科尔沁沙地生态恢复研究进展与思考

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00076

摘要/Abstract

摘要：

科尔沁沙地是中国北方四大沙地之一，拥有相对良好的水热资源与独特的文明演化特性，呈现游牧文明与农耕文明交错发展的历史进程。近代以来，由社会变革与人口激增衍生的农牧业生产活动剧烈发展，导致科尔沁沙地持续退化，形成植被覆盖度低、风沙活动增强等现象，一方面限制着区域农牧业经济发展与农牧民生活水平提高，另一方面导致环境质量恶化，与高质量生活需求产生矛盾。在此背景下，国家与地方出台实施了一系列与科尔沁沙地生态恢复有关的政策法规与重大工程，同时相关机构开展了科尔沁沙地土壤沙漠化过程、生态恢复等方面的机理研究与技术研发示范。近30年来，在科学理论、政策法规及重大工程的共同推动下，科尔沁地区沙漠化土地实现了有效逆转与持续性恢复。基于已有研究基础及国家生态文明建设重大需求，结合区域发展现状与趋势，对近年来科尔沁沙地生态恢复有关研究进展进行系统梳理和初步展望，为科尔沁沙地有效治理及区域高质量发展提供信息支撑。

关键词: 沙漠化, 生态恢复, 生态文明, 科尔沁沙地

Abstract:

Horqin Sandy Land is one of the four great sandy lands in northern China. Due to the relatively high level of precipitation and temperature conditions and the unique characteristics of civilization evolution， nomadic and farming civilization alternate development of history. In modern times， the rapid development of agricultural and husbandry production activities derived from the social change and population surge led to the continuous land degradation of Horqin Sandy Land in the past hundred years. The resulting phenomena such as low vegetation coverage and increased wind and sand activities， on the one hand， limit the development of regional agricultural and husbandry economy and the improvement of the living standards of farmers and herdsmen， on the other hand， lead to the deterioration of environmental quality， thus contradicting the demand for high-quality life. Under this background， the state and local governments have implemented a series of major projects， policies and regulations related to ecological restoration in Horqin Sandy land， and relevant institutions have carried out a series of fundamental studies and technology research and development demonstrations related to soil desertification process and ecological restoration in Horqin Sandy Land. In the past 3 decades， the desertified land in Horqin area has achieved effective reversal and sustainable recovery under the joint promotion of scientific theories， policies， regulations and major projects. This paper systematically reviews the research progress related to ecological restoration in Horqin Sandy Land in recent years， and makes a preliminary outlook based on the existing research basis and the major needs of national ecological civilization construction， combined with the current situation and trend of regional development， aiming to provide information support for the effective management and high-quality regional development of Horqin Sandy Land.

Key words: desertification, ecological restoration, ecological civilization, Horqin Sandy Land

中图分类号:

Q941.73

罗永清, 白浩江, 贾豪, 李刚, 丁杰萍, 周静, 王立龙, 陈伊迪, 李玉强. 科尔沁沙地生态恢复研究进展与思考[J]. 中国沙漠, 2025, 45(4): 75-84.

Yongqing Luo, Haojiang Bai, Hao Jia, Gang Li, Jieping Ding, Jing Zhou, Lilong Wang, Yidi Chen, Yuqiang Li. Review and reflections on research progress of ecological restoration in Horqin Sandy Land[J]. Journal of Desert Research, 2025, 45(4): 75-84.

