干旱區(qū)綠洲擴張強烈影響了植被和土壤環(huán)境, 進而影響了土壤生物多樣性及其生態(tài)功能, 驅動了土壤的恢復過程。綠洲是干旱區(qū)獨有的自然人文景觀, 其面積僅占我國干旱區(qū)面積的3–5%, 卻集中了該區(qū)域90%以上的人口與95%以上的社會財富。隨著人口增長和經濟的快速發(fā)展, 人為改變水資源的時空分布驅動綠洲不斷向外擴張, 荒漠轉變?yōu)楣嗄?、喬木林地和農田, 強烈影響生物多樣性及其生態(tài)服務功能。
《干旱區(qū)綠洲擴張方式對土壤生物優(yōu)勢類群及功能的影響》(《生物多樣性》2018年第10期)一文以河西走廊最大的人工綠洲——張掖綠洲為例, 通過對土壤生物及碳氮磷儲量的系統定位觀測, 確定了綠洲擴張方式對土壤生物多樣性及其功能的影響。荒漠轉變?yōu)楣嗄玖值?/strong>(綠洲外圍的固沙植被帶), 顯著提高了植被蓋度, 降低了甲螨和一些適應荒漠環(huán)境的植食性昆蟲密度, 提高了跳蟲、捕食性螨密度、真菌OTUs和土壤酶的活性。荒漠轉變?yōu)閱棠玖值?/strong>(綠洲邊緣的防風固沙植被帶)和灌溉農田, 顯著提高了土壤水分有效性和植被蓋度, 捕食性節(jié)肢動物、植食性昆蟲、捕食性螨、跳蟲、甲螨的密度、細菌和真菌的OTUs和土壤酶的活性均隨之提高。
由此可見, 水是干旱區(qū)土壤生物多樣性及其功能轉變的重要環(huán)境驅動要素。綠洲擴張方式引起的植被變化不同程度地提高了土壤生物多樣性, 如農田腐食性蚓類的密度和真菌OTUs高于林地, 林地植食性昆蟲、甲螨和蔗糖酶的活性均高于農田。綠洲擴張方式, 還不同程度地提高了土壤碳、氮、磷的儲量。然而, 綠洲擴張帶來的土壤生物多樣性及其服務功能的提高均是以消耗大量水資源為代價的, 且土壤生物多樣性提高對病蟲害的影響認識還不足。
因而, 科學和全面評價人工綠洲生態(tài)系統的功能穩(wěn)定性, 不僅要考慮人工綠洲生態(tài)系統的經濟屬性和資源稟賦(特別是水資源的持續(xù)供給能力), 還要考慮人工綠洲生態(tài)系統的土壤生物多樣性和生態(tài)功能屬性。這些新的科學發(fā)現為進一步開展人工綠洲生態(tài)系統功能穩(wěn)定性的評價研究提供了重要基礎資料, 同時為建立基于土地利用結構優(yōu)化調控的人工綠洲生物多樣性保護管理新方法提供了新的思路。
天然草地、灌木地、林地和農田地 (劉繼亮拍攝)
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