草地植被恢復(fù)與重建

第一章恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論框架1

一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的涵義及溯源1

（一）歷史沿革1

（二）概念的提出與發(fā)展3

二、恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究的對(duì)象與內(nèi)容5

（一）研究對(duì)象5

（二）主要研究?jī)?nèi)容6

三、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本理論7

（一）生態(tài)系統(tǒng)退化及成因7

（二）干擾與生態(tài)系統(tǒng)退化8

（三）恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)9

四、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)10

第二章草地植被恢復(fù)與重建研究進(jìn)展13

一、生態(tài)系統(tǒng)受損研究進(jìn)展13

二、退化草地恢復(fù)與重建理論研究進(jìn)展15

三、草地植被恢復(fù)與重建研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)16

（一）退化草地植被恢復(fù)重建研究現(xiàn)狀16

（二）草地退化的機(jī)理及原因17

（三）主要存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)18

第三章草地恢復(fù)與重建的理論方法體系19

一、退化生態(tài)系統(tǒng)19

（一）退化生態(tài)系統(tǒng)的概念19

（二）土壤生態(tài)系統(tǒng)及其退化19

（三）退化草地生態(tài)系統(tǒng)20

二、退化草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的過(guò)程與機(jī)理21

（一）退化草地恢復(fù)的一般程序21

（二）退化草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理22

三、恢復(fù)的原則與方法23

（一）基本原則23

（二）草地恢復(fù)的基本方法24

四、退化草地恢復(fù)的目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)24

（一）恢復(fù)的目標(biāo)24

（二）恢復(fù)成功的標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)間25

五、與草地恢復(fù)相關(guān)的生態(tài)學(xué)理論26

（一）自組織理論26

（二）演替理論27

（三）生物多樣性原理28

（四）與物質(zhì)變化相關(guān)的生態(tài)學(xué)原理28

（五）與能量流動(dòng)相關(guān)的原理29

（六）與時(shí)空有關(guān)的原理29

第四章我國(guó)草地退化現(xiàn)狀、成因及發(fā)展戰(zhàn)略31

一、我國(guó)草地退化的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題31

（一）草地退化的背景分析31

（二）草地退化現(xiàn)狀分析32

（三）存在的主要問(wèn)題33

二、草地退化的成因分析34

（一）龐大的人口生存壓力是造成草地退化的最根本原因34

（二）嚴(yán)酷的自然條件和近期全球氣候干旱化是促使草地

退化的自然因素34

（三）過(guò)度放牧、濫墾濫挖是造成草地退化的直接因素34

（四）投入不足、基礎(chǔ)建設(shè)缺乏、科研重視不夠是造成

草地退化的間接原因35

三、草地植被恢復(fù)與重建發(fā)展戰(zhàn)略35

（一）草地植被恢復(fù)重建的優(yōu)化模式35

（二）草地恢復(fù)重建與可持續(xù)利用研究36

（三）草地植被恢復(fù)的總體戰(zhàn)略38

第五章草地生態(tài)系統(tǒng)受損機(jī)理43

一、草地生態(tài)系統(tǒng)受損的原因及特征43

二、草地生態(tài)系統(tǒng)受損的耗散結(jié)構(gòu)機(jī)制43

三、農(nóng)牧交錯(cuò)帶草地生態(tài)系統(tǒng)受損機(jī)理實(shí)證45

第六章退化草地生態(tài)系統(tǒng)的演替51

一、放牧草地退化機(jī)理的初步探討51

（一）放牧草地退化階段的劃分51

（二）草原放牧演替軌跡59

（三）在放牧演替過(guò)程中，群落主要優(yōu)勢(shì)種的種間協(xié)變

(COVariation)規(guī)律62

（四）草原退化演替中物種多樣性變化規(guī)律研究69

(五)草原退化演替中土壤種子庫(kù)的變化規(guī)律72

(六)草原退化演替各階段地上地下生物量及其結(jié)構(gòu)的比較74

（七）退化草地枯枝落葉的積累及分解76

(八)退化草原土壤理化性狀的模糊評(píng)判及其與植被之間的

關(guān)系78

二、墾殖（clearing）對(duì)交錯(cuò)帶草原生態(tài)系統(tǒng)的影響80

（一）墾殖與自然氣候變化的關(guān)系82

(二)農(nóng)牧交錯(cuò)帶農(nóng)田土壤沙漠化過(guò)程及灰色馬爾科夫(GM)

