Análise do Benefício Ecológico da Restauração de Ambiente Degradado por Tamarix-Cistanche Artificial
Mar 04, 2022
Contato: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com
Universidade de Geociências da China Lei Jiang
Abstrato
A região de Hotan em Xinjiang, na China, é uma área árida típica. Fatores naturais determinam que a estabilidade ecológica da área seja pobre, fácil de ser danificada e difícil de recuperar. A fim de melhorar o ambiente ecológico local, este estudo explorou um modelo de restauração ecológica com aTamarix-Cistanche. Após o monitoramento e comparação de longo prazo em quatro locais de teste, descobriu-se que este modelo também aumentou a renda per capita, reduziu a pobreza dos agricultores locais e resolveu o problema de não haver benefício econômico direto da floresta, bem como os seguintes benefícios ecológicos (1) melhorando as propriedades do solo e aumentando seu teor de pó e fertilidade, (2) melhorando o microclima regional, reduzindo as faixas diárias de temperatura e umidade relativa e reduzindo a velocidade do vento regional, (3) restaurando a biodiversidade, aumentando a cobertura vegetal e o número de animais e plantas, e aumentando a retenção de água e fertilidade do solo.
Introdução
A região de Hotan em Xinjiang, na China, é uma área árida típica. São os fatores naturais que resultam em sua quantidade reduzida de seres vivos, estrutura ecológica simples, pouca estabilidade, vulnerabilidade, dificuldade de restauração e outras características frágeis (Fang et al. 2001; Zhang et al. 2011). Crescendo ao longo da borda do deserto, Tamarix Chinensis é capaz de resistir à invasão do deserto (Li et al. 2010; Liu et al. 2008).Cistancheé também uma erva valiosa na medicina tradicional chinesa. É amplamente utilizado na medicina chinesa e nos cuidados de saúde de forma não prescritiva devido aos seus benefícios de aumentar a imunidade e promover o metabolismo. Conclui-se que, como um negócio promissor, o modelo Artificial Tamarix-Cistanche irá melhorar as condições de vida dos agricultores locais e restaurar o ambiente ecológico do deserto. Com base no pleno entendimento da importância da restauração ecológica, este trabalho explorou o modelo de restauração ecológica com o Tamarix-Cistanche Artificial, analisou cientificamente e avaliou os benefícios ecológicos para Hotan após sua implementação, forneceu uma base teórica importante para a promoção e aplicação de projeto de restauração ecológica, e desempenhou um papel prático na promoção do desenvolvimento sustentável da agricultura e silvicultura local.

Materiais e métodos
Quatro objetos representativos e monitoráveis (Condado de Moyu, Condado de Yutian, Condado de Cele e Condado de Pishan) em Hotan foram selecionados para o Projeto de Restauração com o Tamarix-Cistanche Artificial. Os benefícios ecológicos (incluindo a melhoria do solo local, condicionamento microclimático regional e restauração da biodiversidade) após a implementação do projeto de restauração ecológica com o Tamarix-Cistanche Artificial, foram analisados por meio da comparação dos resultados do monitoramento de longo prazo e dados no teste locais. Em que, os locais monitorados eram florestas artificiais de Tamarix Chinensis de 4-anos, e os locais de controle eram desertos próximos.

Tamarix-Cistanche
Resultados
Melhoria do solo
Mudanças nas propriedades do solo
A composição mecânica de todas as amostras de solo foi determinada. Pode-se constatar a partir dos resultados (Tabela 1) que os teores de pó em diferentes profundidades do solo superficial retirados dos quatro locais de teste foram significativamente maiores do que os dos locais de controle. Os valores médios desses conteúdos são os seguintes: Moyu 7,34 por cento, Yutian 6,32 por cento, Cele 7,57 por cento e Pishan 6,88 por cento, cerca de 22,21 por cento, 77,85 por cento, 21,27 por cento e 44,62 por cento superior aos locais de controle, respectivamente. O desempenho geral da restauração é o seguinte: Yutian > Pishan > Moyu > Cele.