参考文献 99

[1]	Hobbs R J， Norton D A.Towards a conceptual framework for restoration ecology［J］.Restoration Ecology，1996，4（2）：93-110.
[2]	朱震达.中国的脆弱生态带与土地荒漠化［J］.中国沙漠，1991，11（4）：11-21.
[3]	朱震达，刘恕.中国的沙漠化及其治理［M］.北京：科学出版社，1989.
[4]	王涛，吴薇，薛娴.近50年来中国北方沙漠化土地的时空变化［J］.地理学报，2004，59（2）：203-212.
[5]	陈雪萍，赵学勇，张晶，等.基于地理探测器的科尔沁沙地植被NDVI时空变化特征及其驱动因素［J］.植物生态学报，2023，47（8）：1082-1093.
[6]	王涛，宋翔，颜长珍，等.近35 a来中国北方土地沙漠化趋势的遥感分析［J］.中国沙漠，2011，31（6）：1351-1356.
[7]	Liu Q F， Zhang Q， Yan Y Z，et al.Ecological restoration is the dominant driver of the recent reversal of desertification in the Mu Us Desert （China）［J］.Journal of Cleaner Production，2020，268：122241.
[8]	金海珍，于德永，郝蕊芳，等.科尔沁沙地关键生态系统服务的约束关系分析［J］.生态学报，2021，41（18）：7249-7259.
[9]	罗永清，李玉强.基于“山水林田湖草沙生命共同体”理念的我国北方沙地治理模式探索［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2022，38（338）：1-5.
[10]	赵哈林，赵学勇，张铜会，等.科尔沁沙地沙漠化过程及其恢复机理［M］.北京：海洋出版社，1993.
[11]	赵哈林，周瑞莲，赵学勇，等.科尔沁沙地沙漠化正、逆过程的地面判别方法［J］.中国沙漠，2008，28（1）：8-15.
[12]	张继义，赵哈林，崔建垣，等.沙地植被恢复过程中克隆植物分布及其对群落物种多样性的影响［J］.林业科学，2005，41（1）：5-9.
[13]	Zuo X A， Zhao X Y， Zhao H L，et al.Spatial heterogeneity of soil properties and vegetation-soil relationships following vegetation restoration of mobile dunes in Horqin Sandy Land，Northern China［J］.Plant and Soil，2009，318：153-167.
[14]	Zhang J Y， Zhao H L， Zhang T H，et al.Community succession along a chronosequence of vegetation restoration on sand dunes in Horqin Sandy Land［J］.Journal of Arid Environments，2005，62：555-566.
[15]	Zuo X A， Zhao H L， Zhao X Y，et al.Vegetation pattern variation，soil degradation and their relationship along a grassland desertification gradient in Horqin Sandy Land，Northern China［J］.Environmental Geology，2009，58：1227-1237.
[16]	Zuo X A， Zhao X Y， Zhao H L，et al.Spatial Heterogeneity of soil seed banks in sandy grasslands under fencing and grazing in Horqin Sand land，Northern China［J］.Polish Journal of Ecology，2013，61：221-231.
[17]	Li Y Q， Zhao H L， Zhao X Y，et al.Biomass energy，carbon and nitrogen stores in different habitats along a desertification gradient in the semiarid Horqin Sandy Land［J］.Arid Land Research and Management，2006，20：43-60.
[18]	Lv P， Sun S S， Medina-Roldan E，et al.Effects of habitat types on the dynamic changes in allocation in carbon and nitrogen storage of vegetation-soil system in sandy grasslands：How habitat types affect C and N allocation？［J］.Ecology and Evolution，2021，11：9079-9091.
[19]	Lv P， Zuo X A， Sun S S，et al.Seasonal changes of soil nitrogen mineralization along restoration gradient of sandy grassland，Northern China［J］.Polish Journal of Ecology，2020，68（4）：283-295.
[20]	Lv P， Sun S S， Medina-Roldan E，et al.Soil net nitrogen transformation rates are co-determined by multiple factors during the landscape evolution in Horqin Sandy Land［J］.Catena，2021，206：105576.
