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CENTER 03 · RESEARCH CLUSTER 05

沙漠治理与
生态修复研究中心

DESERT CONTROL & ECOLOGICAL RESTORATION RESEARCH CENTER
中心角色从风沙、水土与生物过程出发
恢复可维持的生态结构与功能
01 CENTER MISSION

中心定位

不是把沙地短期变绿
而是恢复能够自我维持的生态系统

治理方案必须匹配当地水分承载力、风沙过程、土壤条件、乡土物种和土地利用;施工完成、覆盖度上升或苗木成活,只是恢复过程中的阶段证据。

沙漠治理与生态修复研究中心,是第五研究集群面向荒漠化、沙化土地、退化草地及其他受损干旱半干旱生态系统,开展退化诊断、风沙过程、水土配置、植被重建、工程与生物措施协同、长期监测和适应性管理的专业研究单元。

中心围绕“退化由什么驱动、沙源与风沙路径在哪里、水分和盐分能支持何种群落、哪些乡土物种能够建立并更新、工程措施何时退出、生态功能能否跨越极端年份持续”等问题,贯通区域本底、参照生态系统、机理试验、野外对照、景观监测和管理调整。

中心不以一次植树、局部固沙、短期覆盖度、单年成活率或遥感变绿直接表述生态恢复成果。对外结果分层报告措施实施、个体存活、种群建立、群落演替、土壤与水文功能、生态系统韧性、维护依赖和区域适用范围。

01

退化诊断

识别自然本底、人为压力、风沙水盐过程和关键限制因子

02

过程调控

通过地表、土壤、水分、生物和管理措施降低退化压力

03

群落重建

促进乡土物种定植、自然更新和结构功能逐步恢复

04

长期适应

以多年监测、极端气候响应和适应性管理检验持续性

02 CLUSTER COLLABORATION

集群协同关系

承接土壤退化机理
形成生态系统恢复与长期管理证据

本中心负责荒漠化与生态恢复的整体目标、群落过程、风沙水文耦合和长期功能,不替代土壤分类机理、污染工程治理、品种创制、农业生产管理或水质安全评价。

上一中心接口

土壤科学

提供土壤类型、风蚀、盐渍化、水热养分、生物过程和退化功能的专业诊断

专业主体

沙漠治理与生态修复

负责风沙与水土调控、乡土群落重建、措施组合、景观恢复和长期适应性管理

下一中心接口

环境工程与生态治理

承接污染源、水气土污染、固体废物、资源循环和工程环境风险的系统治理

集群与跨集群支撑

植物 · 水 · 材料 · 智能 · 装备

支持乡土种源、水资源评价、可降解材料、遥感模型、监测装备与工程施工

协同接口原则土壤诊断先于修复处方·乡土群落优先于景观绿化·污染治理归环境工程·长期功能接受持续复核
03 RESEARCH DIRECTIONS

六大研究方向

从退化驱动和参照系统出发
贯通风沙、水土、群落与长期生态功能

荒漠、半荒漠、沙地、退化草地和矿扰地的基线、目标与恢复潜力不同;任何措施都必须在具体气候、水资源、地貌和土地利用条件下评价。

01

荒漠化本底、驱动与参照生态系统

调查气候干旱度、风况、地貌、土壤、地下水、植被、放牧耕作、工程扰动和历史土地利用,区分自然干旱背景与人为退化过程;选择可解释、可比较的参照生态系统和对照地,建立修复前基线与目标状态。

02

风沙运动、侵蚀与地表稳定过程

研究起沙阈值、输沙通量、风蚀沉积、沙丘迁移、地表粗糙度、结皮和障碍物尾流,结合风洞、便携风蚀仪、沉沙观测、地形测量与遥感,评价措施对局地风沙过程和区域沙源的真实影响。

03

水—土—盐—养分耦合与承载力

围绕降水入渗、蒸散、土壤水库、地下水埋深、盐分迁移和养分限制,建立逐层水量与盐分平衡;评价集雨、覆盖、微地形、保水材料和补灌的增益、代价及停止供水后的维持能力。

04

乡土植被重建与群落演替

基于物种生态位、种源、功能性状和群落结构,研究种子萌发、苗木定植、自然更新、灌草配置、菌根与土壤生物反馈;同步监测竞争、食害、病害、外来入侵和极端干旱下的群落变化。

05

工程、生物与管理措施协同

比较沙障、草方格、灌草带、封育、轮牧、土壤改良、径流调控和近自然恢复等单项及组合措施,分别核算施工扰动、材料寿命、维护投入、水资源占用、碳排放和潜在二次生态风险。

06

长期生态功能与适应性管理

以土地覆盖、生产力、土壤碳、风蚀、水文调节、生物多样性、群落自我更新和抗扰恢复为长期指标,开展多年、多点和极端气候监测;依据证据调整物种、密度、用水、放牧与维护方案。