預(yù)測(cè)82

(三)墾殖對(duì)農(nóng)牧交錯(cuò)帶草地生物多樣性的影響86

三、土壤風(fēng)蝕規(guī)律及其與植被覆蓋度之間的關(guān)系90

(一)土壤風(fēng)蝕規(guī)律的研究90

(二)植被覆蓋度與土壤風(fēng)蝕關(guān)系的研究92

第七章受損草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建95

一、退化草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)96

(一)圍欄禁牧與退化草地植被的進(jìn)展演替96

(二)退化草地恢復(fù)改良措施的比較105

(三)退化草地施肥的效果110

二、撂荒地植被演替111

(一)撂荒地植被演替的階段劃分112

(二)撂荒地植被演替中物種多樣性變化規(guī)律114

(三)撂荒地演替過(guò)程中土壤理化性狀變化規(guī)律116

三、人工草地的建立117

(一) 優(yōu)良牧草及飼料作物品種篩選118

(二)人工草地建植方式研究120

第八章鹽堿化草地的類(lèi)型與分布127

一、鹽堿土的地理分布127

（一）濱海地區(qū)128

（二）黃淮海平原128

（三）東北平原129

（四）河西走廊130

（五）準(zhǔn)噶爾盆地130

（六）塔里木盆地130

（七）柴達(dá)木盆地132

二、鹽堿土的類(lèi)型132

（一）鹽土133

（二）堿土134

三、中國(guó)鹽生植物的類(lèi)型和種類(lèi)135

（一）鹽生植物的定義135

（二）鹽生植物的生態(tài)類(lèi)型136

（三）鹽生植物的種類(lèi)136

四、主要鹽生植物的生物生態(tài)學(xué)特征及地理分布137

（一）蓼科（Polygonaceae）138

（二）藜科（Chenopodiaceae）138

（三）毛茛科（Ranunculaceae）140

（四）十字花科（Cruciferae）140

（五）薔薇科（Rosaceae）140

（六）豆科（Fabaceae）141

（七）蒺藜科（Zygophyllaceae）141

（八）檉柳科（Tamaricaceae）141

（九）菊科（Compositae）142

（十）禾本科（Gramineae）142

（十一）莎草科（Cyperaceae）144

（十二）百合科（Liliaceae）144

第九章鹽堿化草地的形成機(jī)理145

一、鹽堿土的主要特征145

二、土壤中鹽分的來(lái)源和遷移146

三、鹽堿土的形成條件148

（一）草地鹽堿化的自然條件148

（二）草地土壤鹽堿化的人為因素150

（三）草地鹽堿土的形成過(guò)程151

四、鹽類(lèi)對(duì)植物毒害的原因153

（一）鹽類(lèi)對(duì)植物毒害的原因153

（二）主要陰、陽(yáng)離子對(duì)植物的毒害作用154

五、堿斑的形成及擴(kuò)展機(jī)制155

（一）基本概念155

（二）松嫩草原堿斑的形成分析156

（三）堿斑的擴(kuò)展分析157

（四）研究結(jié)論157

第十章鹽堿化草地植被的恢復(fù)重建159

一、鹽堿草地恢復(fù)與重建基本理論159

二、鹽堿化草地的恢復(fù)重建途徑162

（一）圍欄封育162

（二）施肥167

（三）灌溉170

（四）松土171

（五）生物措施174

（六）施枯草177

（七）鋪沙182

（八）施石膏183

第十一章草地荒漠化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)185

一、荒漠化概念185

（一）荒漠化概念的提出185

（二）荒漠化與沙漠化概念的甄別186

二、國(guó)外荒漠化研究進(jìn)展189

（一）世界土地荒漠化狀況189

（二）國(guó)外荒漠化研究現(xiàn)狀190

（三）荒漠化研究發(fā)展趨勢(shì)194

三、中國(guó)的荒漠化研究進(jìn)展195

（一）國(guó)內(nèi)荒漠化研究現(xiàn)狀195

（二）國(guó)內(nèi)荒漠化研究展望197

第十二章溫帶草地沙漠化現(xiàn)狀及成因分析199

一、概況199

二、中國(guó)溫帶草地沙漠化現(xiàn)狀200

（一）草地沙漠化面積不斷擴(kuò)大201

（二）草地沙漠化造成生物生產(chǎn)力嚴(yán)重下降203

（三）草地沙漠化的危害程度逐年增加203

（四）草地沙漠化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能紊亂204

三、中國(guó)草地沙漠化的成因探討205

（一）草地沙漠化的自然因素分析205

（二）草地荒漠化的人為因素209

四、草地荒漠化的發(fā)生機(jī)理213

（一）草地沙漠化過(guò)程中的反饋關(guān)系213

（二）沙漠化的非平衡過(guò)程214

（三）沙漠化與系統(tǒng)復(fù)雜性的關(guān)系214

第十三章溫帶草原沙漠化過(guò)程中土壤理化性狀變化研究215

一、研究地區(qū)的自然概況216

二、研究方法217

三、草地沙漠化過(guò)程中土壤結(jié)構(gòu)變化分析218

（一）草地沙漠化過(guò)程中土壤表層物理特性變化規(guī)律220

（二）沙化草地土壤化學(xué)特性分析222

四、研究結(jié)果與討論223

第十四章草地沙漠化過(guò)程中植被的變化規(guī)律225

一、概論225

二、研究方法226

（一）演替研究方法226

（二）土壤種子庫(kù)研究方法226

（三）物種多樣性計(jì)算方法227

三、草地沙漠化過(guò)程中的群落演替227

（一）群落演替的驅(qū)動(dòng)力228

（二）群落的演替軌跡228

（三）草地沙漠化過(guò)程中土壤種子庫(kù)的變化規(guī)律232

（四）草地沙漠化過(guò)程中物種多樣性變化234

（五）植物對(duì)沙漠化的適應(yīng)機(jī)理及沙生植物特點(diǎn)235

四、基本結(jié)論237

第十五章沙化草地的恢復(fù)與重建途徑239

一、沙漠化治理的國(guó)內(nèi)外概況239

二、自然概況和研究方法241

（一）研究地區(qū)的自然概況241

（二）沙化草地自然恢復(fù)研究方法241

（三）沙化草地的人工恢復(fù)研究方法242