Mudanças nas propriedades químicas do solo
A matéria orgânica do solo, carbono orgânico, N total, P total, K total e outros componentes químicos foram determinados. Pode-se verificar pelos resultados (Tabela 2) que esses parâmetros das camadas do solo dos quatro locais de teste foram superiores aos dos locais de controle. O teor médio de matéria orgânica do solo na ordem de grande para pequeno é o seguinte: Pishan 57,21 g/kg, Cele 54,43 g/kg, Moyu 45,10 g/kg e Yutian
4{{10}},79 g/kg, cerca de 30,29 por cento , 16,97 por cento , 14,35 por cento e 11,19 por cento a mais do que os sites de controle, respectivamente, dos quais {{20} }–20 cm de camada retirada do condado de Pishan apresentou um valor mais alto de 65,34 g/kg, cerca de 1,28 vezes a mesma camada retirada do local de controle correspondente. O carbono orgânico médio do solo na ordem de grande para pequeno é o seguinte: Cele 0,78 g/kg, Pishan 0,77 g/kg, Yutian 0,64 g/kg, Moyu
{{{{10}}}},56 g/kg, cerca de 14,15 por cento , 29,78 por cento , 19,88 por cento e 5,69 por cento superior aos sites de controle, respectivamente, dos quais o 0–2{ A camada de {18}} cm retirada do condado de Pishan apresentou um valor mais alto de 0,89 g/kg, cerca de 1,24 vezes a mesma camada retirada do local de controle correspondente. Para o N total, P total e K total, o N total médio nas camadas do solo retiradas do condado de Pishan foi mais alto de 0,093 g/kg, o P total médio nas camadas do solo retiradas do condado de Moyu e Cele foi mais alto de 0,57 g/kg, e o K total médio nas camadas do solo retiradas do condado de Yutian foi mais alto de 19,31 g/kg.

propriedades químicas do cistanche
Melhoria do microclima regional
Mudanças de temperatura
Neste estudo, a temperatura foi observada em cada floresta artificial de Tamarix Chinensis em cada local de teste durante o dia, e suas faixas médias diárias de temperatura foram calculadas e comparadas com os respectivos locais de controle. Pode ser visto na Tabela 3 que a redução significativa das faixas de temperatura diária diurna em abril (0,5–1,5 graus) e agosto (4,4–4,9 graus) nas florestas artificiais de Tamarix Chinensis nos quatro testes locais foram observados.

Mudanças de umidade
Também neste estudo, a umidade foi observada em cada floresta artificial de Tamarix Chinensis em cada local de teste durante o dia, e suas faixas de umidade média diária foram calculadas e comparadas com os respectivos locais de controle. Pode-se ver na Tabela 4 que foi observada uma redução significativa das faixas de umidade diária diurna em abril (1,4-2,2 graus) e agosto (5,9-8,9 graus) nas florestas artificiais de Tamarix Chinensis nos quatro locais de teste.


Mudanças na velocidade do vento
A velocidade do vento foi medida nas florestas artificiais de Tamarix Chinensis em cada local de teste. Pode ser visto nas Tabelas 5 e 6 que as florestas artificiais de Tamarix Chinensis nos quatro locais de teste poderiam efetivamente atenuar a velocidade do vento. Em abril, a velocidade média do vento medida em cada local de teste foi de 5,13 m/s no lado de barlavento, cerca de 90,97% daquela nos locais de controle. A significativa redução relativa da velocidade do vento foi observada no cinturão florestal, cerca de 80,64% daquela nos locais de controle. A melhor redução relativa da velocidade do vento foi observada no lado de sotavento, cerca de 74,65% daquela nos locais de controle. Em agosto, a velocidade média do vento a barlavento para todos os locais de teste foi de
2,59 m/s, igual a 92,10 por cento da média para todos os locais de controle. A velocidade relativa do vento no cinturão florestal diminuiu significativamente em relação à velocidade no lado de barlavento, igual a 42,31% da média para todos os locais de controle. A maior diminuição da velocidade do vento foi observada no lado de sotavento, igual a 29,08 por cento da média para todos os locais de controle.
