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治污专家

黄土高原披上绿装

2017年09月04日作者:来源:环保部

  大风起兮沙飞扬,电影《黄土地》中的场景让人印象深刻,而人们也理所当然地认为黄土高原就是这样的。但经过科学家40年的“雕饰”,如今的黄土高原披上了绿装。

   

  上世纪70年代退化草地

  从上世纪70年代末,他及其团队历经40年连续定位试验与阶段性专题系统研究,形成具有鲜明特色的退化草地恢复利用两大理论与三大关键技术体系。

  值得一提的是,他用40年的坚守回答了国家退耕还林还草与封山禁牧工程实施以来出现的黄土高原林草地建设如何分区、退化草地如何恢复、恢复草地如何利用等关键理论与技术难题。

  截至目前,相关研究成果在宁夏、陕西、甘肃、山西和内蒙古等省(区)示范推广面积达150万公顷,规模化放牧与舍饲结合养殖技术应用推广已达到23万户,新增经济效益50.6亿元。

   

  草地自然恢复景观

   

  退化草地自然调控恢复试验区

  这位科学家就是西北农林科技大学水土保持研究所教授程积民。在他看来,黄土高原的发展充分体现了习近平总书记提出的“我们既要绿水青山,也要金山银山。宁要绿水青山,不要金山银山,而且绿水青山就是金山银山”的生态保护与经济发展理念。

  提出植被调控建设区域方案

  当前,植被退化已经是全球性问题,世界上43%的陆地生态系统已发生植被退化。我国拥有各类草地约60亿亩,占国土面积42%,退化和功能失调问题日益突出,尤其是干旱缺水和水土流失等环境问题是制约植被恢复与可持续发展的主要因素。

  众所周知,黄土高原是中华民族重要发祥地,但经人类长期的掠夺式利用,已成为我国生态环境最为脆弱、经济发展滞后的主要区域之一。

  程积民表示,鉴于黄土高原独特的地貌类型和气候多变形成的脆弱生态环境,植被恢复既不能照搬他地经验,更不能违背自然规律,使草地恢复建设一直未有突破性进展。

  为此,程积民团队以退化草地如何恢复、恢复草地如何利用为目标,综合考虑气候环境与植被分布地带性规律,基于植被自然恢复及少量人工干预的恢复途径,从植物个体—种群—群落—生态系统—区域景观不同层次,将草地保护和恢复与坡面水分调控及生产力稳定提高,草地资源合理利用与生境保护融为一体进行综合、系统、创新性研究。

  首先要研究确定黄土高原植被调控建设的区域方案。在20世纪70年代末黄土高原7省区230余县64万公顷大规模植被资源综合考察的基础上,程积民等专家最先提出黄土高原植被分区建设调控方案。

  具体方案分为黄土高原中南部、中部和稍偏北部以及北部。如在黄土高原中南部,降水量500毫米以上的森林草原地带,占总面积的11.5%,以发展人工乔木林为主,建立类似于天然植被的林草混交类型、乔灌草复层混交林结构模式,形成沟谷以乔灌混交为主,梁峁坡以灌草立体配置为主的结构模式。

  而在黄土高原中部和稍偏北部降水量300~500毫米的大面积典型草原地带,占总面积的59.5%,是该区治理的重点区域,退化草地以自然恢复为主,形成灌草配置结构模式,在沟谷和台、塬、川道水分条件较好的微地域适度发展经济林果,配置稀疏乔灌草结构模式。

  此外,在黄土高原北部降水量300毫米以下的荒漠草原地带,占总面积的29.0%,建造以耐旱沙生植物为主的灌草结构模式和防风固沙林体系。提出的黄土高原6个一级区、19个二级区的植被调控建设方案,在7省区110个县的生态环境建设与农牧业规划中得到广泛应用。

  “经陕西、宁夏、甘肃和内蒙古等地30多年的生产实践验证,获得了较大生态、经济和社会效益。”程积民告诉《中国科学报》记者。

  在区域规划明确重点的基础上,20世纪80年代初,程积民等专家率先在黄土高原宁夏固原云雾山建立了以本氏针茅为优势群落的典型草原自然保护区,就是如今的云雾山国家级草原自然保护区。

   

  考察甘青针茅群落

  植被原覆盖度30%的上与下

  接下来,就是根据黄土高原半干旱地区退化草地不同覆盖度创建植被恢复和重建理论原理,程积民以草地植被原覆盖度30%为指标进行研究。

  “对草地植被原覆盖度30%以上采用自然修复技术,严格控制以放牧为主的一切人为的地面活动,让原有地面天然植被自然休养生息、繁殖更新、自我调控。”程积民说。

  程积民团队研究发现,草地自然修复时序演替过程分为五个阶段,当自然修复达到26年以上,本氏针茅生长与繁殖更新受草地枯草层的抑制,数量急剧下降,大针茅种群数量巨增,占群落总数的35.5%,具有替代本氏针茅的趋势。

  与此同时,封禁草地随着水分条件的改善,物种组成以禾本科和菊科为主,陆续出现大量灌木种群及灭绝多年的野生动物和鸟类。

  在程积民看来,草地自然修复可显著提高土壤细菌群落多样性和丰富度,土壤细菌多样性随封禁时间呈驼峰型曲线,最高峰出现在封禁的第15年,而长期封禁恢复草地对土壤真核生物多样性和丰富度有不利影响。


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