三、沙化草地的恢復(fù)242

（一）沙化草地的自然恢復(fù)242

（二）沙漠化草地的人工恢復(fù)247

四、研究結(jié)論與展望249

主要參考文獻(xiàn)251 2100433B

本書(shū)是草業(yè)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)叢書(shū)中的一本。本書(shū)是以作者從事草地恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究和實(shí)踐的成果為基本素材撰寫(xiě)而成的。全書(shū)緊緊圍繞草地退化、鹽堿化和沙化這一生產(chǎn)實(shí)踐中令人擔(dān)優(yōu)的“三化”問(wèn)題，首次較全面地闡述了草地植被恢復(fù)與重建的理論框架、基本原理和技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題，提示了退化草地生態(tài)系統(tǒng)的成因和過(guò)程機(jī)制，在分析草地植被恢復(fù)的限制因子基礎(chǔ)上提出了進(jìn)行恢復(fù)重建的關(guān)鍵技術(shù)，并論述了草地生態(tài)恢復(fù)的方法、步驟及評(píng)價(jià)體系。本書(shū)可供從事草業(yè)科學(xué)、生態(tài)學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)、畜牧學(xué)、水土保持學(xué)、自然地理學(xué)和環(huán)境科學(xué)的高等院校師生、研究生及管理人員也可作為政策有關(guān)部門(mén)進(jìn)行草地建設(shè)管理和生態(tài)環(huán)境工程設(shè)計(jì)時(shí)的參考書(shū)。

本書(shū)共分10章，前七章主要對(duì)達(dá)烏里胡枝子的生物學(xué)特性進(jìn)行闡述，第八章是達(dá)烏里胡枝子人工種植和生產(chǎn)價(jià)值，最后兩張參考相關(guān)學(xué)者的研究對(duì)達(dá)烏里胡枝子在退化草地植被恢復(fù)中作用進(jìn)行整理闡述。

草地退化是當(dāng)今世界十分關(guān)注的問(wèn)題，我國(guó)的草地退化情況亦很?chē)?yán)重。黃土高原是我國(guó)水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域之一，也是我國(guó)草地退化最嚴(yán)重的地區(qū)之一。由于歷史上長(zhǎng)期毀草開(kāi)荒和過(guò)度放牧，草地植被退化，裸地面積明顯增加，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡化，生產(chǎn)力低下，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)匚镔|(zhì)文明和生態(tài)文明發(fā)展。但是退化草地恢復(fù)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅涉及草地學(xué)、農(nóng)學(xué)、牧草栽培學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)等實(shí)用技術(shù)，而且要求具有強(qiáng)大的科學(xué)理論作指導(dǎo)，如恢復(fù)生態(tài)學(xué)、草地資源學(xué)和草業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)理論。退化草地恢復(fù)的首要條件是排除施加給草地的超負(fù)荷壓力，使之降低到草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)功能的閾限范圍內(nèi)，同時(shí)利用人為措施加快現(xiàn)有天然植被的恢復(fù)，但是種質(zhì)資源的缺乏和適應(yīng)性制約著人工植被建設(shè)，而達(dá)烏里胡枝子(Lespedezadavurica)正是黃土高原本土優(yōu)良植物，在恢復(fù)黃土高原天然草地植被，提高其產(chǎn)量和質(zhì)量，增加載畜量，并為改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，控制水土流失，促進(jìn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)方面發(fā)揮重要作用。

趙祥，男，中共黨員，1970年10月生，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，山西省寧武縣人。社會(huì)兼職：2013-2017年教育部草學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、中國(guó)草學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，中國(guó)草學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)理事，中國(guó)草學(xué)會(huì)草地生態(tài)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)理事，中國(guó)草學(xué)會(huì)教育委員會(huì)理事，中國(guó)畜牧業(yè)協(xié)會(huì)草業(yè)分會(huì)理事，山西草業(yè)協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)，山西飼料工業(yè)協(xié)會(huì)理事；研究方向：草地生態(tài)與資源、牧草種質(zhì)資源。科研情況：育成“晉農(nóng)1號(hào)”達(dá)烏里胡枝子新品種，先后主持各類(lèi)項(xiàng)目6項(xiàng)，參加項(xiàng)目8項(xiàng)，結(jié)題并鑒定3項(xiàng)，獲得山西省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。發(fā)表論文50余篇，出版專(zhuān)著1部，編著著作5部，參編教材1部，制訂山西省地方標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)。