Restauração da Biodiversidade
As amostras de plantas retiradas das florestas artificiais de Tamarix Chinensis nos locais de teste foram pesquisadas. Pode ser visto na Tabela 7 que as florestas artificiais de Tamarix Chinensis nos quatro locais de teste melhoraram significativamente a cobertura vegetal. Na floresta Tamarix Chinensis no município de Moyu, a altura média das árvores foi de 135,5 cm com alta cobertura, mas baixa diversidade de plantas. Havia apenas algumas plantas herbáceas nesta floresta de Tamarix Chinensis, como salsola collina e agriophyllum squarrosum. Na floresta Tamarix Chinensis no município de Yutian, a altura média das árvores foi de 113 cm, com baixa cobertura. Havia muitas áreas cobertas pelo junco. Na floresta Tamarix Chinensis no município de Cele, a altura média das árvores foi de 164 cm, com baixa cobertura e poucas espécies vegetais. Havia um pouco de salsola collina além de junco. Na floresta Tamarix Chinensis no condado de Pishan, a altura média das árvores foi de 157 cm com alta cobertura e aumento do número de espécies. Havia muitas plantas herbáceas, como junco, apocynum venetum e salsola collina.

Discussão
Análise de benefícios de melhoria do solo
A textura do solo é uma das propriedades físicas importantes do solo, que também é um índice importante. A sobrevivência e o crescimento das florestas artificiais de Tamarix Chinensis dependem muito do teor de pó (Deng et al. 2016; Dexter et al. 2004). Como visto a partir da distribuição vertical do tamanho de grão do solo (Fig. 1), a composição do tamanho de grão foi alterada da seguinte forma: a porcentagem em massa de areia diminuiu com o aumento da profundidade do solo e a porcentagem em massa de pó e argila aumentou com o aumento da profundidade do solo. A proporção do pó na textura do solo em cada local de teste foi ligeiramente superior à de cada local de controle. Indica que o crescimento das florestas artificiais de Tamarix Chinensis poderia melhorar a textura do solo e contribuir, em certa medida, para o crescimento das plantas herbáceas dentro da floresta, o que é ainda mais benéfico para melhorar a textura do solo. No entanto, leva muito tempo até que mudanças significativas possam ser observadas além do curto período deste projeto. A fertilidade do solo geralmente depende da matéria orgânica do solo como base material chave.
Figura 1 Distribuição vertical do tamanho das partículas do solo em diferentes áreas experimentais
O teor de matéria orgânica do solo é um importante indicador de fertilidade do solo (Six et al. 2000; Yin et al. 2010). Neste projeto, o teor de matéria orgânica em cada camada do solo em cada local de teste foi maior do que em cada local de controle, respectivamente (Fig. 2). Para a distribuição no solo, a matéria orgânica na camada entre 0-20 cm foi a mais alta e diminuiu gradativamente nas camadas de 20 a 60 cm, mas não significativa. Especula-se que Tamaxix Chinensis foi inoculado com o Cistanche e bastante afetado por atividades humanas, como a lavoura anual, inoculação e colheita do Cistanche, causando grande quantidade de matéria orgânica enterrada nas camadas inferiores. Portanto, pouca diferença no teor de matéria orgânica foi observada entre as diferentes camadas do solo.
Figura 2 Distribuição vertical da matéria orgânica do solo em diferentes áreas experimentais
O carbono orgânico do solo é um componente chave do solo arável e desempenha um papel muito importante na fertilidade do solo, proteção ambiental e desenvolvimento sustentável das terras agrícolas (Sartori et al. 2007; Su et al. 2018; Wang et al. 2010; Zhang e outros 2018). Neste projeto, foi observado maior teor de carbono orgânico em cada camada em cada local de teste (exceto no condado de Moyu) do que no local de controle correspondente (Fig. 3).
