、地衣、苔藓等隐花植物及其菌丝、分泌物等与土壤砂砾粘结形成的复合物，是干旱半干旱区重要的地表覆盖类型(40％以上)。生物结皮也是干旱半干旱沙漠最具有特色的生物景观之一，生物结皮的存在对沙漠的固定、土壤表面的物理化学生物学特性、土壤抗风蚀水蚀等方面具有重要意义。生物结皮也是沙漠植被演替的先锋种，对促进沙漠植被演化具有重要作用。目前，利用生物结皮防治风蚀荒漠化、石漠化、水蚀荒漠化的方法已经报道，生物结皮形成后，可在降雨时增加入渗，减少地表径流，从而降低土壤受到流水侵蚀，保持水土。并且还有将人工培育生物结皮作为天然监测重金属污染的的试验材料应用于在重金属污染区，可以准确有效地反映当地的重金属污染情况。

在高寒草原退化修复难度较大的情况下，需要一种新的方法应用于退化高寒草原生态的恢复。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种退化高寒草原生态恢复的方法。

为此本发明的技术方案如下：

一种退化高寒草原生态恢复的方法，包括步骤如下：

(1)在高寒草地野外采集藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮；

(2)将采集来的生物结皮在低温、避光条件下阴干后，除杂、分类粉粹；

(3)将粉碎除杂后的藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮按其质量8-12： 70-90：8-12的比例进行混合，制成生物结皮种源；

(4)将生物结皮种源接种在需要修复的地面，并覆盖少量当地细土，进行培育。

上述方法中，所述采集的方法包括：在晴朗干燥的天气下采集，避免结皮含水量过高；结皮的厚度为0.8～1.0cm。

上述方法中，粉碎至粒径小于3mm。

上述方法中，优选的，粉碎至粒径小于3mm大于1mm。

上述方法中，所述藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的混合比例为 10-12：75-85：10-12。

上述方法中，优选的，所述藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的混合比例为10：80：10。

上述方法中，所述接种的方法为以1-1.5kg/㎡的接种量均匀撒播。

上述方法中，优选的，所述接种的方法为以1.25kg/㎡的接种量均匀撒播。

上述方法中，所述培育的方法包括：接种后每隔10-15天进行一次观察，如降水较多，则不必进行人为干涉，如遇干旱天气，应进行浇水，浇水以少量多次为宜，如遇病虫害，可适当喷洒农药。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种适于退化高寒草原生态恢复的方法，就地取材方便易行。以野外采集的生物结皮为原料，将发育程度不同的生物结皮以一定的比例混合，制成生物结皮种源，接种到退化的高寒草地、草甸和荒漠地区，在接种后经过一个雨季后可在地表形成一定盖度的生物结皮。在生物结皮形成后，土壤的理化性质及微生物群落都会发生一定程度的变化，地表的渗透率及抗侵蚀能力也会得到提高，从而为地表植被的恢复提供了条件支持。

本发明的方法利用天然生物结皮作为接种材料，在野外容易取得。接种过程简单可行，成本低廉且效果明显，适宜进行大范围的推广。该实施工程可全程在当地进行，就地取材，可以保持水土，恢复植被，对于我国高寒草原地区的土壤退化、沙化和荒漠化具有一定的防治作用。

附图说明

图1为采集的藻结皮；

图2为采集的地衣结皮；

图3为采集的苔藓结皮；

图4为生物结皮种源；

图5为刚接入生物结皮种源的情况；

图6为接种培养后长出的生物结皮的状态。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或成分比例上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围内。本发明中所使用的材料和装置，如无特殊说明，均为市售。

在对试验地的草地退化问题进行调查时发现试验地中存在大量处于不同发育阶段的生物结皮，遂对试验地的草地植物群落与生物结皮的共生关系展开调查和研究。在调查中我们发现，不同发育阶段的生物结皮对植物群落有着不同程度的影响，通过数据的对比与统计，发明人得到三种生物结皮比例的最优范围。根据这个比例我们在试验样地进行了野外试验，即按照该比例进行人工撒播培养生物结皮。

发明人发现按照这样的比例接种生物结皮会有效提高生物结皮的存活率和发育速度。同时，因为生物结皮的存在，土壤的理化性质也会发生一些有益的变化，如土壤受侵蚀程度下降，下渗率提高，土壤含水量提高。土壤养分循环也会因此发生改变，如生物结皮中的蓝细菌和藻类可以固定大气中的氮，从而提高了土壤的固氮效率和氮含量。最后，这些性质的变化都会影响维管植物种子的传播、萌发和幼苗生长，从而促进退化高寒草原的恢复。

实施例1

在晴朗干燥的天气下，于高寒草地野外采集生物结皮，从而避免结皮含水量过高，在储存过程中腐烂；结皮的厚度在0.8～1.0cm；挑选发育良好的藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮进行采集如图1-3所示，并将之分类。

将采集来的生物结皮在低温、避光条件下阴干；将结皮中的凋落物、草根等较大的杂物去除；将生物结皮按藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮三种类型分类进行粉碎，粉碎至能通过3mm左右筛即可，然后再除去结皮中的植物种子等微小杂物。