[21]	Li Y Q， Zhao H L， Zhang T H，et al.Carbon and nitrogen mineralization in soils along a desertification gradient in the semiarid Horqin Sandy Land，Northern China［J］.Sciences in Cold and Arid Regions，2010，2（1）：21-30.
[22]	李玉强，赵哈林，赵学勇，等.不同强度放牧后自然恢复的沙质草地土壤呼吸、碳平衡与碳储量［J］.草业学报，2006，15（5）：25-31.
[23]	Yao B， Wang X Y， Li Y L，et al.Soil extracellular enzyme activity reflects the change of nitrogen to phosphorus limitation of microorganisms during vegetation restoration in semi-arid sandy land of Northern China［J］.Frontiers in Environmental Science，2023，11：1298027.
[24]	Wang X M， Ge Q S， Geng X，et al.Unintended consequences of combating desertification in China［J］.Nature Communications，2023，14：1139.
[25]	Li Y Q， Zhou X H， Brandle J，et al.Temporal progress in improving carbon and nitrogen storage by grazing exclosure practice in a degraded land area of China's Horqin Sandy Grassland［J］.Agriculture，Ecosystems & Environment，2012，159：55-61.
[26]	Li Y Q， Zhao X Y， Chen Y P，et al.Effects of grazing exclusion on carbon sequestration and the associated vegetation and soil characteristics at a semi-arid desertified sandy site in Inner Mongolia，Northern China［J］.Canadian Journal of Soil Science，2012，92（6）：807-819.
[27]	Li Y Q， Brandle J， Awada T，et al.Accumulation of carbon and nitrogen in the plant-soil system after afforestation of active sand dunes in China's Horqin Sandy Land［J］.Agriculture，Ecosystems & Environment，2013，177：75-84.
[28]	Li Y Q， Awada T， Zhou X H，et al.Mongolian pine plantations improve soil physic-chemical properties and enhance soil carbon and nitrogen capacities in semiarid sandy land［J］.Applied Soil Ecology，2012，56：1-9.
[29]	Guo J W， Song X S， Wang X，et al.Afforestation with an age-sequence of Mongolian pine plantation promotes soil microbial residue accumulation in the Horqin Sandy Land，China［J］.Journal of Arid Land，2024，16（4）：567-579.
[30]	王凯，逄迎迎，张日升，等.不同年龄沙地樟子松非结构性碳水化合物分布特征［J］.生态学杂志，2021，40（5）：1264-1274.
[31]	王少昆，赵学勇，张铜会，等.造林对沙地土壤微生物的数量、生物量碳及酶活性的影响［J］.中国沙漠，2013，33（2）：529-535.
[32]	Huang G， Zhao X Y， Li Y Q，et al.Restoration of shrub communities elevates organic carbon in arid soils of Northwestern China［J］.Soil Biology & Biochemistry，2012，47：123-132.
[33]	Li Y Q， Chen Y P， Wang X Y，et al.Improvements in soil carbon and nitrogen capacities after shrub planting to stabilize sand dunes in China's Horqin Sandy Land［J］.Sustainability，2017，9：662.
[34]	Liu R T， Zhao H L， Zhao X Y.Changes in soil macrofaunal community composition under selective afforestation in shifting sand lands in Horqin of Inner Mongolia，Northern China［J］.Ecological Research，2013，28（1）：1-8.
[35]	罗永清，赵学勇，王涛，等.沙地植物根系特征及其与土壤有机碳和总氮的关系［J］.草业学报，2017，26（8）：200-206.
[36]	周静，孙永峰，丁杰萍，等.退化沙质草地恢复过程中植被生物量变化及其与土壤碳的关系［J］.干旱区研究，2023，40（9）：1457-1464.
[37]	詹瑾，韩丹，杨红玲，等.科尔沁沙地植被恢复过程中群落组成及多样性演变特征［J］.中国沙漠，2022，42（2）：194-206.
[38]	王旭洋，李玉强，罗永清，等.科尔沁沙地不同生境植被凋落物年际及年内动态［J］.应用生态学报，2018，29（5）：1494-1502.
[39]	陈银萍，李晓辉，罗永清，等.科尔沁不同沙地类型植被动态特征及其与凋落物的关系研究［J］.草地学报，2021，29（1）：114-120.
