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项目年度编号
2300170106
中图分类号
X171.4
成果公布年份
2023
成果简介
青藏高原及其周边高寒地区，集中分布着中国两大生态屏障，也是近年来能源、交通等国家重大基础工程纵深发展的热点区域。该区域因立地条件严酷，生态系统十分脆弱，在气候变化、地质灾害、重大工程建设等影响下，极易形成一些裸岩创面、砾石滩地(渣场)和高寒荒漠化等极端生态破坏和退化区域。这些高寒极端环境下的植被再造与可持续性生态修复非常困难，加上长期以来缺乏寒区冻融生境演化及冻土-水文耦合互馈机理、高寒脆弱环境植被快速定植与自然繁育等寒区生态恢复基础理论的系统认识，针对上述极端生态破坏和退化区域的生态修复与重建，始终存在生境再造成本高、人工恢复植被稳定性差，长效维持能力弱等问题。因此，这些高寒极端环境下的植被再造与可持续性生态修复是国际上公认的极具挑战性的难题，也是中国寒区生态保护与绿色高质量发展迫切需要解决的科技瓶颈。在2020年颁发的《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021-2035年)》中，上述难题被列为重要生态工程任务。
在国家、四川省重大计划项目支持下，该项目从2007年开始围绕上述难题开展系统研究，经过15年的持续探索，实现了高寒极端环境生态系统可持续恢复的理论突破，攻克了长期制约高寒极端环境下工程创面、地质灾害区和沙漠化区生态修复的系列技术难题，引领了全球高寒极端生境生态系统修复与可持续生态功能维护理论与技术发展。核心理论和技术创新如下：
1.系统揭示了寒区冻土-水文-生态互馈作用机制及生境逆转的阈值条件，发展了基于生态-冻土二元水热关系与多因素耦合的陆面过程模型，深化了高寒脆弱生态系统对变化环境响应与适应的机理认识，研发了基于高寒冻土生境修复的退化高寒草地恢复关键技术；
2.发现先锋植物内生固氮作用以及不同类型先锋植物在高寒极端环境中的定居和适应机制，提出了高寒冰缘环境植物早期快速定植与自然繁育理论，创建了促进高寒极端生境下植被群落近自然快速建植与繁育的技术体系；
3.研发了高寒脆弱区重大工程创面、强地质灾害受损区以及高寒沙漠化区生境再造材料、适应性植物群落配置与近自然生态系统修复与快速重建的成套技术体系及模式；
4.提出了基于生态系统功能完整性维持的高寒生态系统绿色承载力理论，建立了高寒草地绿色承载力动态变化监测预警技术与精准调控新方法。
项目已获国家授权专利20项、软件著作权登记2件、新植物品种权登记2件，发表学术论文73篇，出版专著3部，形成地方标准3项。
项目理论成果编入相关教材，研发的技术和模式已在四川、青海、西藏等高寒地区重大基础建设工程创面生态恢复、高寒沙漠化综合治理、退化生态系统修复和草地资源现代精准管理等方面广泛推广应用，综合治理退化草地面积65.7万公顷以上，工程创面修复面积110万平方米以上，生态、社会效益十分显著。由寒区生态环境保护与修复领域的院士专家组成的科技成果评价专家组一致认为：“项目成果整体达到了国际先进水平，其中冻土-生态-水文耦合理论、内生固氮原生演替理论等达到国际领先水平”。
完成人
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