Como o carbono orgânico é proveniente da matéria orgânica do solo, a mesma tendência pode ser observada em termos de carbono orgânico e matéria orgânica,
ou seja, diminuindo de cima para baixo.
Figura 3 Distribuição vertical do carbono orgânico do solo em diferentes áreas experimentais
Assim como a matéria orgânica, os três nutrientes necessários para o crescimento das plantas, N, P e K, são derivados principalmente do acúmulo de organismos biológicos (Zuo et al. 2010). Neste projeto, a distribuição de N total do solo, P total e K total em cada local de teste foi basicamente a mesma da matéria orgânica, e seus teores foram superiores aos dos locais de controle (Fig. 4). Portanto, pode-se ver que o crescimento das florestas artificiais de Tamarix Chinensis poderia aumentar o fornecimento de N, P e K do solo. E a diferença individual pode depender do material de origem do solo e da matéria orgânica do solo. Além disso, a colheita anual de Cistanche também poderia retirar certa quantidade de N, P e K, razão incontornável de tal diferença.
Figura 4 Distribuição vertical do N, P e K total do solo em diferentes áreas experimentais
Para esclarecer a correlação entre as propriedades físicas e químicas do solo nos sítios de restauração ecológica, foi realizada a análise de correlação dos valores médios para os diferentes indicadores de cada camada do solo. Seja X1: matéria orgânica (g/kg), X2: carbono orgânico (g/kg), X3: N total (g/kg), X4: P total (g/kg), X5: K total (mg/kg) , e X6: tamanho de grão < pó="" (="" por="" cento="" ),="" e="" os="" resultados="" da="" análise="" relevante="" são="" mostrados="" na="" tabela="">

Pode-se observar na tabela acima que existe uma estreita correlação entre os fatores físicos e químicos do solo. A correlação positiva significativa entre matéria orgânica do solo, carbono orgânico, N total, P total e K total foi observada como consistente com a teoria. Em segundo lugar, também foi observada correlação positiva significativa entre o teor de matéria orgânica do solo e granulometria do solo < teor="" de="" pó,="" indicando="" que="" com="" o="" aumento="" do="" teor="" de="" matéria="" orgânica="" no="" solo,="" houve="" atividades="" microbianas="" mais="" frequentes,="" taxa="" de="" decomposição="" mais="" rápida="" da="" areia="" e="" melhor="" otimização="" e="" melhoria="" da="" textura="" do="" solo.="" ao="" mesmo="" tempo,="" existe="" uma="" estreita="" correlação="" entre="" a="" composição="" das="" partículas="" do="" solo="" e="" o="" teor="" de="" n="" e="" p="" no="" solo.="" em="" geral,="" maior="" proporção="" de="" partículas="" finas="" gera="" textura="" mais="" fina,="" sendo="" mais="" favorável="" para="" a="" absorção="" e="" armazenamento="" dos="" nutrientes.="" o="" aumento="" dos="" teores="" de="" nutrientes="" pode,="" por="" sua="" vez,="" conduzir="" à="" formação="" da="" estrutura="" agregada="" do="" solo="" e="" à="" melhoria="" da="" estabilidade="" do="" solo="" (yang="" et="" al.="" 2016;="" yi="" et="" al.="">
Análise de benefícios de melhoria do microclima regional
O microclima regional refere-se a que, dentro da faixa limitada das florestas artificiais de Tamarix Chinensis na área de restauração ecológica, os fatores meteorológicos locais, como luz, temperatura e umidade, são significativamente diferentes daqueles fora da faixa. A sua formação deve-se às características de radiação da superfície subjacente e aos diferentes processos de troca com a atmosfera (Dale et al. 1999).
