生态恢复技术在土地资源管理中的应用

李淑

宁远县土地收购储备中心, 湖南永州 425600

摘要: 摘要:本研究探讨了生态恢复技术在土地资源管理中的应用,重点分析了其在解决生态退化问题上的有效性。通过植被恢复、土壤改良和生态修复工程等技术手段,可以显著提高土地的植被覆盖度,改善土壤质量与肥力,并增强生态系统的稳定性,从而减少水土流失。合理运用这些技...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:本研究探讨了生态恢复技术在土地资源管理中的应用,重点分析了其在解决生态退化问题上的有效性。通过植被恢复、土壤改良和生态修复工程等技术手段,可以显著提高土地的植被覆盖度,改善土壤质量与肥力,并增强生态系统的稳定性,从而减少水土流失。合理运用这些技术不仅有助于解决土地生态退化,还能提升土地资源的质量与生态功能,为实现土地资源的可持续利用提供有力保障。

关键字:生态恢复技术;土地资源管理;植被恢复;土壤改良;生态修复工程

1 引言

当前全球范围内土地资源面临严峻的生态退化挑战,传统土地治理方式难以实现生态系统全面修复,亟需生态恢复技术介入。植被恢复技术通过物种配置与重建,逐步恢复退化区域植被覆盖;土壤改良技术借助物理、化学或生物手段改善土壤结构与肥力;生态修复工程结合工程与生物措施,增强生态系统稳定性。同时,3S技术(遥感技术RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS的统称)等现代手段能提升土地管理精准性与效率,为生态恢复技术实施提供数据支撑。可见,生态恢复技术(包括植被恢复、土壤改良、生态修复工程等)已成为解决土地生态退化、实现可持续管理的核心手段,其应用必要性不言而喻。

2生态恢复技术在土地资源管理中的应用理论基础

2.1 生态恢复技术的核心原理

植被恢复技术的核心生态学原理根植于群落演替理论,即通过人工干预加速退化土地上原生植被群落的自然恢复进程,重建具有自我维持能力的生态系统结构。技术逻辑上,需优先选择乡土物种进行配置,因其对本地气候、土壤条件具有更强适应性,可降低外来物种入侵风险,同时兼顾物种间的生态位互补关系,构建乔木、灌木、草本多层次覆盖体系,优化光热资源利用并增强水土保持效果。

土壤改良技术的生态学原理聚焦于修复土壤物理化学性质与生物群落的协同平衡,通过改善土壤通气性、保水性及养分循环能力,为植被生长提供健康基质。技术逻辑上,常采用物理、化学与生物改良措施相结合的方式。利用RS与GIS技术可精准监测土壤退化的空间分布特征及改良效果,为土壤改良措施的靶向实施与动态调整提供数据支撑,显著提升技术应用的精准度与效率。

2.2 土地资源管理中生态恢复的目标体系

生态恢复技术在土地资源管理中的目标体系需围绕土地质量提升与生态功能增强两大核心维度展开。对于土地质量提升,目标包括通过土壤改良技术修复退化耕地的理化性质,增加有机质含量、优化土壤结构及提升保水保肥能力,同时借助植被恢复技术重建土地植被覆盖,降低土壤侵蚀风险;针对矿区废弃地等特殊场景,需通过生态修复工程技术消除土地污染隐患,恢复土地的基本生产或生态承载能力。在生态功能增强层面,目标涵盖提升土地生态系统的生物多样性,增强生态系统的自我调节能力与稳定性,减少水土流失及面源污染,推动土地资源从单一生产功能向生态-生产复合功能转型。3S技术可支撑土地资源管理中的动态监测,为生态恢复目标的量化评估提供技术手段;土地资源的可持续利用需以生态功能稳定为基础,这一观点为目标体系中长效性目标的设定提供了理论依据。此外,目标体系还需兼顾区域适配性,针对不同土地退化类型制定差异化目标,例如干旱区侧重植被耐旱性提升与水资源节约利用,湿润区侧重水土流失防控与生态系统完整性恢复,确保生态恢复技术的应用与土地资源管理需求精准匹配。

