第8章_荒漠土地恢复与重建

链接：密码：gjwp非常重要！目录•第一节我国荒漠土地的现状•第二节沙化土地恢复与重建的生态工程•第三节退化草地恢复与重建的生态工程•第四节荒山恢复与重建的生态工程•第五节工矿废弃地恢复与重建的生态工程设计•第六节案例分析第一节我国荒漠土地的现状•定义：荒芜土地是指覆被稀少的土地。•表现为：水土流失、沙漠化、盐渍化等日益加重，植被退化、土壤退化严重，湿地面积萎缩，生物多样性日趋下降。•根据全国第二次遥感调查，2004年我国水土流失面积高达356万KM2，占国土面积的37.1%。其中水力侵蚀面积165万HM2，风力侵蚀面积191万HM2。（例）晋陕蒙土地退化类型分布1.1水土流失•新中国成立初期，全国水土流失面积为150万KM2，目前已发展到3.6×106KM2，每年流失表土50亿T。•在自然力的作用下形成1CM厚的土壤层，一般需要300～400年的时间，而有的地区每年冲走厚约1CM的表土。1.2土地沙化•沙漠化：是指非沙漠地区出现的以风沙活动、沙丘起伏为主要标志的类似沙漠景观的环境退化过程。•原因：过度利用，植被破坏•截至2004年底，我国荒漠化土地为263.62万KM2，占国土面积的27.46%，其中沙化土地面积为173.97万KM2，占国土面积的18.12%。•土地沙化1.3土壤盐渍化•全国耕地中盐碱化面积由20世纪60年代初的4.75万KM2扩大到21世纪初的9.3万KM2，增加了50%。•由于局部地区忽视疏竣排水沟和排水设施的维护，致使次生盐碱化面积增加。•发生区域：东北松嫩草原、内蒙古西部、新疆、甘肃、青海等干旱荒漠区、绿洲边缘和大水漫灌改良草地。•产生原理：土壤盐渍化（soilsalinization）是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程。1.4草场退化•我国的天然草地、人工草地共400万KM2，居世界第二位。•人为因素：毁草开荒、超载滥牧、重用轻养；•自然因素：鼠虫害、降水减少等。我国的草地资源破坏严重，牧草产量不稳，草场出现沙化、碱化现象。1.5土地退化，耕地锐减•土地退化是当前最受关注的全球环境变化问题之一，全球土地退化面积已从1984年的3.475×109HM2增加到目前的16.42×109HM2。•我国的耕地面积近年缩减明显。城市建设占用耕地第二节沙化土地恢复与重建的生态工程2.1沙化土地的演替•引起沙化的人为因素具有两重性，它既然能引起沙化，也必然能扼制沙化和恢复与重建沙化的土地。•沙地演化的自然顺序是由流动沙地逐渐生长植物变成半流动沙地，再由半流动沙地到半固定沙地到固定沙地。人类活动正是从破坏固定沙地开始，经历了与自然发展顺序完全相反的过程1.稳定的榆树－山杏森林生态系统该生态系统，是温带亚湿润地区沙地自然环境与生物经过长期的演化形成的彼此相协调的稳定系统。榆树－山杏森林生态系统遭到破坏顺序：2.天然次生林包围耕地阶段•这一阶段是人类在榆树－山杏森林生态系统中滥砍滥伐树木、开荒种地，使森林生态系统的结构和功能受到破坏后形成的一种景观。•耕地呈小面积的斑块镶嵌在榆树－山杏森林生态系统中，引起微弱的风蚀，有轻度沙化的沙地出现。3.天然次生林与耕地大致相等阶段•特点：耕地呈大的斑块镶嵌在榆树—山杏森林生态系统之中，变成榆树－山杏森林群落与耕地生态系统各占其半的景观格局。•随着沙化、耕地面积的增多，风侵程度由轻度风蚀，变为中度风蚀，风剥表土。4.耕地包围林地阶段•景观演变为榆树－山杏森林生态系统呈大的斑块状镶嵌在耕地之中，耕地成为景观的基质。•在风口处，出现风蚀坑、风蚀槽、风蚀穴等风蚀地形，沙地发生重度风蚀。5.耕地上散生孤树阶段•耕地上升为沙地景观的基质，若继续无节制地破坏沙地，则沙丘上耕地连片，而榆树－山杏群落消失，榆树、山杏在景观中仅呈孤立散生状分布在耕地边缘。•风蚀现象更强，沙地己演替为半流动沙地及流动沙地，属强度风蚀的沙地。6.