豫西伏牛山低山丘陵區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的修復方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生態(tài)修復技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種豫西伏牛山低山丘陵區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的修復方法。
【背景技術(shù)】
[0002]豫西伏牛山低山丘陵區(qū)地處暖溫帶向北亞熱帶過渡地帶，植被屬暖溫帶落葉闊葉林向亞熱帶常綠闊葉林的過渡型，該區(qū)水土流失嚴重，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化。豫西伏牛山低山丘陵區(qū)的自然荒草地經(jīng)長期水土流失，表層土壤養(yǎng)分流失較多，整地后打亂了原先土層結(jié)構(gòu)，0-20cm下層土壤增加了表層養(yǎng)分含量，在沒有使用任何肥料的情況下，全磷一直處于增加的趨勢，但是速效磷一直處于最低臨界水平，植被生物量增加受限，區(qū)域內(nèi)的大多植株甚至死亡，生態(tài)恢復進程受到限制。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，豫西低山丘陵區(qū)及類似區(qū)域的土壤磷素極度缺乏，是制約植被恢復的主要限制因子。石質(zhì)化土壤坡地磷素礦化能力低，導致土壤可被植物利用的有效磷極度缺乏，已成為該地區(qū)制約植被修復的“瓶頸”問題，研究顯示，全磷試驗前的自然荒草地為
0.10g/kg，而通過林草植被修復后增加到4-9倍，已經(jīng)處于較高水平。然而，無論試驗前后，速效磷一直在最低水平徘徊，可供植被利用的有效磷明顯不足。有效磷嚴重缺乏已成為該地區(qū)制約植被修復的“瓶頸”問題，是植被生長的最小限制性養(yǎng)分因子。為了解決豫西低山丘陵區(qū)及類似地區(qū)生態(tài)修復的“瓶頸“問題，石質(zhì)土壤潛在的難以利用磷素的礦化和分解、以及有效磷的水土保持高效利用是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
[0004]近年在豫西低山丘陵區(qū)坡地人工建植的森林常常出現(xiàn)“小老樹”，甚至僅僅成活了短短幾年后就死亡，出現(xiàn)“年年植樹不見樹，年年造林不成林”現(xiàn)象，究其原因，主要在于林地植被配置不合理，土壤發(fā)生侵蝕和水土流失所致。也有相關(guān)人員研究林草復合種植模式作為生態(tài)脆弱區(qū)植被恢復的有效模式，但是還存在諸多的技術(shù)問題，如樹種草種搭配不科學、林草經(jīng)營主體不清、樹草間距太近、樹草間產(chǎn)生惡性競爭、植草成活率低等問題，致使林草復合種植模式的功能效益難以達到應(yīng)有的最佳狀態(tài)。
[0005]而類似豫西伏牛山低山丘陵區(qū)的區(qū)域還存在很多，如何構(gòu)建合理有效地生態(tài)修復方法，實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)的良好恢復，是亟需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種豫西伏牛山低山丘陵區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的修復方法。
[0007]本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明涉及一種豫西伏牛山低山丘陵區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的修復方法，包括如下步驟:選擇合適的樹種，灌木和草種，合理地進行結(jié)構(gòu)配置，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)短期內(nèi)有效地修復。