2.3 技术应用的适配性理论

技术应用的适配性理论聚焦于土地退化类型与生态恢复技术的精准匹配,核心是依据不同退化场景的生态特征与核心问题,选择兼具针对性与有效性的技术方案。地理信息系统可精准识别土地退化的空间分布与类型特征,为技术适配提供数据支撑,提升选择的科学性。不同土地退化类型的适配技术存在显著差异,具体关系如下表1所示:

表1 不同土地退化类型的适配技术

土地退化类型

核心问题

适配生态恢复技术

技术作用

矿区废弃地

土壤结构破坏、重金属污染、植被缺失

耐重金属植被恢复+生物土壤改良

重建植被覆盖,降低重金属活性

退化耕地

土壤肥力下降、结构板结、有机质不足

物理(深耕)+化学(有机肥)+生物改良(微生物菌剂)

提升土壤肥力,改善结构

水土流失区

植被覆盖低、土壤侵蚀严重、生态系统脆弱

生态修复工程(梯田+植被缓冲带)

减少土壤侵蚀,增强生态稳定性

技术选择原则需结合区域生态特征与技术协同效应。信息技术可整合多源数据,优化技术组合的区域适配性,避免单一技术的局限性。精准匹配原则要求依据退化核心问题确定主导技术,如重金属污染区优先采用生物修复技术;协同整合原则注重工程与生物技术的结合,如水土流失区需工程措施控蚀与植被恢复固土同步实施;生态可持续原则需确保技术应用不引发二次生态风险,维护区域生态系统的自然属性。这些原则共同构成技术适配的逻辑框架,保障生态恢复效果的可持续性。

3生态恢复技术在土地资源管理中的应用实践

3.1 植被恢复技术的应用

物种配置技术则需结合不同土地退化类型的特性,在退化耕地场景中,需兼顾生态功能与农业生产需求,通过豆科植物与粮食作物间作的配置方式,利用豆科植物的固氮作用提升土壤肥力。这种物种配置模式不仅能改善退化耕地的土壤结构,还能维持作物产量稳定,实现生态效益与经济效益的平衡。此外,植被恢复技术需与土地资源管理中的整治措施协同,如退化耕地的物种配置需配合梯田修筑等生态修复工程措施提升保水保肥能力,进一步增强土地生态系统稳定性。实践数据显示,退化耕地经优化物种配置后,土壤全氮含量可提升15%-20%,作物抗逆性明显增强,既推动了土地资源的可持续利用,也体现了生态恢复技术在土地资源管理中的应用价值。

3.2 土壤改良技术的应用

土壤改良技术通过物理、化学、生物多维度措施协同作用,有效提升土壤肥力与保水保肥能力。物理改良技术如深耕翻土、客土置换、秸秆覆盖等,可打破土壤板结结构,增加土壤孔隙度与通气性,为水分和养分留存创造空间。在改良方案的精准实施中,3S测绘技术能实现土壤结构问题区域的精准定位,优化物理改良措施的布局与强度,显著提高改良效率与资源利用率。化学改良技术通过施用有机肥、土壤调理剂或石灰等,补充土壤缺失的氮磷钾等养分元素,调节土壤pH值至适宜范围,增强土壤对养分的吸附与持留能力。结合测绘技术的化学改良可精准匹配不同地块的养分需求差异,避免盲目施肥造成的资源浪费,提升土壤肥力改善的针对性。生物改良技术则依托微生物菌剂、绿肥种植等手段,增加土壤有机质含量,促进微生物群落活化,加速有机质分解与养分循环。例如微生物菌剂能增强土壤团聚体稳定性,进一步强化保水保肥效果。

3.3 生态修复工程技术的应用

生态修复工程技术通过工程措施与生物措施的协同整合,实现土地生态系统稳定性的长效增强与水土流失的系统控制。工程措施如梯田修筑、边坡锚固等可快速缓解地形破碎化带来的侵蚀风险,而生物措施如乡土植物配置、微生物接种等则能逐步恢复土壤结构与生物多样性,二者结合形成“短期控害+长期修复”的复合体系。在工程规划阶段,测绘技术的精准应用可明确修复区域的地形特征与土壤退化程度,测绘技术能为工程措施的布局提供高精度空间数据,提升措施的针对性与有效性;而空间信息技术的实时监测则支撑工程与生物措施的动态调整,空间信息技术可追踪植被生长状态与水土流失变化,为协同措施的优化提供依据,不同修复模式的效果对比数据见表2。

