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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 禁牧恢復(fù)中寧夏干草原生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 草地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)是草地合理利用與適應(yīng)性管理的基礎(chǔ)，也是衡量草地管理成功與否的關(guān)鍵。論文基于CVOR健康評(píng)價(jià)理論，研究了禁牧封育中寧夏干草原的基況，植被活力、組織力和恢復(fù)力變化，進(jìn)而建立了CVOR健康評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)了寧夏不同禁牧封育年限的干草原的健康狀況，找出了干草原封育年限的臨界點(diǎn)，比較了VOR和CVOR評(píng)價(jià)法的適用性。研究對(duì)豐富草地健康評(píng)價(jià)理論和草地生態(tài)建設(shè)具有重要意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 1研究背景和意義 在全球草地環(huán)境惡化的背景下，草地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)成為草地生態(tài)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行評(píng)價(jià)，能為人類的生存和發(fā)展提供草地健康狀況診斷的可能性，對(duì)草地合理利用和草地生態(tài)建設(shè)具有重要意義。目前草地生態(tài)系統(tǒng)健康的研究還處于起步階段，其健康評(píng)價(jià)方法也處于不斷完善之中。美國(guó)生態(tài)學(xué)家Constanza和Rapport提出利用植被活力（Vigor）、植被組織力（Organization）和植被恢復(fù)力（Resilience）的評(píng)價(jià)的VOR指數(shù)法，任繼周等提出在VOR評(píng)價(jià)法的基礎(chǔ)上加入草地基況（C，Condition），用CVOR指數(shù)法來評(píng)價(jià)草地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。 干草原是歐亞草原植被的一個(gè)類型，約占全國(guó)草地總面積的10.5%，是我國(guó)溫帶草原中一種有代表性和典型性的類型。寧夏干草原主要分布在寧夏南部黃土丘陵區(qū)各縣，是寧夏主要的生態(tài)屏障和牧業(yè)基地。對(duì)其禁牧恢復(fù)中的健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)對(duì)草地生態(tài)建設(shè)和科學(xué)管理具有重要意義。 2研究方法 論文采用空間梯度代替時(shí)間梯度的方法，測(cè)定了放牧草地和禁牧封育2年、3年、5年、10年、15年、20年、25年的寧夏干草原的植物群落特征和0-40cm土壤有機(jī)碳的含量。運(yùn)用CVOR健康評(píng)價(jià)理論，確定以封育15年的草原作為草地健康評(píng)價(jià)的參照系統(tǒng)，計(jì)算了不同禁牧封育年限草地的基況（C），植被活力（V）、組織力（O）和恢復(fù)力（R），建立了CVOR健康評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)了不同禁牧封育年限干草原生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。 3研究結(jié)果 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）隨著封育年限的增加，草地基況、植被活力總體呈上升趨勢(shì)，說明封育可以增加土壤有機(jī)碳的含量，增加草地地上生物量。但是植被組織力和恢復(fù)力則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，說明隨著封育年限的增加，草地植被中優(yōu)勢(shì)物種的優(yōu)勢(shì)度增加，群落穩(wěn)定性（組織力）和恢復(fù)力下降。（2）隨著封育年限的增加，干草原的草地健康水平上升，退化草地至少封育5年才能達(dá)到亞健康水平，封育10年左右可達(dá)到健康水平。但是干草原封育年限太長(zhǎng)（15年以上）反而使草地健康水平下降。草地恢復(fù)過程中，土地有機(jī)碳的恢復(fù)速度滯后于草地植被的恢復(fù)。（3）CVOR健康指數(shù)可以較綜合的反應(yīng)干草原植被和土壤的健康狀況，且與VOR指數(shù)有較大的正相關(guān)。在研究對(duì)象處于相近區(qū)域，多年降雨相同且年際間波動(dòng)不大，能夠在同一時(shí)間取樣測(cè)定，且研究區(qū)無家畜過度踐踏或排泄物累積的地段，可以用VOR指數(shù)評(píng)價(jià)干草原生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，以降低評(píng)價(jià)的工作量。（4）本文所建立的CVOR 模型主要基于干草原生態(tài)系統(tǒng)的群落特征及其退化演替模式，所選取的參考系統(tǒng)亦為禁牧封育15年、處于較少擾動(dòng)的草原生態(tài)系統(tǒng)。在進(jìn)行寧夏干草原生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)時(shí)可直接利用本文給出的計(jì)算模式計(jì)算CVOR或VOR模型中各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)行草地健康評(píng)價(jià)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 草地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)是是衡量草地管理成功與否的關(guān)鍵，對(duì)禁牧恢復(fù)中草原的健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)對(duì)草地生態(tài)建設(shè)具有重要意義。 