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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阐明了半干旱沙区退化生态系统恢复的关键机理
通过长期定位研究和监测，阐明了土壤种子库、残存的斑块状植被和灌丛在植被恢复过程中的种源作用；半干旱沙区灌丛不仅可有效防止土壤表层的侵蚀，而且随着土壤有机物质在灌丛下的逐渐积累，有利于土壤持水性能等特性进一步得到改善及一年生和多年生草本植物的定居与发育，促进沙地植被的恢复与重建。在此基础上，通过对沙区优势植物功能性状分异特征的研究，揭示了植物功能多样性调节群落生产力形成的重要机制。发现固沙植被恢复过程中植物功能性状对环境变化表现协同响应，土壤养分是功能性状趋同的主要驱动因素，群落内部植物功能多样性显著调节土壤变化对群落生产力的作用 。同时，确定了沙化土地恢复过程中土壤生物群落组成和多样性的演变规律，揭示了植被特征和土壤理化性质调控土壤生物群落的关键机制。发现沙化土地恢复过程中土壤微生物数量和多样性显著增加，严重沙漠化阶段土壤真菌群落组成与其他生境分异明显；固沙灌丛会对土壤中大型节肢动物群落分布产生明显聚集效应，即“虫岛”。该研究为深入认识沙化土地土壤功能的恢复过程和驱动机理提供了生物学理论依据，完善了防沙治沙恢复生态学的理论体系。
土壤有机碳积累和固定是土壤功能及生态系统服务的重要基础。荒漠化土地恢复过程中土壤碳截获能力是评价土壤恢复的重要指标。通过大范围（12．04×104km2）的野外调查，明确了科尔沁沙地区域碳密度空间分布特征，核算了 0—100 cm 深土壤有机碳储量（图 3）。在此基础上，以保护良好的疏林草地为参比，评价了北方农牧交错区主要生态治理措施的土壤有机碳截存能力和机制。发现严重沙化土地经过禁牧围封、营造乔灌木林均能显著固定大气中的 CO2；其中，禁牧围封措施的土壤固碳功能最强 ，而土壤轻组有机碳和细颗粒有机碳的增加是土壤有机碳固存的主要途径。该项研究为评价区域土壤有机碳动态对未来气候变化和人类活动的响应提供了新的参比基准，为准确评价半干旱区植被重建措施的生态效应提供了参考依据。
图 3 科尔沁沙地 0 — 100 cm 土壤有机碳密度的空间分布图