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1、公示信息1、 项目名称：黄土区林草-土壤系统修复机理与近自然经营关键技术主要完成单位：西安理工大学，西北农林科技大学，陕西省林业调查规划院，国家林业和草原局西北调查规划设计院2、提名者：陕西省水利厅提名意见：该成果全面系统地研究了林草-土壤修复与近自然调控关键技术，在植被演替对土壤功能的提升作用机理、不同阶段林草-土壤系统干预修复的诊断技术原理、林草-土壤系统修复的主导机制、植被近自然调控技术体系与模式等方面取得了创新性成果，构建了林草-土壤修复技术模式，促进了植被稳定恢复，形成了植被结构合理、群落稳定的生态系统，在黄土区建立了近自然森林经营示范基地21个，促进了行业科技进步，实现了植被可持续
2、恢复，取得了显著的社会经济效益和生态效益，具有广阔的应用前景和重要的推广价值。成果材料齐全、规范，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科学技术奖提名条件。3、项目简介：本项目属于林业领域，涉及森林经理、土壤学、水土保持学、生态学等多个学科，在国家自然科学基金、省部计划及企事业单位委托项目的支持下，通过现场试验、生态网络定位监测、功能微生物解析和室内测试等方法，结合遥感解译、空间分析和林分结构改良等技术，以林草-土壤系统修复关键技术为核心，系统开展了生态修复过程中林草-土壤系统结构与功能的变化规律的研究，揭示了林草-土壤系统结构与功能的修复机理，创新了林草-土壤系统修复的技术，构建了林草近
3、自然调控技术体系与模式，取得了如下创新性成果：（1） 通过研究林草恢复过程中林草-土壤系统特征，揭示了植被演替过程中群落物种丰富度指数、群落的地上生物量、根系生物量、根冠比、植物体根长密度和根系直径的变化趋势，发现了有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾随恢复年限表现出增加趋势，微生物特征随恢复年限的增加逐渐改善，显著增加了土壤有机碳储量和土壤储水量，改善了土壤结构，提高了土壤抗侵蚀能力，为揭示林草-土壤系统结构与功能的修复机理提供科学依据。（2） 通过分析植物体中的物质迁移分配规律，揭示了林草植被恢复过程营养物质分配策略，阐明了植被演替过程中根系动态分布特征及其根系适应性机制，确定了植被修复条
4、件下的水分稳定性机制，量化了植被恢复团聚体的演变过程，解析了植被恢复改善土壤结构的作用机制，为实现林草-土壤系统修复技术提供了理论支撑。（3） 提出了基于土壤化学计量学的植物-土壤系统修复诊断技术，厘清了微生物、土壤养分等因素对植被次生演替过程的限制作用，确定了人工干预林草-土壤系统修复的关键阈值和关键节点，建立了提升林草-土壤系统水-土-碳保持功效的植被配置技术，提出了植被恢复潜力指数，确定了基于水-土-碳保持功能的植被修复规模。（4） 以水-土-碳保持与提升为核心，构建了林草近自然调控技术体系，形成经营方向明确、防护效果显著、结构合理、群落稳定的生态系统，显著提高了生态系统净初级生产力、产
5、水量、土壤固碳量和土壤保持量，发展了水土保持综合治理、山水林田湖草和清洁小流域等林草近自然调控经营模式，建立了近自然森林经营示范基地21个，并在黄土区大范围推广应用。4、客观评价：本研究以林草-土壤系统生态修复机理与技术中的关键科学问题为核心，阐明了生态修复过程中林草-土壤系统结构和功能演变规律及其修复机理，提出了林草-土壤系统修复技术途径，构建了林草近自然调控技术体系和模式。本研究在基础理论、修复技术和应用模式等方面均取得了突破，研究成果明显优于国内外同类研究。林草植被恢复过程中土壤有机碳稳定性特征研究创新性较好，具有一定的国际影响。相关研究成果发表在Land Degradation and
6、 Development、Catena、Soil Research等期刊上。Geoderma、Soil and Tillage Research、Archives of Agronomy and Soil Science等期刊论文进行了正面评价，认为本研究：阐明了林草植被恢复过程中土壤有机碳稳定性演变特征及其形成机制，为退化林草植被恢复土壤碳储量的长期固定和保持提供了有力支撑。林草植被恢复过程中限制性元素确定技术，对于促进林草植被恢复和提升生态系统稳定性具有重要意义。相关研究成果发表在Soil and Tillage Research和Geoderma等期刊上，评审专家认为，该研究成果具有较强
7、的创新性，提升了对林草植被恢复过程中限制性因素的认识，对深刻理解林草植被结构和功能恢复过程具有重要意义。英国牛津大学Laila Al Harthy教授在Journal of Arid Environments上发表论文对本项目中关于立地条件与林草植被结构、组成关系等进行了正面评价；伊朗学者Mehdi Heydari教授在Ecological Engineering上发表论文对本项目中林草植被恢复结构和功能演变规律研究进行了正面评价；德国哥廷根大学大学的Yakov Kuzyakov教授和西班牙拉曼查大学的Mara Beln Hinojosa教授分别在Soil Biology and Bioche
