你以为只有高校学生在内卷,职场在内卷,却不知道其实植被也会“内卷”,相信很多人都认为林草越多对生态环境越好,而面对有限的自然资源,其实要是植被密度过大,在遇到干旱等灾害时,土壤水分并不能提供给更多的树吸收利用,因此确定资源利用限度和植被承载力,探寻自然资源的可持续利用是至关重要的。
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植被承载力的研究现状
承载力最初被引进区域系统是在生态学中的应用,指在某种环境条件下,某种生物个体可存活的最大数量的潜力。最早进行承载力研究的是群落生态学,即著名的逻辑斯谛方程的K值。1933年, Reineke用平均直径树木个数 (密度)的预报因子, 基于不同树种组成的密林的平均直径和密度资料提出了一个简单的密度关系式 ,关系式中的系数a即为生境承载力( Carrying capacity of the site),森林生产力通常用生境指数( site index )表示, Assman 和 Bradley等研究证明潜在木材产量甚至在一个固定的生境指数内也发生变化, 为了弥补立地指数不足,提出了产量水平和产量等级,不同的生境具有不同的承载力。Assman提出用最大胸高断面积表示潜在密度指数。郭忠升等人经过长期实践研究后提出了土壤水分 植被承载力的概念,即土壤水资源承载植物时存在一定的负荷(密度),当该负荷(密度)达到最大时即为当前土壤水分条件下的土壤水分植被承载力。干旱、半干旱区内植被承载力主要是由土壤水分条件决定的,不同土壤水分条件下承载植物的能力不同。目前,关于土壤水分植被承载力的研究已经涉及草本植物(苜蓿)、灌木(柠条)、乔木(杏)等植物种群,并取得了丰硕成果。土壤植被承载力是以解决土壤旱化问题而提出,在脆弱的环境下植被承 载力需要进行长期的研究。王松伟和郭忠升认为急需加强碳汇林研究,确定不同立地条件和不同类型碳汇林的生产力和承载力。曹军胜等在研究黄土区土壤植被承载力与植被生态恢复时指出,植被密度过大、群落生产力过高会导致以土地旱化为主要特征的土壤植被承载力下降,从而干旱区的生态恢复与植被建设应以土壤植被承载力为前提,恢复并维持迅速稳定提高生产力的中间状态。郭锋探讨了土壤含水率对中国沙棘人工林植被承载力的影响,认为沙棘人工林林地土壤含水率较低情况下,林分个体小、密度低、生物量少、种群稳定性差。王宁等人在研究刺槐人工林土壤水分植被承载力时,得出月降水量和月土壤储水量是主要环境因子,且二者与土壤水分植被承载力之间均呈现显著的正比例关系,认为在减少林地深层水分消耗、调整林地土壤水资源平衡的同时,促进当地林业产业的合理发展。
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土壤水资源与植被建设
土壤水资源是位于包气带上部土壤层中具有利用价值的结合水和毛细水。植物生长在土壤中,依靠根系吸收和利用其根系(垂直和水平)分布范围内或根系附近土层或土体的水分 ,分布均匀的植物个体利用群落平均空间的土壤水分。土壤水资源是干旱和半干旱地区限制植物生长的主要因素,是认识和量化土壤水分植被承载力的物质基础。前苏联地理水文学李沃维奇提出土壤水资源这一概念他认为土壤水资源是降水量与地表径流的差值,把降水入渗补给地下水的部分也视为土壤水资源。布达果夫斯基亚认为土壤水资源影响地表水和地下水的形成以及影响植物生长和发育。
土壤水资源包含狭义和广义两个定义,广义土壤水资源是指包气带上部土壤层中具有利用价值的结合水和毛细水,狭义的土壤水资源是指可被植物吸收利用的土壤水,即地表面以 下至植物吸收和利用土层以上土层中的土壤水分,用于农业和林业研究。对于黄土高原大部分地方,多年生植物群落根系分布深度与根系所能吸收水分的深度不同,且利用土层深度也不同。如生长在黄土丘陵半干旱区的人工柠条林在由于土层深厚,土壤水分深度随降水量和植物生长年龄影响着根系分布深度和根系吸收利用。在黄土丘陵半干旱区人工林草地土壤水分主要依靠天然降水,而该区的降水资源有限,因此,人工林草地降水的补给深度和补给量是非常有限的。当林草地根系吸收和利用层的土壤水资源下降到一定程度,达到土壤水资源利用限度时就需要依据土壤水分植被承载力调控植物与水的关系。
人工林草地高质量可持续发展
目前我国原始森林面积稀少,人工林草地面积成为世界人工林面积最大的国家,宜林地造林种草困难较大,人工林草植被建设进入了新阶段。当干旱等自然灾害来临时,就会出现植物过度利用自然资源,形成土壤退化和植被衰败;或由于保存密度低于植被承载力,出现资源浪费现象。水资源紧缺地区植被承载力为土壤水分植被承载力和土壤养分紧缺地区的土壤养分植被承载力。原始森林内的植物生长与资源环境的关系是经过长期演化形成,关系比较融洽,不会出现植被衰败或资源浪费问题。而人工林草地一般选用外来树种,外来树种改变了原始森林中指示植物生长与资源环境的关系,而且外来树种自调控能力有限。例如在水资源紧缺地区,例如宁夏固原县,降水量少且降水的季节和年际变化较大。
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当干旱等自然灾害来临时,自然资源供给量减少,而外来树种抵抗力和恢复力能力差,就会出现植物群落中指示植物的保存密度大于植被承载力,导致土壤退化和植被衰败;或在丰水年由于保存密度低于植被承载力,出现资源浪费现象。为了适应新形势下人工林草高质量可持续发展需要,必须重视自然资源和植物生长相互关系及其调控机理研究,确定资源利用限度和植被承载力,探求自然资源可持续利用方法,实现森林植被高质量可持续管理。
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