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基于生态系统服务功能提升的干旱区林草生态修复策略研究
摘要:本研究重点着眼于干旱区林草生态领域。通过对干旱区林草生态系统服务功能现状进行细致梳理,如水源涵养、土壤保持及生物多样性维护等方面,深入挖掘生态退化问题及其背后自然与人为因素。创新性地探索基于生态系统服务功能提升的林草生态修复策略,力求为干旱区生态保护与可持续发展注入新动力,提供切实可行的理论依据与实践指导。
关键词:干旱区;林草生态;生态系统服务功能;修复策略
引言
干旱区林草生态宛如地球生态系统的重要 “屏障”,在维持区域生态平衡中扮演关键角色。然而,当下干旱区林草生态系统服务功能持续衰退,严重威胁区域生态安全与经济社会发展。水源涵养能力下降、水土流失加剧、生物多样性受损等问题频发。
一、干旱区林草生态系统服务功能现状剖析
1.1 水源涵养功能评估
干旱区林草植被对降水的截留、下渗及储存起到关键作用。通过林冠层、枯枝落叶层和土壤层的协同运作,减少地表径流,增加土壤含水量,为区域水资源的稳定供给提供保障。但随着林草生态退化,部分地区植被覆盖度降低,林冠截留降水能力减弱,枯枝落叶层减少导致对土壤水分蒸发的抑制作用降低,水源涵养功能显著下降。研究表明,一些干旱区由于林草生态破坏,年径流量波动加剧,地下水补给量减少,严重影响区域水资源调配与利用。
1.2 土壤保持功能分析
林草根系如同 “生态铆钉”,紧紧固着土壤,防止其被风力、水力侵蚀。林草植被的存在增加了土壤有机质含量,改善土壤结构,提升土壤抗侵蚀能力。但近年来,在干旱区不合理的土地利用方式及气候变化影响下,林草植被稀疏,土壤裸露面积增大,风蚀、水蚀现象频发。例如,部分区域因过度放牧导致植被退化,土壤风蚀模数大幅增加,土壤肥力下降,严重影响农业生产与生态环境质量。
1.3 生物多样性维护功能洞察
不同类型的林草植被形成了多样化的生态位,支撑着丰富的物种生存与繁衍。从耐旱植物到适应特殊环境的动物,构成了复杂的生态链。然而,由于生态破坏,栖息地破碎化严重,许多物种的生存空间被压缩,部分物种数量急剧减少甚至濒临灭绝。如一些珍稀的荒漠植物因林草生态退化,分布范围不断缩小,生物多样性受到极大挑战。
二、干旱区林草生态退化问题及影响因素
2.1 林草植被退化表现
干旱区林草植被退化现象明显,主要表现为植被覆盖度降低,优质牧草数量减少,灌木林衰败等。在一些草原地区,原本茂密的草丛变得稀疏,杂草比例增加;林区树木生长缓慢,病虫害频发,部分树木枯死。植被群落结构趋于简单化,生态系统的稳定性和自我修复能力大幅下降。例如,在我国西北某干旱草原区域,过去十年间植被覆盖度从 60% 降至 35%,优质牧草产量减少超 40%,原本占主导的针茅属植物被耐牧性差的杂草替代,草原生态系统食物链基础遭到破坏,以草食动物为食的食肉动物数量也随之减少,生态平衡被打破。
2.2 自然因素对林草生态的影响
干旱区降水稀少且时空分布不均,长期干旱胁迫导致林草生长受限。同时,频繁的沙尘暴等极端气候事件,对林草植被造成物理损伤,影响其光合作用和生长发育。此外,土壤质地差、肥力低等自然条件,也制约了林草植被的更新与恢复。例如,在一些沙漠边缘地区,土壤沙化严重,不利于植物扎根生长,林草植被难以自然恢复。在中亚部分干旱沙漠边缘,年降水量不足 100 毫米,且多集中在少数月份,植被生长季内常面临严重缺水。频繁的沙尘暴携带大量沙尘颗粒,覆盖在植物叶片表面,堵塞气孔,降低光合作用效率,严重时可导致幼苗死亡,阻碍植被更新。