04 RESEARCH & EVALUATION PLATFORM

五层研究与评价平台

从参照生态系统和过程计量出发
把小尺度措施放回长期景观变化中检验

平台统一保存气候、风场、水量、土壤、物种、干预、维护和遥感地面对应记录,使“哪里有效、为什么有效、持续多久、依赖何种投入”可以追溯。

01

区域本底、参照系统与样地资源平台

整合气候、风场、地貌、土壤水盐、地下水、植被、土地利用和社会管理历史,统一参照地、退化地、干预地与未干预对照的选取规则、样地编码、永久样方和基线档案

02

风沙、水文与地表过程平台

开展风洞与现场风蚀、输沙、沙丘形态、径流、入渗、蒸散、土壤水盐和地下水监测,记录风向风速、土壤含水量、植被粗糙度、边界条件和仪器校准,区分局地效应与区域过程

03

种源、植物定植与群落过程平台

建立乡土种质、种子质量、苗木根系、功能性状和土壤生物资源档案,通过萌发、根箱、控水、盐旱胁迫和群落组合试验研究定植机制,不以温室存活直接替代野外适应性

04

材料、措施与野外组合验证平台

在代表性沙地和退化生态系统设置随机、分区或配对对照,比较沙障、覆盖、集雨、封育、补播、轮牧及组合措施的施工参数、效果持续期、维护需求和材料残留风险

05

长期生态监测与区域适用性平台

通过永久样地、无人机与卫星遥感、地面复核和第三方调查,连续评价群落结构、自然更新、土壤功能、风沙活动、水资源、物种多样性、极端年份表现、停止干预后的保持能力和规模化边界

01

基线与参照

明确退化前景观、可达参照状态、历史土地利用和未干预对照

02

风沙过程

同步报告风况、起沙阈值、输沙或侵蚀量、地表粗糙度和观测尺度

03

水量与盐分

核算降水、补水、土壤储水、蒸散、渗漏、地下水和盐分迁移

04

群落恢复

区分播种出苗、苗木成活、群落建立、自然更新和功能性组成

05

生态功能

联合评价土壤稳定、水文调节、生产力、碳、生物多样性和抗扰韧性

06

持续与尺度

记录极端年份、维护投入、停止干预后的表现及从样地到景观的适用边界

05 VALIDATION PATHWAY

分阶段验证路径

从退化概念模型到多年景观恢复
逐级验证“过程有效、资源可承受、系统能持续”

后一级须保留前一级的基线、参照、未干预对照和失败标准,并逐步加入气候波动、放牧与人类活动、维护衰减、材料老化、自然更新和极端干旱等真实条件。

01

区域基线与恢复目标

明确气候地貌、沙源风场、水土盐、植被、土地利用、退化驱动、利益相关方、参照生态系统、目标功能、空间尺度和不可接受风险

02

机理试验与措施筛选

通过风洞、土柱、控水盐旱、种子苗木和材料试验确定作用机制、阈值、用量、寿命、失效模式及对土壤水分和非目标生物的影响

03

代表性样地对照验证

在典型退化单元设置随机、分区或配对对照,比较单项与组合措施,连续记录风沙、水量、土壤、成活、群落、成本和施工扰动

04

多年多点与景观尺度复验

覆盖不同年份、地貌位置、土壤类型和管理强度,利用永久样地、地面监测与遥感互证,评价扩展后的水资源、连通性、维护和溢出效应

05

长期功能与适应性管理

检验自然更新、群落稳定、生态功能、抗扰恢复、停止或减少维护后的保持能力,接受第三方复核并根据监测结果调整物种、密度、用水和土地管理

科学、安全与成果边界

短期绿化和局部固沙
不等于生态系统已经恢复

野外作业须控制高温、严寒、强风、粉尘、紫外线、迷失、车辆与机械伤害,并建立通信定位和极端天气撤离机制。引种、土壤改良、沙障和补水工程须评价外来入侵、地下水消耗、次生盐渍化、材料残留、栖息地阻隔和非目标生物风险。

01

施工完成与治理有效

沙障铺设、封育围栏或补播完成只代表措施已实施;须用风沙、水土、群落和生态功能证据判断治理效果

02

个体成活与群落恢复

苗木或播种成活不等于种群能够繁殖、群落结构建立或生态功能恢复;还要观察自然更新、物种互作与演替

03

覆盖度与生态质量

遥感变绿、覆盖度或生物量上升可能来自单一物种、灌溉依赖或短期气候;不能替代多样性、土壤、水文和韧性评价

04

局部固沙与区域沙源

单点风速降低、积沙或表面稳定不代表区域输沙量和沙丘迁移已得到控制;须说明风况、边界、尺度和上下风向影响

05

补水增益与资源持续

补灌可以提高早期成活,但必须核算水源、能耗、地下水和盐分效应;长期依赖超出承载力的供水不属于自维持恢复

06

样地结果与规模化成果

小区、单年或正常气候条件下有效,不等于景观尺度可复制;还需验证极端年份、施工扰动、维护成本、材料寿命和长期土地管理

从生态系统恢复进入环境工程与生态治理

生态修复处理退化系统的结构、过程与功能
污染源控制和工程环境风险由下一中心继续深化

本底参照退化诊断过程调控群落建立长期功能
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以参照系统、过程计量和长期监测支撑荒漠化治理与生态恢复

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