《三江源區高寒草甸放牧侵蝕及其風險評價研究》是依託蘭州大學，由林慧龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三江源區高寒草甸放牧侵蝕及其風險評價研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：林慧龍
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
三江源區是我國生態系統最脆弱的地區和高寒草甸放牧侵蝕最嚴重的地區。在全球變暖的背景下,過度放牧導致高寒草甸大面積退化,黑土灘不斷擴展, 已成為我國最強烈的水土流失區,侵蝕導致高寒草甸土壤有機碳大量流失,已嚴重威脅源區的生態安全和畜牧業可持續發展。從綜合生態系統管理的角度出發,以小流域為研究單元,利用4個綜合聯動試驗,針對不同專題因子和不同時期的試驗數據進行對比、綜合與集成研究,利用生態學、草地學、畜牧學、土壤學和數學模型等學科交叉優勢,研究高寒草甸對於放牧侵蝕的回響方式、途徑與機制,結合放牧侵蝕關鍵過程的機制探索,構建與驗證高寒草甸放牧侵蝕預測模型;探索放牧侵蝕引起的土壤有機碳遷移流失規律及其環境效應;提出減少土壤有機碳流失和抑制放牧侵蝕的放牧調控的理論和對策。通過上述研究將提出高寒草甸放牧侵蝕風險評價體系,它將為兼顧水土保持和低排放放牧管理措施的制定提供科學依據,具有較高的套用前景。
結題摘要
三江源區是我國生態系統最脆弱的地區和高寒草甸放牧侵蝕最嚴重的地區。在全球變暖的背景下,過度放牧導致高寒草甸大面積退化,已成為我國最強烈的水土流失區。對於高寒草甸退化,現有的研究均籠統地歸因於超載放牧和鼠類活動的破壞,但大量的試驗研究證明,單一的禁牧封育無法完全恢復源區“黑土灘”退化草地,這反映了人們對草地退化的本質理解不夠深入,是造成退化高寒草甸的治理收效甚微的原因之一。在小流域研究單元綜合聯動試驗,以及源區樣線調查基礎上，系統分析了由放牧導致的土壤侵蝕的植被、地表和土壤特徵，形成了高寒草甸放牧侵蝕機理的初步認識：豆科植物是高寒草地生態系統的“鉚釘”種，草地退化的最初表征是豆科植物功能群的喪失，亦是放牧侵蝕發生的植被學特徵。過度放牧導致高寒草甸系統退化診斷層草氈層“禿斑”大量出現,也為鼠類的入侵創造了條件,“禿斑”逐漸擴大、連通,禿斑連通的過程伴隨著臨界閾現象的發生, 連通閾值為 54. 5%。放牧地禿斑的“熱島效應”表現為土壤有機碳流失和水分蒸散，土壤結構破壞, 土壤粒徑分形維數2.81是土壤侵蝕發生的閾值。因此，在青藏高原退化草地治理中適當補播鄉土種豆科牧草，以保護土壤結構為出發點，通過緩解熱島現象，同時摒除外力干擾以恢復生境，是從退化機理上治理退化草地的有力保證，將是青藏高原退化草地治理的新思路。逐步建立了一系列以侵蝕成因、物理過程為基礎的放牧侵蝕模型，包括：1、禿斑與非禿斑界面侵蝕發生的時、空動態模型；2、NPP分類指數模型；3、最佳化改進的灰色等維—馬爾科夫殘差預測高寒草地載畜量模型；4、小流域尺度放牧地土壤侵蝕回歸模型和適用於三江源區的自定義土壤侵蝕模型：模擬退火-Cubist模型。通過綜合集成，形成了如下放牧侵蝕評價系統：1、基於草地綜合順序分類系統的草地 NPP 分類指數模型套用系統；2、草地生態風險評價指標體系；3、高寒草甸放牧侵蝕風險評價系統。估算的三江源區土壤平均侵蝕模數（2001-2014年）為6599 t*km-2*a-1，呈現出由東南向西北逐步升高的土壤侵蝕空間格局。採用市場價值法估算出源區由土壤侵蝕所造成的有機碳流失的經濟損失達299億。結合放牧侵蝕機理揭示、放牧侵蝕模型模擬以及放牧侵蝕評價系統的綜合集成，提出了恢復退化草地、抑制放牧侵蝕的新理論，形成了源區高寒草地土壤侵蝕防治管理優先權的對策。