8、mistry和Global Change Biology上发表论文正面评价了林草植被恢复过程中土壤生物特性演变机制；西班牙科尔多瓦大学的Beatriz Lozano-Garcia教授和M.L. Fernndez-Romero教授分别在Land Degradation and Development和Soil and Tillage Research上发表论文积极评价了本研究中关于林草植被恢复对土壤物理、化学、生物学性质变化的关系以及这种植被结构功能恢复之间的响应关系，国内外其他学者也对这一研究成果给予了正面评价。5、应用情况：本项目林草-土壤系统结构与功能的修复机制、基于土壤化学计量学的植物-
9、土壤系统修复诊断技术、植被水-土-碳保持功效提升配置技术、基于水-土-碳保持功能的林草植被修复规模、林草近自然调控技术体系与植被配置格局、林草近自然调控技术体系经营模式等项目成果被延安市桥北林业局、志丹县林业局等多家单位在生产实践中应用，项目理论及技术成果先后在流域规划与综合治理、水-土-碳功能提升、山水林田湖草规划、清洁小流域建设等方面获得应用，实现了植被健康恢复和生态系统服务功能稳定提升，取得了显著的社会经济效益和生态效益，项目研究成果具有广阔的应用前景。6、 主要知识产权和标准规范等目录：序号知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号（标准编号）授权（标准发布）日期证书编号（标准批准
10、发布部门）权利人（标准起草单位）发明人（标准起草人）1论文Distribution of soil organic carbon impacted by land-use changes in a hilly watershed of the Loess Plateau, China中国10.1016/j.scitotenv.2018.10.1722019年2月20日Science of the Total Environment西安理工大学时鹏，张妍，李鹏，李占斌，于坤霞，任宗萍，徐国策，程圣东，王飞超，马勇勇2论文Influence of land use and land cover p
11、atterns on seasonal water quality at multi-spatial scales中国10.1016/j.catena.2016.12.0172017年4月Catena西安理工大学时鹏，张妍，李占斌，李鹏，徐国策3论文Land-use changes and check dams reducing runoff and sediment yield on the Loess Plateau of China中国10.1016/j.scitotenv.2019.01.4302019年5月Science of the Total Environment西安理工大学时
12、鹏，张妍，任宗萍，于洋，李鹏，龚俊夫4论文Effects of elevated CO2 and drought on the microbial biomass and enzymatic activities in the rhizospheres of two grass species in Chinese loess soil中国10.1016/j.geoderma.2016.10.0252017年1月Geoderma西北农林科技大学薛萐，杨晓梅， 刘国彬，盖龄同，张昌胜，Coen J. Ritsema，Violette Geissen5论文Long-term effects of
13、vegetational restoration on soil microbial communities on the Loess Plateau of China中国10.1111/rec.123742016年11月Restoration Ecology西北农林科技大学肖列，刘国彬，张娇阳，薛萐6论文Direct and indirect effects of elevated CO2 and nitrogen addition on soil microbial communities in the rhizosphere of Bothriochloa ischaemum中国10.1
14、007/s11368-019-02336-02019年11月Journal of Soils and Sediments西北农林科技大学肖列，刘国彬，李鹏，薛萐7论文氮素添加和CO_2浓度升高对白羊草根际和非根际土壤水溶性有机碳、氮的影响中国10.13287/j.1001-9332.201701.0052017年1月应用生态学报西安理工大学肖列，刘国彬，李鹏，薛萐8软件著作权基于NDVI的区域植被覆盖度时空演变分析软件中国2019SR08276352019年5月31日4248392西安理工大学贾路、任宗萍、徐国策、李占斌、李鹏、程圣东、王飞超9软件著作权区域NDVI与气候和地形因子响应分析软件