[0008]優(yōu)選地，所述樹木選自側(cè)柏、刺槐、栓皮櫟、山合歡、茅栗、化香，油松、或馬尾松。
[0009]優(yōu)選地，所述灌木選自胡枝子、山梅花、連翹、黃櫨、杜梨、忍冬、荊條或野薔薇。
[0010]優(yōu)選地，所述草種選自羊胡子草、狗尾草、披針葉苔草、紫花苜?；蛸M菜。
[0011 ]優(yōu)選地，所述混種具體為:栓皮櫟+連翹+披針葉苔草模式，或栓皮櫟+胡枝子+羊胡子草模式，或刺槐+紫花苜蓿模式，或側(cè)柏+荊條+紫花苜蓿模式。
[0012]優(yōu)選地，所述混種具體為:側(cè)柏+胡枝子+羊胡子草與刺槐+荊條+紫花苜蓿混交種植。
[0013]優(yōu)選地，所述混種具體為:在坡度較緩、海拔偏低、有合適土層厚度的坡地上，以種植刺槐為主，林下播種荊條和紫花苜蓿;在坡度較陡、海拔偏高、土層淺薄的坡地上，以種植側(cè)柏為主，林下種植胡枝子和羊胡子草，進而實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)退化區(qū)林草復合生態(tài)修復。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:本發(fā)明以伏牛山低山丘陵區(qū)為研究對象，以林草結(jié)構(gòu)配置的模式優(yōu)化為突破點，對林草復合水土保持效應(yīng)進行了深入研究。著重研究合理配置鄉(xiāng)土樹種與豆科牧草構(gòu)建的林草復合群落結(jié)構(gòu)模式。不同人工林草復合植被模式具有明顯的水土保持效應(yīng)。在坡地把多年生豆科牧草紫花苜蓿與鄉(xiāng)土樹種構(gòu)建成林草復合群落模式，增加了土壤有機質(zhì)，通過生物固氮途徑，大幅提高土壤氮素，“槐樹+紫花苜蓿”的林草復合模式顯著提高了土壤銨態(tài)氮，對坡地水土保持效果明顯，可作為低山丘陵區(qū)坡地首選的人工林草復合群落結(jié)構(gòu)模式，“栓皮櫟+紫花苜蓿”和“側(cè)柏+紫花苜?！蹦Ｊ矫抗暱晒?jié)約2837.0kg尿素或7250.0kg磷酸二銨，替代了大量化肥，大面積推廣后可取得較高的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益，這些研究成果將為低山丘陵區(qū)退化環(huán)境的生態(tài)修復和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和新的思路。
[0015]本發(fā)明提出林草復合群落結(jié)構(gòu)模式4個。人工林模式2個:刺槐+紫花苜蓿、側(cè)柏+荊條+紫花苜蓿;混交林模式2個:栓皮櫟次生林+連翹+披針葉苔草、栓皮櫟+胡枝子+羊胡子草，其植被覆蓋率提高20?40%，水土流失量減少30%以上，土壤養(yǎng)分蓄積量提高8?10 %。林草生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理。經(jīng)過篩選優(yōu)化，建立了水土保持效益高的“刺槐+紫花苜蓿”、“栓皮櫟+紫花苜?！钡娜斯ち植萑郝浣Y(jié)構(gòu)模式，其單位土地面積經(jīng)濟效益提高25%以上，節(jié)省氮素化肥施入量20%，農(nóng)民純收入提高15%以上。實驗區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境和氣候得到了較大改善。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0017]發(fā)明人選擇伏牛山低山丘陵區(qū)作為樣本，研究類似區(qū)域的生態(tài)恢復方法。本申請的發(fā)明人經(jīng)過大量的面上野外實地調(diào)研和點上定位試驗，意外發(fā)現(xiàn)了具有顯著恢復效果的生態(tài)恢復方法。