将粉碎除杂后的藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮三种生物结皮按其质量10：80：10的比例进行混合，制成生物结皮种源，如图4所示。

将生物结皮种源以1.25kg/㎡的接种量接种在需要修复的地面，如图5所示，并覆盖少量当地细土；接种后进行培养，每隔半月进行一次观察，如降水较多，则不必进行人为干涉，如遇干旱天气，应进行浇水，浇水以少量多次为宜，如遇病虫害，可适当喷洒农药。

接种培养一个雨季后，在地表形成了盖度为30％的生物结皮，如图6所示。在生物结皮形成后，分析土壤营养成分的变化，发现土壤的全氮含量上升约0.07g·kg^-1，土壤有机质含量上升约0.64g·kg^-1。观察地表的植被情况，发现植物群落总盖度提高了约10％，并且群落的组成发生了有益的变化，禾本科、豆科和莎草科植物个体数上升了 16％，杂草类植物个体数下降约14％，植被恢复情况良好。另外，土壤受侵蚀程度降低，受侵蚀土壤减少了39％。

实施例2

在晴朗干燥的天气下，于高寒草地野外采集生物结皮，从而避免结皮含水量过高，在储存过程中腐烂；结皮的厚度在0.8～1.0cm；挑选发育良好的藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮进行采集，并将之分类。

将采集来的生物结皮在低温、避光条件下阴干；将结皮中的凋落物、草根等较大的杂物去除；将生物结皮按藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮三种类型分类进行粉碎，粉碎至能通过3mm左右筛即可，然后再除去结皮中的植物种子等微小杂物。

将粉碎除杂后的藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮三种生物结皮按其质量10：85：8的比例进行混合，制成生物结皮种源。

将生物结皮种源以1kg/㎡的接种量接种在需要修复的地面，并覆盖少量当地细土；接种后进行培养，每隔10天进行一次观察，如降水较多，则不必进行人为干涉，如遇干旱天气，应进行浇水，浇水以少量多次为宜，如遇病虫害，可适当喷洒农药。

接种培养一个雨季后，在地表形成了盖度大概为30％的生物结皮左右。在生物结皮形成后，分析土壤营养成分的变化，土壤的全氮和有机含量上升和实施例1相差不大。观察地表的植被情况，发现植物群落总盖度提高了约10％，并且群落的组成发生了有益的变化，禾本科、豆科和莎草科植物个体数上升了16％，杂草类植物个体数下降约 14％，植被恢复情况良好。另外，土壤受侵蚀程度降低，受侵蚀土壤减少了39％。

实施例3

在晴朗干燥的天气下，于高寒草地野外采集生物结皮，从而避免结皮含水量过高，在储存过程中腐烂；结皮的厚度在0.8～1.0cm；挑选发育良好的藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮进行采集，并将之分类。

将采集来的生物结皮在低温、避光条件下阴干；将结皮中的凋落物、草根等较大的杂物去除；将生物结皮按藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮三种类型分类进行粉碎，粉碎至能通过3mm左右筛即可，然后再除去结皮中的植物种子等微小杂物。

将粉碎除杂后的藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮三种生物结皮按其质量8：75：12的比例进行混合，制成生物结皮种源。

将生物结皮种源以1.5kg/㎡的接种量接种在需要修复的地面，并覆盖少量当地细土；接种后进行培养，每隔半月进行一次观察，如降水较多，则不必进行人为干涉，如遇干旱天气，应进行浇水，浇水以少量多次为宜，如遇病虫害，可适当喷洒农药。

接种培养一个雨季后，在地表形成了盖度大概为30％的生物结皮。在生物结皮形成后，分析土壤营养成分的变化，土壤的全氮和有机含量上升和实施例1相差不大。观察地表的植被情况，发现植物群落总盖度提高了约10％，并且群落的组成发生了有益的变化，禾本科、豆科和莎草科植物个体数上升了16％，杂草类植物个体数下降约 14％，植被恢复情况良好。另外，土壤受侵蚀程度降低，受侵蚀土壤减少了39％。

Claims (8)

1.一种退化高寒草原生态恢复的方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)在高寒草地野外采集藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮；

(2)将采集来的生物结皮在低温、避光条件下阴干后，除杂、分类粉粹；

(3)将粉碎除杂后的藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮按其质量8-12：70-90：8-12的比例进行混合，制成生物结皮种源；

(4)将生物结皮种源接种在需要修复的地面，并覆盖少量当地细土，进行培育。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集的方法包括：在晴朗干燥的天气下采集，避免结皮含水量过高；结皮的厚度为0.8～1.0cm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，粉碎至粒径小于3mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的混合比例为10-12：75-85：10-12。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的混合比例为10：80：10。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接种的方法为以1-1.5kg/㎡的接种量均匀撒播。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接种的方法为以1.25kg/㎡的接种量均匀撒播。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培育的方法包括：接种后每隔10-15天进行一次观察，如降水较多，则不必进行人为干涉，如遇干旱天气，应进行浇水，浇水以少量多次为宜，如遇病虫害，可适当喷洒农药。