15、中国2019SR08762002019年6月4日4296957西安理工大学贾路、徐国策、任宗萍、李占斌、李鹏、王飞超10实用新型专利一种自动筛土称土装置中国ZL201822146415.62019年9月30日9653973西安理工大学张凯、鲁克新、时鹏、李鹏、王飞超、王添、郝淼7、主要完成人情况：姓名排名行政职务技术职称工作单位完成单位对本项目贡献时鹏1无副教授西安理工大学西安理工大学提出植被水-土-碳保持功效提升配置技术，创新了林草近自然调控技术体系与植被配置格局，确定了林草植被修复规模。薛萐2无研究员西北农林科技大学西北农林科技大学揭示了林草植被群落结构与功能特征演变，解析了林草植被修复条
16、件下土壤团聚体稳定性机制。李谭宝3院长教授级高级工程师国家林业和草原局西北调查规划设计院国家林业和草原局西北调查规划设计院创新了林草近自然调控技术体系。肖列4无副教授西安理工大学西安理工大学基于土壤化学计量学的植物-土壤系统修复诊断技术。呼海涛5副院长高级工程师陕西省林业调查规划院陕西省林业调查规划院揭示了黄土高原不同区域的植被生态退化的突出问题及其成因，推广应用于退化防护林改造。王吉斌6副院长教授级高级工程师国家林业和草原局西北调查规划设计院国家林业和草原局西北调查规划设计院明确了低产林改造方式、林草配置模式。孙景梅7无高级工程师国家林业和草原局西北调查规划设计院国家林业和草原局西北调查规划
17、设计院建立了近自然森林经验示范基地。任宗萍8无副教授西安理工大学西安理工大学发展了水土保持综合治理和生态清洁小流域治理模式。刘莹9无助研西北农林科技大学西安理工大学揭示了林草植被恢复过程营养物质分配策略。8、 主要完成单位及创新推广贡献：本项目主要完成单位：西安理工大学，西北农林科技大学，陕西省林业调查规划院，国家林业和草原局西北调查规划设计院西安理工大学，第一完成单位。负责项目的总体计划实施。在本研究的立项、实施、总结及鉴定等整个过程中，学校均给予了人力、物力和财力的支持。研发了基于土壤化学计量学的植物-土壤系统修复诊断技术，提出了林草近自然调控技术体系与植被配置格局，确定了林草植被修复规模
18、，发展了水土保持综合治理和生态清洁小流域治理模式。西北农林科技大学：揭示了林草植被群落结构与功能特征演变、林草植被修复条件下土壤团聚体稳定性机制、阐明了林草植被恢复过程营养物质分配策略及其根系适应性机制。陕西省林业调查规划院：揭示了黄土高原不同区域的植被生态退化的突出问题及其成因，通过人工干预和自然修复相结合，改造退化防护林，综合恢复自然生态功能，提高了生态承载力。国家林业和草原局西北调查规划设计院：创新了林草近自然调控技术体系，在黄土高原建立了近自然森林经验示范基地，推广了林草近自然调控技术。9、 完成人合作关系说明：本项目完成人及工作单位包括：时鹏、肖列、任宗萍（西安理工大学），薛萐、刘莹
19、（西北农林科技大学），李谭宝、王吉斌、孙景梅（国家林业和草原局西北调查规划设计院），呼海涛（陕西省林业调查规划院）。西安理工大学时鹏与西北农林科技大学薛萐负责项目总体设计和组织实施。在西安理工大学，时鹏、肖列、任宗萍是一个良好的科研团队，在科研项目、论文发表等方面有着密不可分的合作关系，长期以来在林草植被修复条件下土壤化学计量特征、植被恢复团聚体及微生物的关系、林草近自然调控等方面开展了深入的合作研究，基于野外监测、室内测试与数值模拟等方法，揭示了植被水-土-碳保持功效提升机制，提出了基于土壤化学计量学的植物-土壤系统修复诊断技术，创新了林草近自然调控技术体系与植被配置格局，确定了林草植被修复
20、规模。自2010年开始，西安理工大学时鹏、肖列等人与西北农林科技大学薛萐在植被恢复调控技术等方面开展合作，双方研究揭示了林查恢复团聚体稳定机制、阐明了林草-土壤系统结构与功能的修复机理，提出了林草-土壤系统修复的技术途径，共同在Soil and Tillage Research、Restoration Ecology、应用生态学报、植物营养与肥料学报等国内外学术期刊发表学术论文10余篇。西北农林科技大学刘莹于2008年-2011年在西北农林科技大学开展硕士论文研究工作，2013-2019年在西安理工大学开展博士论文研究工作，与西安理工大学时鹏、肖列、任宗萍、薛萐有着天然的合作关系，应用稳定性示
21、踪元素揭示了干旱胁迫对植物碳的分配作用，阐明了林草植被恢复过程营养物质分配策略及其适应性机制。西安理工大学与国家林业和草原局西北调查规划设计院共同成立旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室，自2009年起，西安理工大学时鹏、任宗萍、肖列与国家林业和草原局西北调查规划设计院李谭宝、王吉斌、孙景梅有着良好的合作关系，双方在创新林草近自然调控技术体系等方面开展了深入的合作研究，成果在黄土区广泛推广，建立了近自然森林经验示范基地。自2015年开始，西安理工大学时鹏与陕西省林业调查规划院呼海涛，共同发展了林草近自然调控技术体系，通过分析黄土高原不同区域的植被生态退化的突出问题及其成因，应用于陕西省退化防护林改造规划。