流动沙地•对沙地进一步破坏，沙地上的孤树基本消失，植被覆盖度降低，形成大面积的风积地形－流动沙地。2.2沙化土地利用中存在的问题•1.自然生产潜力得不到发挥–光、温等条件较好，–年降水量适宜，–沙地土壤水分有效性高，土壤的透水性好，–生产潜力较高。•2.沙地上长期存在的农林争地、农牧争地矛盾一直得不到解决–20世纪60年代初以来在“以粮为纲”思想的指导下，农民在沙地上大面积地开垦农田，–畜牧部门主张在沙地上种草，–林业部门主张在沙地造林。2.3沙化土地的生态工程设计•根据沙地本身的自然特点和对沙地资源的利用现状，设计以下几种较为理想的生态工程建设模式：沙平地低洼地沙丘沙缘地1.网格状林草田复合生态系统的设计沙平地建成网格状林草田复合生态系统。达到以林护田，以牧养农，以农促牧，农林牧相互促进各得其所的目标。2.平行式林草田复合生态系统的设计沙缘沙平地上——沙地与甸子地的生态交错带顶部沙平地上，建成网格状林草田复合生态系统；斜坡适于种草，建成林草相间分布的林草复合生态系统；3.镶嵌式林草田复合生态系统的设计多丘状沙地，孤立分散的小沙丘与丘间沙平地交错分布。采取在孤立的沙丘上植树在沙丘间沙平地上建设基本农田，在基本农田与防护林之间种植一定宽度的草带。4.在沙垅与低洼地相间分布的地段建设林草田、麻-稻-苇复合生态系统模式•效仿自然原型建立林草田复合生态系统•建立沙坝控制上游来水，沙坝下方及水田上方种植红麻；在水田下方生境更为低湿的地段，种植芦苇，减少“十年九春旱”和夏季内涝。第三节退化草地恢复与重建的生态工程3.1退化草地的现状我国拥有草地资源3.92亿HM2，国土面积的41.14％，是世界第二草原大国。西部地区草地面约占全国草地面积的80％以上.20世纪60年代以来，我国草地面积大幅度减少，草原退化明显。我国草地退化面积占总草地面积约56.5%。其中轻度退化53.8%，中度退化32.6%，重度退化13.6%。退化草地的吉林省西部的草地为以羊草为主的草甸草原，在人类活动的干扰下，形成了:羊草群落→羊草－糙隐子草群落→羊草－寸草苔群落→寸草群落→虎尾草群落→星星草群落→碱蓬群落的逆向演替系列。3.2退化草地的形成因素•退化草原的形成是区域内自然条件与人为因素共同作用的结果•1.影响退化草地形成的自然因子（1）成土母质因素（2）地形地貌因素（3）气候因素（4）水文因素2.人为因素•影响草地退化的人为因素主要是人类生产和生活活动直接或间接地造成的。•①盲目毁草开荒扩大耕地、载畜量过大、采草、挖草皮积肥、取土、雨天放牧、挖野菜等生产活动，减少植被覆盖度。•②草地超载、牲畜过度践踏，致使草地退化。•③……挖发菜3.3退化草地治理的生态工程设计•生态恢复首先要找出退化的原因，•然后，根据不同的自然条件和退化程度，因地制宜，采取不同的措施。1.自然封育•自然封育就是对严重退化的草地采用围栏（草库伦）的措施进行封闭，使其植被能够自然恢复。2.松土对大面积连片的退化草地，也可以采用松士的措施进行改良。•松土改良草地，提高牧草产量•注意问题：松土加速了土壤中枯枝落叶等有机质的分解，若这些牧草每年又都被家畜吃掉或被刈割作为冬贮草运走，土壤内的营养物质得不到归还，但长期会造成士壤贫瘠化，草地退化。•3.翻耕松土补播•草场过度放牧和长期刈割，土壤中的种子得不到补，向草地中补充必要的种子十分必要。4.以沙治碱•以沙治碱是利用盐碱地区风大沙多的特点，以设置沙障，以障积沙，以沙压碱降低PH，以利植物生长。5.人工种草•在大面积连片的盐碱斑地段，仅靠自然封育或松土等措施，恢复到原有植被需要较长的时间。•人工种草：如在盐碱地上种植耐碱牧草，建立人工草地，可加速盐碱斑块的治理，可提高经济效益和改善生态环境。第四节荒山恢复与重建的生态工程4.1荒山的基本特点和类型•荒山是荒芜山地的简称。作为土地系统的荒山指不被人类经济活动所利用的、植被覆盖度低、基本无林地保护的山地。•基本特点：结构缺损、功能低下；生态系统中的生产者部分或全部缺失，并导致生产者与消费者之间的不平衡。