沙漠化治理推动北方农牧交错区生态恢复和可持续发展
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明确了土地沙漠化驱动机制及其生物学过程特征，为沙漠化土地综合整治提供理论依据
在半干旱地带沙区，不合理的人类活动是诱发土地沙漠化的重要因素。通过长期定位控制试验，发现半干旱沙区 50．5％ 的沙漠化土地是由草地过度放牧引起的。对于沙质草地，当牧草采食率持续高于 55％ 以上时，草地开始出现退化，当牧草采食率持续高于 70％ 时，草地迅速退化和沙化（图 2）。在此基础上，确定了半干旱地区沙质草地合理牧压阈值范围为 0．8—1．2 标准羊单位／公顷，为该区域天然草地放牧管理和决策提供了理论支持。同时，研究表明沙质草地的开垦对土壤生态系统产生极大的负面效应，导致土壤物理、化学环境的明显恶化，而开垦造成表层土壤粗粒化是导致半干旱沙区土地荒漠化的关键过程 。
图 2 牧压梯度实验（研究放牧压力对半干旱草地的影响，确定合理牧压梯度）（ a ）过度放牧；（ b ）季节性放牧
土壤风蚀是干旱、半干旱地区土壤退化的主要驱动因素。基于长期的定位观测，发现半干旱地区农牧交错区大部分土壤中的易风蚀颗粒（0．05—0．5 mm）比例含量很高（50％—80％），土壤的物理稳定性指数低于 5％，极易发生风蚀，这从理论上阐明了不合理利用下该区域土地沙漠化迅速发生的内因。而沙漠化过程中，土壤黏粉粒和极细沙等细颗粒组分被选择性地移出系统，导致粗粒化。同时，细粒物质的损失直接导致了土壤碳和养分的衰减，奈曼站据此建立了半干旱地区沙区土壤有机碳和全氮因土壤黏粉粒吹蚀而衰减的定量模型，为预测沙漠化过程中沙区土壤肥力变化提供理论依据。
沙漠化不仅造成严重的土壤退化，而且直接导致植被结构和功能破坏。通过研究沙漠化过程中沙区植被在群落、种群、个体、生理等各个层面的响应，发现沙漠化在群落层面上主要表现为物种丰富度、多度以及生产力的下降，在种群层面表现为群落优势种群的更替，在个体层面上表现为植物体内物质和能量分配格局的改变，在生理层面上表现为细胞内物质含量和生理代谢过程的变化。相关研究为科学认知固沙乔灌木维持固沙植被群落稳定的重要功能提供理论支持。沙漠化对植物最直接的影响方式是沙埋和风沙流。沙埋程度和风沙流强度对植物的存活和生长影响较大，但是沙区乡土植物可以通过提高体内抗氧化酶活力、渗透调节物质及净光合速率等来适应沙埋和风沙流。综合沙漠化过程中植物种群、个体、生理特征的表现，将植物对沙漠化的响应分为敏感型、积极忍耐型、迟钝型 3 种类型，为风沙区重大生态工程建设的植物种类选择提供理论依据。