2.3 人为因素引发的林草生态危机
过度放牧是导致干旱区林草生态退化的重要人为因素之一,牲畜过度啃食使植被难以恢复。不合理的开垦活动破坏了原有林草植被,造成大面积土地裸露。水资源过度开发导致地下水位下降,林草植被因缺水而枯萎。此外,工业污染排放、工程建设等也对林草生态系统造成不同程度的破坏。在蒙古国部分干旱草原,由于长期过度放牧,每公顷载畜量远超合理水平,草原植被被过度啃食,地表植被覆盖率降低,土壤失去植被保护,水土流失加剧。在我国西部某干旱区,因大规模露天煤矿开采,不仅直接破坏了大量林草植被,开采过程中产生的废渣堆积还占用土地,其含有的重金属等污染物随雨水冲刷渗入土壤,导致周边土壤污染,影响林草植被正常生长。
三、基于生态系统服务功能提升的林草生态修复策略
3.1 科学规划林草布局策略
依据干旱区不同区域的自然地理条件、生态功能需求,科学划定林草种植区域。在水源涵养重要区,增加乔木、灌木种植比例,构建多层次植被结构;在风沙防护区,合理配置防风固沙林带与草地。通过地理信息系统等技术,综合分析土地利用现状、土壤类型、水资源分布等因素,制定精准的林草布局规划,提高生态系统服务功能的协同性与有效性。例如在我国新疆某干旱河谷地带,结合地形地貌与水流走向,利用 GIS 技术规划出不同植被带,在河谷上游水源地周边,以云杉等乔木为主构建水源涵养林,下游两侧种植沙棘等灌木与耐旱草本植物,有效提升了水源涵养与水土保持能力。
3.2 创新林草植被恢复技术策略
研发适合干旱区的植被恢复技术,如耐旱植物品种选育、节水灌溉技术应用、土壤改良技术推广等。利用基因编辑技术培育抗旱、抗盐碱能力更强的林草品种,提高植被在恶劣环境下的成活率。推广滴灌、微喷灌等节水灌溉方式,降低水资源浪费。采用生物炭改良土壤等技术,提升土壤肥力,为林草植被生长创造良好条件。在内蒙古干旱沙地,科研团队通过基因技术培育出的新型沙生植物,成活率相比传统品种提高了 30%,配合滴灌技术,大幅减少了水资源消耗,成功促进沙地植被恢复。
3.3 完善生态保护管理机制策略
建立健全干旱区林草生态保护法律法规,加大执法力度,严厉打击破坏林草植被的违法行为。完善生态补偿机制,对在林草生态保护中做出贡献的地区和个人给予经济补偿。加强生态监测网络建设,实时掌握林草生态系统动态变化,为科学管理提供数据支撑。通过多方协作,形成政府、企业、社会共同参与的生态保护管理格局。在甘肃某干旱区,当地政府出台严格法规禁止非法放牧与乱砍滥伐,设立生态补偿专项资金激励牧民参与生态保护,借助卫星遥感与地面监测站构建生态监测网络,实现对林草生态系统全方位监管,生态环境得到有效改善。同时,当地政府积极与企业合作,推动生态旅游、沙产业等绿色产业发展,让当地居民从生态保护中获得经济收益,提高参与生态保护的积极性。在生态监测方面,运用大数据分析技术对海量监测数据进行挖掘,精准预测林草生态系统变化趋势,提前制定应对措施。
四、结论
通过科学规划林草布局、创新植被恢复技术以及完善生态保护管理机制等策略,有望提升干旱区林草生态系统服务功能,实现生态保护与可持续发展。未来需进一步加强跨学科研究,深化对干旱区林草生态系统的认识,持续优化修复策略,以应对不断变化的生态挑战,为干旱区生态环境改善奠定坚实基础。
参考文献:
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