表2 不同修复模式的效果对比数据

修复模式

水土流失量减少率(%)

植被覆盖率提升(%)

土壤有机质增加率(%)

工程+生物措施

75-85

40-50

25-30

单一工程措施

60-70

10-15

5-8

单一生物措施

30-40

30-35

15-20

数据显示,工程与生物措施结合的模式在水土流失控制与生态恢复方面表现最优,既能通过工程措施快速降低侵蚀强度,又能借助生物措施提升土壤肥力与植被覆盖度,实现生态系统的良性循环。例如,在南方红壤丘陵区的水土流失修复项目中,采用梯田工程配合乔灌草混交种植,不仅使水土流失量减少80%以上,还通过植被根系的固土作用进一步增强了工程措施的稳定性,形成可持续的生态防护体系。

4生态恢复技术应用的案例分析

4.1 矿区废弃地生态恢复案例

湖南某矿废弃地面积约100公顷,长期开采导致地表植被殆尽,土壤沙化严重,有机质含量仅0.48%,植被覆盖率为8.7%。项目团队采用“3S”技术对废弃地进行精准现状调查与分区,针对不同区域土壤退化程度制定差异化恢复方案:极度贫瘠区域先通过物理改良平整地形,再施加腐熟有机肥与微生物菌剂提升肥力;边坡区域结合生态修复工程技术构建阶梯式防护带,同步铺设生物垫防止水土流失。植被配置选择湖南本地耐旱耐贫瘠物种,如马尾松、胡枝子、芒萁等,采用混播模式提高群落稳定性。

经过三年系统恢复,矿区植被覆盖率提升至62.3%,土壤有机质含量增至1.82%,地表径流系数从0.65降至0.36。这种工程措施与生物措施结合的模式能有效促进生态系统自我维持。后期监测显示,本土物种占比达85.2%,形成稳定的乔灌草复合群落,改善区域生态环境,生态恢复后各项核心指标的具体数值见表3。

表3 生态恢复后各项核心指标的具体数值

指标

恢复前

恢复后

变化幅度

植被覆盖率

8.7%

62.3%

+53.6个百分点

土壤有机质含量

0.48%

1.82%

+279.2%

地表径流系数

0.65

0.36

-44.6%

本土物种占比

0%

85.2%

+85.2个百分点

4.2 退化耕地土壤改良案例

选取湖南省某县典型砂质退化耕地修复项目作为研究对象,该区域因长期连作、化肥过量施用导致有机质含量仅9.2g/kg,pH值偏酸(5.2),保水保肥能力弱,作物产量较周边优质耕地低30%以上。项目采用生物改良(秸秆全量还田+紫云英绿肥轮作)、化学改良(腐殖酸有机肥配施钙镁磷肥)与物理改良(深耕25-30cm)相结合的综合技术方案,实施周期为2年。实施过程中,利用3S技术对土壤质量进行动态监测与精准管理,实时优化改良措施。

通过对项目区改良前后土壤指标及作物产量的监测,结果显示各项指标均显著提升(详见表4),部分指标接近该区域优质耕地水平。土壤有机质含量提升主要得益于秸秆全量还田与紫云英绿肥轮作带来的持续有机物料投入;pH值从酸性调整至中性偏酸,有效缓解酸化问题,与腐殖酸有机肥配施钙镁磷肥的化学改良措施密切相关;有效磷含量增加是钙镁磷肥施用的直接效果。

表4退化耕地改良前后土壤指标及作物产量变化

指标

改良前

改良后

提升幅度(%)

土壤有机质含量(g/kg)

9.2

13.5

46.7

土壤pH值

5.2

6.3

-(趋于中性)

土壤有效磷含量(mg/kg)

8.1

15.3

88.9

平均产量(kg/亩)