本申請的發(fā)明人以林草結(jié)構(gòu)配置的模式優(yōu)化及其水土保持效應(yīng)為突破點，重點研究合理配置鄉(xiāng)土樹種與豆科牧草構(gòu)建的林草復合立體結(jié)構(gòu)模式，以及林草立體配置下水土保持林建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。通過對不同林草群落模式的土壤理化性質(zhì)、水土保持功能、生物多樣性和生物量的研究，揭示林草復合生態(tài)群落的結(jié)構(gòu)功能及其生態(tài)群落演替趨勢；并對林草復合系統(tǒng)構(gòu)建參數(shù)指標并做出綜合評價，揭示林草復合模式的生態(tài)恢復機理，篩選出最為穩(wěn)定、高效的林草復合模式，實現(xiàn)了意想不到的技術(shù)效果。
[0018]實施例1:栓皮櫟次生林+連翹+披針葉苔草修復方法
[0019]本實施例提供了一種生態(tài)系統(tǒng)的修復方法，具體為采用栓皮櫟次生林+連翹+披針葉苔草模式，具體包括如下步驟:
[0020]在伏牛山低山丘陵區(qū)，采用栓皮櫟次生林+連翹+披針葉苔草的混種模式，經(jīng)過2-3年混種，栓皮櫟易萌芽更新，成長形成栓皮櫟次生林的喬木層，林下灌木層為連翹，草本層以耐陰的披針葉苔草為主，其中喬木層還混合有茅栗、山合歡和化香地帶性落葉闊葉林。[0021 ]本實施例的修復方法自然恢復效果好，而且節(jié)省開支和人力，對于提高低山丘陵地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有重要生態(tài)、經(jīng)濟與社會意義。
[0022]實施例2:栓皮櫟+古月枝子+羊古月子草修復方法
[0023]本實施例提供了一種生態(tài)系統(tǒng)的修復方法，具體為采用栓皮櫟+胡枝子+羊胡子草模式，具體包括如下步驟:
[0024]選擇伏牛山海拔800米以下的低山丘陵地區(qū)；
[0025]選擇栓皮櫟，也可進一步選擇伴生生態(tài)樹種，如山合歡、茅栗、化香，油松、馬尾松等;優(yōu)選地，伏牛山南坡采用栓皮櫟或栓皮櫟-馬尾松混交林模式;優(yōu)選地，伏牛山北坡采用栓皮櫟純林或栓皮櫟-油松混交林;優(yōu)選地，選擇胡枝子時，也可以同時選擇山梅花、連翹、或野薔薇;優(yōu)選地，選擇羊胡子草時，也可同時選擇狗尾草、費菜。
[0026]在具體種植時，在土層厚度小于30cm地帶，喬灌木樹種宜用播種造林，土層大于30cm地帶則采用容器苗造林，不論播種造林或植苗造林，均宜采用挖穴整地，穴的規(guī)格為40cm*40cm*30cm，灌木均宜播種造林，草本種植則采用扦插與移葡植苗;種植密度，栓皮櫟為2m*2m;馬尾松、油松2m*3m;胡枝子等灌木1.5m* 1.5m;羊胡子草等草本植物lm*0.5m。
[0027]優(yōu)選地，造林后連續(xù)封育5年，為植被次生演替創(chuàng)造良好的環(huán)境。
[0028]該技術(shù)易被山區(qū)農(nóng)民學習、掌握與運用。農(nóng)民歡迎，易于推廣。對于提高區(qū)域、流域治理成效具有重要生態(tài)、經(jīng)濟與社會意義。對于提高區(qū)域、流域治理成效具有重要生態(tài)、經(jīng)濟與社會意義。適應(yīng)在伏牛山區(qū)有一定土層厚度的低山丘陵地區(qū)推廣。進行林草恢復，人為加快次生演替過程，盡快恢復當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。
[0029]實施例3:刺槐+紫花苜蓿模式修復方法
[0030]本實施例提供了一種生態(tài)系統(tǒng)的修復方法，具體為采用刺槐+紫花苜蓿，具體包括如下步驟:
[0031]選擇刺槐和紫花苜蓿分別作為樹種和草種進行種植;優(yōu)選地，還可種植灌木，所述灌木為杜梨或忍冬。
[0032]具體種植時，首先整地:整地的目的是蓄水保墑，提高土壤含水量，已采取水平階或魚鱗坑整地等方式。整地方法隨地形而異，在土層較厚，坡度20度以下的山地緩坡可以采取水平階整地，階寬30cm，深30cm，長5?10cm ；在土壤薄坡度較大的山地造林，應(yīng)采用魚鱗坑整地，坑長70cm，寬50cm，深30cm。造林技術(shù):刺槐采用一年生壯苗截干造林，截桿高度1