研究自然条件与人为干预条件对活化不同退化程度的"黑土型"高寒草甸土壤种子库、营养库和微生物区系的影响,量化其对植被恢复的贡献率,明确各类退化草地土壤的生态承载力;评估不同退化程度"黑土型"高山草甸土-草-畜生态系统C、N、P等元素盈亏动态及其对植被恢复的独立与交互营养功能;量化不同退化程度的"黑土型"高山草甸对其土壤微生物真菌、细菌群落及小动物群落的变化动态的影响;鉴定与分离高山草甸土中可能具有固氮和溶磷功能的菌类,并建立相应功能微生物库,为生产相应的生物肥料用于植被恢复奠定理论和试验基础;搜集和评价当地天然牧草(植物)种质资源,确定优良材料,保护植被多样性,为补播恢复退化草地奠定物质基础。意义在于掌握不同退化阶段草地植物群落和多样性特征与土壤种子库、营养库和微生物库的变化的关系,以进一步论证和提出"黑土型"退化草地恢复的理论和新技术。
经过三年的野外调查、室内分析、业内总结等工作,在以下几个方面取得了较大进展。(1)从土壤系统角度揭示了"黑土滩"缺乏自然恢复需要的植被更新库,要进行"黑土滩"恢复就必须人为种子库"捐赠";发现改建"黑土滩"的人工植被土壤中种子库构成只是最初捐赠的种子库部分,缺乏植被演替需要的种子库物种,必须根据人工植被演替需求的种子库捐赠。(2)"黑土滩"土壤表层消失,土壤中总养分含量降低,速效养分极度缺乏,酶活性减弱,人工植被未能提高土壤总养分和速效养分,因此"黑土滩"持续恢复必须人为进行分期养分补充,或采用人工植被营养回田的办法。(3)必须有效的进行关键土壤养分因子调控,提高有益土壤微生物活性,提高其土壤养分转化能力,其中碳、氮是关键。 "黑土滩"毒杂草部分次生代谢物会促进非有益性微生物的繁殖增加,提出了消除毒杂草不利影响的土壤处理原则和方法。(4)经过三年试验,筛选了近30种人工植被材料,其中包括草本和小灌木,进行了部分组合试验,为大规模试验提供了材料。建立大量试验的样地,包括土壤改造、补碳样地,提出了土壤"三库"综合调控理论,为本项目持续进行提供了重要基础。