[40]	Luo Y Q， Zhao X Y， Li Y Q，et al.Wind disturbance on litter production affects soil carbon accumulation in degraded sandy grasslands in semi-arid sandy grassland［J］.Ecological Engineering，2021，171：106373.
[41]	李玉霖，赵学勇，刘新平，等.沙漠化土地及其治理研究推动北方农牧交错区生态恢复和农牧业可持续发展［J］.中国科学院院刊，2019，34（7）：832-840.
[42]	赵哈林，李瑾，周瑞莲，等.风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响［J］.草业学报，2015，24（10）：149-156.
[43]	赵哈林，李瑾，周瑞莲，等.强风沙流吹袭对樟子松幼苗生长特性及其逆境生理特征的影响［J］.生态学杂志，2015，34（4）：901-906.
[44]	赵哈林，李瑾，周瑞莲，等.风沙流持续吹袭对樟子松幼树光合蒸腾作用的影响［J］.生态学报，2015，35（20）：6678-6685.
[45]	赵哈林，曲浩，周瑞莲，等.沙埋对两种沙生植物幼苗生长的影响及其生理响应差异［J］.植物生态学报，2013，37（9）：5574-5579.
[46]	赵哈林，曲浩，周瑞莲，等.沙埋对沙米幼苗生长、存活及光合蒸腾特性的影响［J］.生态学报，2013，33（18）：5574-5579.
[47]	Li J， Qu H， Zhao H L，et al.Growth and physiological responses of Agriophyllum squarrosum to sand burial stress［J］.Journal of Arid Land，2015，7（1）：94-100.
[48]	Qu H， Zhao H L， Zhao X Y，et al.Effects of sand burial on the survival and growth of two shrubs dominant in different habitats of Northern China［J］.Environmental Monitoring and Assessment，2017，189：1-10.
[49]	Zhao H L， Qu H， Zhou R L，et al.Effects of sand burial on survival and growth of Artemisia halodendron and its physiological response［J］.Sciences in Cold and Arid Regions，2015，7（1）：59-66.
[50]	赵哈林，曲浩，赵学勇，等.差巴嘎蒿幼苗对沙埋的生态适应和生理响应［J］.生态学报，2014，34（20）：5832-5839.
[51]	赵哈林，曲浩，周瑞莲，等.小叶锦鸡儿幼苗对沙埋的生态适应和生理响应［J］.西北植物学报，2013，33（7）：1388-1394.
[52]	赵哈林，李瑾，周瑞莲，等.樟子松幼树对持续沙埋胁迫的生理响应变化［J］.干旱区资源与环境，2015，29（9）：69-73.
[53]	马赟花，张铜会，刘新平，等.极端降水事件对科尔沁沙地一年生植被的影响［J］.中国沙漠，2016，36（1）：50-56.
[54]	岳祥飞，张铜会，赵学勇，等.科尔沁沙地降雨特征分析：以奈曼旗为例［J］.中国沙漠，2016，36（1）：118-123.
[55]	Luo Y Q， Zhou J， Yue X F，et al.Effect of precipitation frequency on litter decomposition of three annual species （Setaria viridis，Artemisia sacrorum，and Chenopodium acuminatum） in a semi-arid sandy grassland of Northeastern China［J］.Arid Land Research and Management，2021，35（4）：397-413.
[56]	朱远忠，黄文达，何远政，等.短期增温和降水减少对半干旱沙质草地群落特征的影响［J］.西北植物学报，2024，44（3）：470-478.
[57]	车力木格，刘新平，何玉惠，等.半干旱沙地草本植物群落特征对短期降水变化的响应［J］.草业学报，2020，29（4）：19-28.
[58]	Sun S S， Liu X P， Zhao X Y，et al.Annual herbaceous plants exhibit altered morphological traits in response to altered precipitation and drought patterns in semiarid sandy grassland，Northern China［J］.Frontiers in Plant Science，2022，13：756950.
[59]	Huang W D， He Y Z， Wang H H，et al.Leaf physiological responses of three psammophytes to combined effects of warming and precipitation reduction in Horqin Sandy Land，Northeast China［J］.Frontiers in Plant Science，2022，12：785653.
[60]	Huang W D， He Y Z， Zhao X，et al.Effects of warming and precipitation reduction on physiological characters of dominant psammophytes' seeds in Horqin sandy land，Northeast China［J］.Acta Physiologiae Plantarum，2023，45：101.
[61]	Liu X P， He Y H， Cheng L，et al.Effects of precipitation variation and trampling disturbance on seedling emergence of annual plants in a semi-arid grassland［J］.Frontiers in Environmental Science，2023，10：1078541.