350

520

48.6

5生态恢复技术应用的优化策略与保障措施

5.1 技术优化方向

针对矿区废弃地重金属污染与土壤结构破坏并存的退化特征,需推动植被恢复技术与土壤改良技术的深度整合——先通过物理改良(如客土置换)改善土壤基质结构,再结合化学钝化(如施加有机肥)降低重金属活性,最终采用乡土耐污物种配置实现植被重建。同时提升区域适配性,土地资源管理中技术应用需兼顾区域自然条件与生态需求,因此矿区修复应结合当地气候(如干旱区优先选择耐旱物种)与土壤质地(如沙质土壤增加保水措施)调整技术参数,避免生搬硬套其他区域模式。

退化耕地的技术优化需聚焦土壤肥力与结构的协同提升,整合物理改良(如深松耕)、化学改良(如平衡施肥)与生物改良(如秸秆还田配施微生物菌剂)三类技术,形成“改良-培肥-维持”的技术链条。区域适配性方面,3S技术可实现土地退化状况的精准监测与分区,据此可将退化耕地划分为轻度肥力下降区、中度结构破坏区,分别匹配“生物改良为主”“物理+化学改良结合”的差异化技术组合,提升技术应用的精准度。

针对水土流失型土地退化,需整合生态修复工程技术与生物措施——工程上采用梯田修筑、鱼鳞坑开挖等措施拦截径流,生物上搭配乔灌草立体植被配置增强地表覆盖。区域适配需考虑地形与降水特征:丘陵区优先选择缓坡梯田结合水土保持林,山区则采用谷坊工程与先锋树种(如马尾松)搭配,湿润区增加地表覆盖度以减少雨水冲刷,干旱区注重耐旱植被与节水工程的结合,确保技术效果与区域生态条件相匹配。

5.2 管理机制保障

构建生态恢复技术在土地资源管理中应用的保障体系,需从政策、资金、监测三维度协同发力。政策支持层面,应完善技术应用标准体系与激励机制,针对植被恢复、土壤改良等技术制定区域适配性实施规范,同时通过税收调节等手段引导市场主体参与,土地税工具可优化土地资源配置,推动生态友好型管理模式落地。资金投入方面,建立多元融资机制,整合政府专项基金、社会资本PPP模式及生态补偿资金,重点支持生态修复工程中工程措施与生物措施的融合项目,保障技术落地的资金供给。监测评估层面,引入精准测绘技术提升动态监管能力,测绘技术可实现土地生态指标的精准采集与分析,如植被覆盖率、土壤保水能力等数据的实时更新;同时建立长效评估机制,定期对技术应用效果进行量化考核,生态恢复技术应用保障机制实施效果对比见表5。

表5生态恢复技术应用保障机制实施效果对比

保障维度

核心指标

实施前均值

实施后目标值

政策支持

技术应用规范覆盖率

62%

95%

资金投入

生态修复工程资金到位率

70%

90%

监测评估

生态指标精准监测率

58%

85%

6 总结

生态恢复技术已成为土地资源管理中应对生态退化、提升土地质量与生态功能的核心手段。在理论层面,其核心原理涵盖植被恢复的群落演替规律、土壤改良的理化生物特性调控,以及适配性理论对不同退化类型土地与技术匹配的指导,构建了明确的目标体系以增强土地生态系统稳定性。实践中,植被恢复技术通过物种配置与重建,有效提升矿区废弃地等区域的植被覆盖率;土壤改良技术结合物理、化学与生物措施,改善退化耕地的肥力与保水保肥能力;生态修复工程则融合工程与生物手段,减少水土流失并强化系统抗干扰性。案例分析进一步验证了技术应用的实际效果,矿区废弃地植被覆盖率显著提升,退化耕地土壤有机质含量与结构得到改善,为技术推广提供了实证支撑。针对技术应用中的不足,优化策略聚焦于技术整合与区域适配性提升,管理机制从政策支持、资金投入到监测评估构建了全面保障体系,实现土地资源的可持续利用。

参考文献

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[3] 白艳萍.地理信息系统在土地资源管理中的应用探讨.[J].湖北农机化,2020(01).

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