项目编号：2023YFF1305300

项目牵头承担单位：中国林业科学研究院生态保护与修复研究所

项目负责人：吴波

执行期限：2023年12月至2027年05月

全面开展任务书规定的各项研究工作，建立野外观测样地，搭建野外实验平台，开展系统的野外调查、观测及采样分析。共性基础、技术研究、试验示范和智慧平台建设工作稳步开展，示范区开始建设。2024年下半年，项目发表第一标注论文14篇，其中SCI论文8篇、卓越期刊论文2篇，授权专利3项、发布标准1项，申请标准1项，出版专著一本。

1. 研发生物基沙障铺设与灌草种子旋播机械化流沙治理技术

该成果由生物基沙障制备技术、灌草种植包配制技术和生物基沙障铺设及灌草旋播一体机作业技术 3 项技术组成的机械化治沙技术体系。

①生物基沙障制备技术

以柠条、黄柳等沙区丰富的灌木生物质或废弃剩余物为原料，进行粉碎，得到长度为1-3mm的生物基材料，固沙剂和生物基材料1:25（质量比）进行配比。目前，固沙剂发明专利已完成申报(专利名称：一种多功能沙胶结壳粉剂的制备及应用方法)。

图 1 流动沙地固沙剂喷施与结壳效果

②灌草种植包配制技术

禾本科草+豆科植物+先锋植物相结合，杨柴:柠条:禾本科草:沙芥=5:5:1:1（浑善达克沙地区域），每个种植包设计2kg的混合种子。依据不同沙区研制适宜的种植包。（图2）。

图 2 灌草种植包配置与野外建1年植效果图

③生物基沙障铺设及灌草旋播一体机作业技术

采用带状作业方式，在机械行走过程中，将生物基沙障播撒于地表，并对其旋耕和起垄、并塑形；同时在塑形后形成的沙陇上点播灌草种植包形成综合沙障。技术参数：作业速度3-5km/h，灌草种子点播4-5kg/h，沙障幅宽30-35cm，高度10-15cm，两行一带（图3）。

图 3 固沙剂喷施机与一体机设计图

本成果实现了沙障铺设与灌草种子点播同步完成，大大提高了沙障铺设效率与植被建植成活率。

2. 研发多尺度精准识别典型退化人工林技术

       针对杨树人工林的退化评价与健康监测，在林分、中小及地区三个尺度上均实施了有效的技术手段，形成了一套全面且科学的评价体系。在林分尺度，基于实地调查数据，提出了基于稳定性指标和退化指标的杨树林分退化评价模型。在中小尺度，利用无人机遥感技术获取图像数据，结合深度学习算法，实现了对杨树人工林健康程度的精准评定。在地区尺度，结合无人机与卫星数据，通过机器学习与深度学习技术，构建了杨树退化识别模型。研究成果在河北省多家林场，包括坝头林场、狼窝沟林场、油篓沟林场、屯垦林场、北石楞林场以及金沙滩林场等，广泛推广与应用。

3. 发明了一种沙生植物根系观察育苗盘及育苗方法

本发明提供了一种沙生植物根系观察育苗盘及育苗方法，包括：底盘和育苗盘，所述育苗盘能够安装于所述底盘，所述育苗盘设置有多个排水透气孔，所述育苗盘能够通过所述排水透气孔吸取所述底盘中的水分；所述育苗盘包括盘体、活动式隔离布和活动式隔板，所述活动式隔板能够可拆卸地设置于所述盘体内，并且所述活动式隔板沿上下方向延伸以将所述盘体内的空间沿横向分成两部分；所述活动式隔离布设置于所述盘体内且沿上下方向延伸，并且所述活动式隔离布的至少一端能够沿横向运动。该发明解决了根系生物量较小的沙生植物根系难以观察的问题，同时为双因素胁迫引发的植物根系趋向性提供了新的育苗方法和思路。

      4. 构建了京津风沙源工程区生态系统服务评估指标体系和评估方法

以京津风沙源治理工程实施目标为核心，综合考虑京津风沙源区区域特征和已有研究成果，选取固碳、防风固沙、空气净化、水源涵养、土壤保持和生物多样性保育6项生态系统服务开展评估。同时，分别确定了各项生态系统服务的评估指标，依次为固碳量、防风固沙量、减少释尘量、水源涵养量、土壤保持量、生物物种分布。系统梳理生态系统服务各指标已有评估方法，结合京津风沙源区区域特征和已有评估方法的适用条件，分别选取净生态系统生产力法+固碳速率法评估京津风沙源区生态系统固碳量、风蚀模型评估防风固沙量、风蚀模型+修订Marticorena粉尘模型评估减少释尘量、产水量模块评估水源涵养量、修订土壤流失方程+泥沙持留模块评估土壤保持量、最大熵模型Maxent评估物种分布。形成了京津风沙源区生态系统服务评估体系。以该评估体系为基础，结合京津风沙源区2013~2022年高空间分辨率数据集，完成了2013~2022年京津风沙源区主要生态系统服务价值的估算。