[62]	Wang H H， Huang W D， He Y Z，et al.Effects of warming and precipitation reduction on soil respiration in Horqin sandy grassland，Northern China ［J］.Catena，2023，233：107470.
[63]	Lv P， Sun S S， Zhao X Y，et al.Effects of altered precipitation patterns on soil nitrogen transformation in different landscape types during the growing season in Northern China［J］.Catena，2023，222：106813.
[64]	Ma Y H， Zhang T H， Liu X P.Effect of intensity of small rainfall simulation in spring on annuals in Horqin Sandy Land，China［J］.Environmental Earth Sciences，2015，74（1）：1-9.
[65]	Liu X P， He Y H， Sun S S，et al.Restoration of sand-stabilizing vegetation reduces deep percolation of precipitation in semi-arid sandy lands，Northern China［J］.Catena，2022，208：105728.
[66]	Liu X P， He Y H， Zhao X Y，et al.Characteristics of the growing season's deep drainage and soil water in mobile sandy land of Inner Mongolia，Northern China［J］.Journal of Arid Land，2015，7（2）：238-250.
[67]	Liu X P， He Y H， Zhao X Y，et al.The response of soil water and deep percolation under Caragana microphylla to rainfall in the Horqin Sand Land，Northern China［J］.Catena，2016，139：82-91.
[68]	Ma Y H， Zhang T H， Liu X P，et al.The response of Caragana microphylla seedlings to water table changes in Horqin Sandy Land，China［J］.Sciences in Cold and Arid Regions，2015，7（1）：88-93.
[69]	马赟花，张铜会，刘新平.半干旱区沙地芦苇对浅水位变化的生理生态响应［J］.生态学报，2013，33（21）：6984-6991.
[70]	Mao W， Felton A J， Ma Y H，et al.Relationships between aboveground and belowground trait responses of a dominant plant species to alterations in watertable depth［J］.Land Degradation & Development，2018，29：4015-4024.
[71]	Zhao S T， Zhao X Y， Li Y L，et al.Impact of altered groundwater depth on soil microbial diversity，network complexity and multifunctionality［J］.Frontiers in Microbiology，2023，14：1214186.
[72]	Zhao S T， Zhao X Y， Li Y L，et al.Impact of deeper groundwater depth on vegetation and soil in semi-arid region of Eastern China ［J］.Frontiers in Plant Science，2023，14：1186406.
[73]	Zhao S T， Zhao X Y， Li Y L.Relationship between the trait response of aboveground and belowground parts of dominant plant species to groundwater depth change in Horqin Sandy Land，Eastern China［J］.Ecological Indicators，2023，156：111001.
[74]	Bai W M， Guo D L， Tian Q Y，et al.Differential responses of grasses and forbs led to marked reduction in below-ground productivity in temperate steppe following chronic N deposition［J］.Journal of Ecology，2015，103（6）：1570-1579.
[75]	Bobbink R， Hicks K， Galloway J，et al.Global assessment of nitrogen deposition effects on terrestrial plant diversity：a synthesis［J］.Ecological Applications，2010，20：30-59.
[76]	林贵刚，赵琼，赵蕾，等.林下植被去除与氮添加对樟子松人工林土壤化学和生物学性质的影响［J］.应用生态学报，2012，23（5）：1188-1194.
[77]	于占源，曾德慧，艾桂艳，等.添加氮素对沙质草地土壤氮素有效性的影响［J］.生态学杂志，2007，26（11）：1894-1897.