采用空間梯度代替時(shí)間梯度的方法，研究放牧草地和禁牧封育2年、3年、5年、10年、15年、20年、25年的寧夏干草原的植被特征和0-40cm土壤有機(jī)碳的含量，運(yùn)用CVOR指數(shù)法，評(píng)價(jià)封育恢復(fù)中草原的健康狀況，找出干草原禁牧年限臨界點(diǎn)和健康評(píng)價(jià)適用模型，為該區(qū)草地生態(tài)建設(shè)提供理論。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- （1）草地健康評(píng)價(jià)是一項(xiàng)較新的工作。2003年寧夏實(shí)施天然草地禁牧以來，8年的禁牧封育中未開展過健康評(píng)價(jià)研究，不清楚草地恢復(fù)后的健康狀況。本研究第一次將健康評(píng)價(jià)理論應(yīng)用于寧夏干草原，具有創(chuàng)新性。對(duì)實(shí)踐和豐富相關(guān)健康評(píng)價(jià)理論具有積極意義。（2）VOR和CVOR健康評(píng)價(jià)方法以其簡(jiǎn)潔、能夠反映生態(tài)系統(tǒng)的完整性等特點(diǎn)受到關(guān)注。本研究在寧夏第一次實(shí)踐了VOR和CVOR評(píng)價(jià)模型，為模型的推廣利用提供了借鑒。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 干草原是寧夏主要的生態(tài)屏障和牧業(yè)基地。但是，長(zhǎng)期以來的自然和人為因素使寧夏干草原生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。2003年寧夏實(shí)施天然草地禁牧以來，草地生態(tài)恢復(fù)顯著，但是禁牧恢復(fù)后草地的健康狀況尚不清楚。本文采用CVOR指標(biāo)法，對(duì)禁牧恢復(fù)中寧夏面積較大的干草原進(jìn)行了健康評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)了禁牧效果和禁牧恢復(fù)對(duì)草地健康狀況的影響，為寧夏草地生態(tài)建設(shè)和草地合理利用提供了依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 評(píng)價(jià)禁牧恢復(fù)中草地生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況對(duì)草地管理具有重要意義。采用CVOR指數(shù)法，對(duì)寧夏不同禁牧封育年限干草原生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著封育年限的增加，干草原的草地基況（C）、植被活力（V）總體呈上升趨勢(shì)，VOR和CVOR健康指數(shù)增加。放牧退化草地封育10年左右可達(dá)到健康水平，但干草原封育時(shí)間太長(zhǎng)（15年以上）反而使植被組織力（O）和恢復(fù)力（R）下降，草地健康水平下降。草地恢復(fù)過程中，土地有機(jī)碳的恢復(fù)速度滯后于植被的恢復(fù)。CVOR健康指數(shù)可以較全面的反應(yīng)草地植被和土壤的健康狀況,且與VOR指數(shù)具有較大的正相關(guān)。
獲獎(jiǎng)情況
- （1）在2010年在寧夏大學(xué)校級(jí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中獲得優(yōu)異成績(jī)； （2）在第七屆“挑戰(zhàn)杯”寧夏大學(xué)學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲三等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 寧夏大學(xué)2010年大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)論文，目前已通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)題驗(yàn)收。
參考文獻(xiàn)
- [1]楊斌,隋鵬,陳源泉,等.生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(21):291-296. [2]單貴蓮,徐柱,寧發(fā).草地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào), 2008,30(2):98-103. [3]張鳳太,蘇維詞,趙衛(wèi)權(quán),等.基于生態(tài)足跡模型的喀斯特高原山地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究[J].水土保持通報(bào), 2011,31 (1):256-261. [4]肖云麗,溫仲明,李銳,等.黃土高原丘陵溝壑區(qū)草地植物群落健康動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)雜志, 2009,28 (6):1087-1092. [5]Rapport D J, Costanza R and McMichael A J. Assessing ecosystem health [J]. Trends Ecol Evol., 1998, 13 (10): 397-402. [6]Ulanowicz R E. Toward the measurement of ecological integrity[C]. In: Pimentel D, Westra L, Noss R F. Ecological integrity: Integrating environment, conservation, and health [M]. Island Press, Washington D C., 2000, 99-113. [7]Costanza R, Mageau M T. What is healthy ecosystem? [J]. Aquatic Ecology, 1999, 33: 105-115. [8]Lu F and Li Z Z. A model of ecosystem health and its application [J]. Ecological Modeling, 2003, 170: 55-59. [9]王立新,劉鐘齡,劉華民,等.內(nèi)蒙古典型草原生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(2): 544-550.
