退化沙地微生物-土壤-结皮-植物协同修复关键技术体系
发布时间:2023-11-28 15:42 来源:内蒙古自治区科学技术厅
完成人:王晓江,赵学勇,张雷,王少昆,洪光宇,李卓凡,高孝威,海龙,李梓豪,李生俊,包哈森高娃,胡尔查,赵秀娟,赵丽,李爱平
完成单位:内蒙古自治区林业科学研究院,中国科学院西北生态环境资源研究院,通辽市林业和草原科学研究所,内蒙古科技大学
针对沙地水资源承载、沙丘活化、地力低、植被结构单 一、功能衰减等生态问题,研发了土壤功能微生物恢复、地力保育、生物结皮快速发育、衰退林分质量提升以及多物种、多途径的造林技术模式并集成示范,实现了退化沙地生态系统高效恢复和功能提升。项目成果为沙地生态系统修复和人工林高质量建植提供了技术支持,也为实现自治区“一线一区两带”林草生态保护修复和生态文明建设提供了科学依据。
项目确立了沙漠化差值指数为沙地退化的诊断指标,从生产、生活和生态“三水”系统构建了沙地以水定绿系统动力学模型。确定了沙地优势灌木的水资源承载力,解决了沙地主栽树种合理密度的难题。
通过改良培养基碳源氮源底物,优化培养条件,利用沙地原位土壤筛选和培育出高效纤维素分解菌、固氮菌和藻类等功能微生物。研发出微生物有机混合物和生物质土壤改良剂,促使功能微生物菌群恢复,诱导生物结皮快速发育,提高土壤养分,使风沙土具有“保水、保肥”能力,促进固沙植物萌生,形成近自然植被,实现微生物-土壤-结皮-植物协同修复。优选出林木良种-刺榆和家榆。首次以蒙古莸等4 种灌木为材料建植活沙障。构建风蚀创面“补丁式”修复植被配置模式,有效促进植被自然恢复,大幅降低了工程治理成本,提高了植被稳定性。
发明了杨柴灌木林切根更新复壮技术,功效提高30%以上,实现快速更新复壮;基于合理密度,采取空隙、裸斑处补植,多树种异龄混交,草本自然恢复的低配置技术;构建生态隔离林带等预防有害生物组合技术。
将上述研发的技术进行“分类施策”组装配套,构建了微生物-土壤-结皮-植物多要素功能协同的退化沙地快速修复技术体系。授权发明专利6件;登记软件著作权7件;论文100余篇,其中SCI收录29篇;地方标准等7项。在9个旗县区推广75万余亩,间接效益2.27亿元。促进了沙地恢复生态学理论与实践及技术进步,综合效益显著。