明確了土地沙漠化驅(qū)動(dòng)機(jī)制及其生物學(xué)過(guò)程特征，為沙漠化土地綜合整治提供理論依據(jù)

在半干旱地帶沙區(qū)，不合理的人類活動(dòng)是誘發(fā)土地沙漠化的重要因素。通過(guò)長(zhǎng)期定位控制試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)半干旱沙區(qū)?50．5％?的沙漠化土地是由草地過(guò)度放牧引起的。對(duì)于沙質(zhì)草地，當(dāng)牧草采食率持續(xù)高于?55％?以上時(shí)，草地開(kāi)始出現(xiàn)退化，當(dāng)牧草采食率持續(xù)高于?70％?時(shí)，草地迅速退化和沙化（圖?2）。在此基礎(chǔ)上，確定了半干旱地區(qū)沙質(zhì)草地合理牧壓閾值范圍為?0．8—1．2?標(biāo)準(zhǔn)羊單位／公頃，為該區(qū)域天然草地放牧管理和決策提供了理論支持。同時(shí)，研究表明沙質(zhì)草地的開(kāi)墾對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生極大的負(fù)面效應(yīng)，導(dǎo)致土壤物理、化學(xué)環(huán)境的明顯惡化，而開(kāi)墾造成表層土壤粗粒化是導(dǎo)致半干旱沙區(qū)土地荒漠化的關(guān)鍵過(guò)程?。

圖 2 牧壓梯度實(shí)驗(yàn)（研究放牧壓力對(duì)半干旱草地的影響，確定合理牧壓梯度）（ a ）過(guò)度放牧；（ b ）季節(jié)性放牧

土壤風(fēng)蝕是干旱、半干旱地區(qū)土壤退化的主要驅(qū)動(dòng)因素。基于長(zhǎng)期的定位觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)半干旱地區(qū)農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)大部分土壤中的易風(fēng)蝕顆粒（0．05—0．5 mm）比例含量很高（50％—80％），土壤的物理穩(wěn)定性指數(shù)低于?5％，極易發(fā)生風(fēng)蝕，這從理論上闡明了不合理利用下該區(qū)域土地沙漠化迅速發(fā)生的內(nèi)因。而沙漠化過(guò)程中，土壤黏粉粒和極細(xì)沙等細(xì)顆粒組分被選擇性地移出系統(tǒng)，導(dǎo)致粗粒化。同時(shí)，細(xì)粒物質(zhì)的損失直接導(dǎo)致了土壤碳和養(yǎng)分的衰減，奈曼站據(jù)此建立了半干旱地區(qū)沙區(qū)土壤有機(jī)碳和全氮因土壤黏粉粒吹蝕而衰減的定量模型，為預(yù)測(cè)沙漠化過(guò)程中沙區(qū)土壤肥力變化提供理論依據(jù)。

沙漠化不僅造成嚴(yán)重的土壤退化，而且直接導(dǎo)致植被結(jié)構(gòu)和功能破壞。通過(guò)研究沙漠化過(guò)程中沙區(qū)植被在群落、種群、個(gè)體、生理等各個(gè)層面的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)沙漠化在群落層面上主要表現(xiàn)為物種豐富度、多度以及生產(chǎn)力的下降，在種群層面表現(xiàn)為群落優(yōu)勢(shì)種群的更替，在個(gè)體層面上表現(xiàn)為植物體內(nèi)物質(zhì)和能量分配格局的改變，在生理層面上表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量和生理代謝過(guò)程的變化。相關(guān)研究為科學(xué)認(rèn)知固沙喬灌木維持固沙植被群落穩(wěn)定的重要功能提供理論支持。沙漠化對(duì)植物最直接的影響方式是沙埋和風(fēng)沙流。沙埋程度和風(fēng)沙流強(qiáng)度對(duì)植物的存活和生長(zhǎng)影響較大，但是沙區(qū)鄉(xiāng)土植物可以通過(guò)提高體內(nèi)抗氧化酶活力、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及凈光合速率等來(lái)適應(yīng)沙埋和風(fēng)沙流。綜合沙漠化過(guò)程中植物種群、個(gè)體、生理特征的表現(xiàn)，將植物對(duì)沙漠化的響應(yīng)分為敏感型、積極忍耐型、遲鈍型?3?種類型，為風(fēng)沙區(qū)重大生態(tài)工程建設(shè)的植物種類選擇提供理論依據(jù)。

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