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土长城遗址侵蚀研究取得进展
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现存的长城主要沿北方农牧交错带分布,多由夯土建造而成。在严酷的气候条件影响下,土长城易遭受风蚀、水蚀、盐害和冻融侵蚀。减缓自然外力对长城本体的破坏,成为长城长期保存和永续利用的关键。
当前
,国际上已有利用植物对土遗址进行加固或修复的研究,但缺乏关于深层机理的研究。
地处我国半湿润区的甘肃省渭源县境内的秦长城遗址,修筑于战国时期,是我国最古老的长城地段之一。秦长城墙体表面附生着大量维管束植物和生物结皮,但这些维管束植物和生物结皮是否对土长城本体具有防护作用尚不明确。
中国科学院西北生态环境资源研究院宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站贾荣亮研究组,联合敦煌研究院,以战国时期的秦长城渭源段为研究对象,对长城本体附生的维管束植物和生物结皮分布格局以及协同减缓长城土体抗侵蚀的作用开展了探索性研究。科研人员对土长城遗址的7个不同微空间部位的维管束植物群落与功能组成、生物结皮类型和盖度以及墙体遭受侵蚀程度进行定量分析,并结合线性回归、随机森林和结构方程模型,评估了它们对土壤侵蚀的单一、联合的作用以及作用方向和相对重要性。
研究发现,维管束植物物种丰富度、物种多样性、功能丰富度、群落加权平均和苔藓结皮盖度由土长城遗址顶部向下部降低,且与土长城两侧土体侵蚀程度呈负相关,表明土长城本体较高的区域利于维管束植物和生物结皮的定殖和生长。同时,维管束植物和生物结皮的协同作用可以缓解遗址本体遭受风雨侵蚀。基于此,该研究基于生物结皮和维管束植物群落,构建了目标物种选择、植物群落构建、生物结皮接种和维持群落稳定等增强土长城抗侵蚀的“修复框架”,为土长城遗址本体侵蚀防治提供了新思路。
相关研究成果以
Vascular plant communities and biocrusts act as controlling factors in mitigating soil erosion on the Great Wall in a semi-humid area of Northwestern China
为题,发表在
Science of the Total Environment
上。
研究工作得到国家自然科学基金和甘肃省自然科学基金的支持。
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