根据荒山生产者缺失程度划分，荒山应包括：•1.迹地：森林采伐和火烧遗留地。•2.疏林地：在多次采伐木材和采薪之后，由森林生态系统退化而成，林木郁闭度在10%～30%。•3.灌木林地：一般是由于对疏林进行不间断采薪形成的。乔木层的郁闭度小于10%，由灌木及小乔木组成的灌木层发育良好，盖度较大，应在40%以上。土层较厚，土壤与植被物质能量交换量尚大。•4.荒草地乔木层的郁闭度在10%以下、且灌木层的郁闭度小于40%，植物种类单一，生物量低，土层较薄，表层多缺失桔校落叶层。•5.轮耕荒山即不适于耕种但尚处轮耕状态的土地。该类土地目前水土流失严重，表土层很薄，完全缺失枯枝落叶层。4.2荒山形成的因素分析•温带湿润地区荒山的形成作成因：温带湿润地区荒山形成过程示意图4.3荒山恢复与重建的生态工程设计•1.华北片麻岩山区“围山转”工程的设计▪“围山转”工程是华北荒山综合治理的生态工程。▪它是在鱼鳞坑、水平沟水土保持工程的基础上，综合水平梯田和栽植果树的优点而逐步发展完善起来的。板栗围山转工程（1）“围山转”工程建设的基本条件：•①基岩条件片麻岩山地最佳，砂岩及角砾岩山地次之，石灰岩山地因条件所限，可搞石坝“围山转”工程。•②坡度条件坡度不宜过陡，一般不超过25°。•③地类条件：坡度在25°以下的宜林荒山均可搞“围山转”工程。（2）工程设计：工程设计是“围山转”工程的基础工作，对不同立地条件的部位，采取不同的工程措施。•①穴状整地一般在山的顶部或25°以上的坡地实施。株行距2M×3M，“品”字形配置，规格为1.2M×0.5M×0.3M。•②“围山转”整地整地是主要工程措施，一般行距4M，沟深1M，表土回填后床宽1.5～2.0M。•③谷坊坝主要设置在各了沟谷部位，就地取材，砌成梯形的截水坝。一般坝高1.0～2.0M，底宽2.0-3.0M，上宽0.5～1.0M，谷坊坝的间距要根据沟的坡降比而定，一般要求下一座坝顶的高度稍高于上一座坝底的高度。•④生物措施设计造林是“围山转”工程设计的主体，要在林学、林业经济学和系统工程科学理论指导下，突出植被建设的主导地位，农林牧科学配置、做到山上山下，地上地下多级利用，相互促进，各得其所，稳定发展。•首先，山顶应当松槐戴帽。根据适地适树的原则，选择适生树种，一般以油松、刺槐、侧柏为主。•其次，山腹山脚果树缠腰。干鲜果树搭配，果油药烟等间作，寿命长效益相对慢的主栽树种（板栗）栽植在床高中下位，在其中间栽植见效快、寿命短的搭配树种（桃或红果），树下间作矮轩作物，以提高经济效益。•再次，灌木护坡。每隔1M栽植紫穗槐（2-3株），增加植被覆盖度，以保持水土，增加经济效益。（3）“围山转”工程的作用：•改善林地环境条件。•提高造林成活率，促进林木生长。•经济效益明显提高，“围山转”工程整地使立地条件得到改善，通过采取立体间作种植模式，充分利用光热等自然资源，提高了经济效益。•保持水土，减少土壤侵蚀。2.吉林省东部林缘荒山的生态工程设计•略第五节工矿废弃地恢复与重建的生态工程设计5.1工矿开发对生态系统的影响•造成大量土地被占用和破坏，对整个生态系统也会产生诸多不利的影响，地表产生严重的土地塌陷，大片耕地失去利用价值。•煤矿开采排放的煤矸石、粉煤灰等固体废弃物占压耕地约1.3万～2.0万HM2。5.2工矿废弃地复垦的生态工程设计•随着煤炭工业开采规模的不断扩大，废矸石山占地面积逐年增多，仅东北地区19个矿务局占地面积就达5000多HM2。•煤炭工业废矸石的露天堆放，一定程度上破坏了自然环境的生态平衡，污染了矿区环境。1.试验区的地理位置及自然条件试验区位于抚顺市东部，地理位置为41°11’N，124°15'E。2.生态工程建设技术•选择优良树种是提高矸石山造林质量的关键。矸石立地条件差、高温、高地热、干旱瘠薄、环境污染严重。•对树种的要求：矸石山造林应选择耐干旱、贫瘠、抗污染、抗性强的乡土树种和历经多年驯化的栽