同類課題研究水平概述
- 草地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)是草地合理利用與適應(yīng)性管理的基礎(chǔ)，也是衡量草地管理成功與否的關(guān)鍵，在全球草地環(huán)境惡化的背景下，草地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)成為草地生態(tài)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 草地生態(tài)系統(tǒng)健康的研究還處于起步階段，目前尚無統(tǒng)一定義。美國(guó)草地管理學(xué)會(huì)（SRM，1995）將草地健康定義為“草地生態(tài)系統(tǒng)的土壤、植被、水、空氣以及生態(tài)過程的完整性得到平衡和持續(xù)的程度”。也有學(xué)者認(rèn)為草地生態(tài)系統(tǒng)健康不僅包括草地生態(tài)系統(tǒng)中土地、植被、水和空氣及其生態(tài)過程的可維持程度，還包括草地生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴于生存的自然環(huán)境條件與效用。健康的草地能對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)提供必要的飼草，并且能夠在不破壞草地健康狀態(tài)的前提下充分的發(fā)揮其生態(tài)服務(wù)功能。草地管理的最低標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是防止人為導(dǎo)致的草地健康損害。 草地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法目前處于不斷完善中，選擇和建立恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)體系和方法一直是相關(guān)研究的核心。健康評(píng)價(jià)方法主要經(jīng)歷了單因子羅列法、單因子復(fù)合法、功能評(píng)價(jià)法、界面過程法四個(gè)發(fā)展階段，出現(xiàn)了借助灰色關(guān)聯(lián)、模糊數(shù)學(xué)、主成分分析構(gòu)建模型進(jìn)行評(píng)價(jià)等。健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括活力、恢復(fù)力、組織結(jié)構(gòu)、維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、管理的選擇、減少投入、對(duì)相鄰系統(tǒng)的危害和對(duì)人類健康影響等八個(gè)方面。美國(guó)生態(tài)學(xué)家Constanza（1992）和Rapport（1998）提出VOR指數(shù)評(píng)價(jià)法。該方法中V表示植被的活力（Vigor），O表示植被的組織力（Organization），R表示植被的恢復(fù)力（Resilience）。VOR評(píng)價(jià)法較好反映了生態(tài)系統(tǒng)的完整性和健康指標(biāo)，被國(guó)際生態(tài)系統(tǒng)健康大會(huì)接受為生態(tài)系統(tǒng)健康診斷指標(biāo)，并在實(shí)踐中得到了一定的應(yīng)用。但是，VOR評(píng)價(jià)法更多地反映了植被狀況，通常植被狀況基本能夠反映土—草關(guān)系，但是土—草變化不同步時(shí)，可能出現(xiàn)一些假象。如草原區(qū)降雨的豐年或欠年、草地的局部地段（如畜圈和飲水點(diǎn)附近），VOR評(píng)價(jià)法就不能準(zhǔn)確的反映出草地的健康狀況。因此，任繼周等基于草地界面理論，提出在VOR評(píng)價(jià)法的基礎(chǔ)上加入草地基況（C，Condition），用CVOR指數(shù)法來評(píng)價(jià)草地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。 借助VOR或CVOR評(píng)價(jià)理論，相關(guān)研究者如肖云麗等（2009）、侯扶江等（2004）、王立新等（2008）、單貴蓮等（2009）在我國(guó)一些地區(qū)進(jìn)行了草地健康評(píng)價(jià)的嘗試，這些研究為草地健康評(píng)價(jià)的相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。