[78]	Zhan J， Li Y L， Zhao X Y，et al.Effects of nitrogen addition and plant litter manipulation on soil fungal and bacterial communities in a semiarid sandy land［J］.Frontiers in Microbiology，2023，14：1013570.
[79]	Li Y L， Yang H L， Su Y Z，et al.Phosphorus coupled with high nitrogen addition exerts a great influence on soil bacterial community in a semiarid grassland［J］.Microbial Ecology，2023，86（4）：2993-3002.
[80]	Mao W， Felton A J， Zhang T H.Linking changes to intraspecific trait diversity to community functional diversity and biomass in response to snow and nitrogen addition within an Inner Mongolian grassland［J］.Frontiers in Plant Science，2017，8：339.
[81]	Niu Y Y， Duan Y L， Li Y Q，et al.Soil microbial community responses to short-term nitrogen addition in China's Horqin Sandy Land［J］.PLoS One，2021，16（5）：e0242643.
[82]	赵欣鑫，李玉霖，李有文，等.氮沉降增加和人类干扰对半干旱草地土壤呼吸的影响［J］.农业工程学报，2020，36（15）：120-127.
[83]	林力涛，孙学凯，于占源，等.氮添加对沙质草地微生物呼吸与根系呼吸的影响［J］.应用生态学报，2016，27（7）：2189-2196.
[84]	李禄军，曾德慧，于占源，等.氮素添加对科尔沁沙质草地物种多样性和生产力的影响［J］.应用生态学报，2009，20（8）：1838-1844.
[85]	孙一梅，田青，郭爱霞，等.水、氮施用量对科尔沁沙地植被特征和叶性状的影响［J］.中国沙漠，2020，40（6）：223-232.
[86]	徐锰瑶，李雪华，刘思洋，等.围封和水氮添加对重度退化草地植物多样性的影响［J］.生态环境学报，2020，29（9）：1730-1737.
[87]	陈静，李玉霖，崔夺，等.氮素及水分添加对科尔沁沙地4种优势植物地上生物量分配的影响［J］.中国沙漠，2014，34（3）：696-703.
[88]	孙一梅，田青，郭爱霞，等.放牧和氮添加对半干旱沙质草地优势种糙隐子草及群落功能性状的影响［J］.草地学报，2021，29（3）：563-571.
[89]	秦文宽，张秋芳，敖古凯麟，等.土壤有机碳动态对增温的响应及机制研究进展［J］.植物生态学报，2024，48（4）：403-415.
[90]	Hanson J P， Childs W K， Wullschleger D S，et al.A method for experimental heating of intact soil profiles for application to climate change experiments［J］.Global Change Biology，2011，17（2）：1083-1096.
[91]	韩丹，李玉霖，杨红玲，等.模拟增温和改变降雨频率对干旱半干旱区土壤呼吸的影响［J］.中国沙漠，2021，41（2）：100-108.
[92]	陈静，李玉霖，冯静，等.温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响［J］.中国沙漠，2016，36（1）：103-110.
[93]	包天玲，刘继亮，李寅龙，等.科尔沁沙质草地群落特征对增温的响应［J］.中国沙漠，2024，44（1）：151-160.
[94]	Luo Y Q， Zhao X Y， Zuo X A，et al.Plant responses to warming and increased precipitation in three categories of dune stabilization in Northeastern China［J］.Ecological Research，2017，32（6）：887-898.
[95]	朱远忠，黄文达，于海伦，等.科尔沁沙质草地不同水热梯度植物群落叶功能性状特征研究［J］.中国沙漠，2024，44（2）：143-150.
[96]	Hu H J， Liu X P， He Y H，et al.Asymmetric pre-growing season warming may jeopardize seed reproduction of the sand-stabilizing shrub Caragana microphylla ［J］.Science of the Total Environment，2023，903：166387.
[97]	何远政.沙质草地三种优势植物对增温和降水减少的生理响应［D］.北京：中国科学院大学，2022.
[98]	Luo Y Q， Zhao X Y， Li Y Q，et al.Effects of foliage litter of a pioneer shrub （Artemisia halodendron） on germination from the soil seedbank in a semi-arid sandy grassland in China［J］.Journal of Plant Research，2017，130（3）：1013-1021.
[99]	Luo Y Q， Du Z， Yan Z Q，et al. Artemisia halodendron litters have strong negative allelopathic effects on earlier successional plants in a semi-arid sandy dune region in China［J］.Frontiers in Plant Science，2020，11：961.