Neste projeto, houve consistência nas faixas de temperatura diária das florestas artificiais de Tamarix Chinensis em todos os locais de teste (Fig. 5). A tendência diária era aumentar e depois diminuir gradativamente, com formato parabólico. A temperatura mais alta foi observada por volta das 14:00 no horário local. Em geral, a regulação da temperatura do ar com a floresta de quebra-ventos em agosto é mais óbvia do que em abril. Isso se deve à temperatura quente no verão, ao dossel exuberante, à radiação líquida reduzida, à radiação solar reduzida e à radiação de ondas longas na zona de chegada e à absorção de muito calor pela transpiração das árvores. Em geral, a melhoria da temperatura do microclima regional pela floresta Artificial de Tamarix Chinensis se reflete principalmente na estabilização da temperatura tanto nas extremidades baixas quanto nas altas da faixa de temperatura.
Figura 5 Variação da temperatura diurna durante abril e agosto em diferentes áreas experimentais
Houve consistência nas faixas de umidade relativa diária das florestas artificiais de Tamarix Chinensis em todos os locais de teste. A umidade relativa nos locais de teste foi maior do que nos locais de controle em abril e agosto (Fig. 6). O aumento efetivo da umidade relativa dentro das florestas deveu-se principalmente à oclusão do dossel, redução da velocidade do vento, troca turbulenta enfraquecida, difusão dificultada do vapor d'água e retenção prolongada do vapor d'água da transpiração do dossel e evaporação do solo. A tendência diária foi exatamente oposta à temperatura. Foi diminuído e depois aumentado com uma forma parabólica invertida. A umidade relativa mais baixa foi observada na época da temperatura mais alta (14:00–16:00) quando havia ventos calmos e transpiração mais rápida das folhas e lavouras. Além disso, a regulação da umidade relativa do ar com a floresta de quebra-ventos em agosto é mais óbvia do que em abril. Isso se deve ao dossel exuberante bloqueando a troca entre o interior e o exterior da floresta e ao poderoso sistema radicular absorvendo umidade do solo suficiente para o consumo da transpiração e suprindo a umidade do ar (Freedman et al. 2014; Yin et al. . 2007).
Figura 6 Variação da umidade relativa do ar diurna nos meses de abril e agosto em diferentes áreas experimentais
A redução da velocidade do vento é o benefício mais básico das florestas artificiais de Tamarix Chinensis. Neste projeto, foi observada uma redução significativa da velocidade do vento pelas florestas artificiais de Tamarix Chinensis (Fig. 7). A redução da velocidade do vento em agosto foi significativamente melhor do que em abril, devido ao dossel exuberante no verão. As folhas foram menores em abril e o bloqueio do vento foi em grande parte conseguido pelos galhos das árvores. O desempenho à prova de vento foi elevado em agosto devido ao crescimento de galhos e folhas, cuja fricção, juntamente com os troncos, consumiu mais energia cinética do vento (Liu et al. 1996; Ma et al. 2009; Okin et al. 2006).
Figura 7 Mudança da velocidade relativa do vento durante abril e agosto em diferentes áreas experimentais
Análise dos Benefícios da Restauração da Biodiversidade
Após a implementação do projeto de restauração ecológica com o Tamarix-Cistanche Artificial, a cobertura vegetal florestal foi ampliada para fornecer habitat para o crescimento e desenvolvimento de outros seres vivos e, portanto, a biodiversidade foi melhorada especialmente nos locais de teste com cobertura significativamente ampliada ( Fig. 8). O aumento das raízes das plantas no solo devido ao aumento da massa das plantas desempenhou um grande papel na aglomeração do solo, propício à manutenção da água e do solo. A biodiversidade melhorada também aumentou a retenção de água e fertilidade do solo (Bestelmeyer et al. 2006; Han et al. 2008; Su et al. 2007).
Figura 8 tirada por Lei Jiang, obteve a permissão de Jiang Lei

extrato de cistanche deserticola
Conclusões
A floresta Artificial de Tamarix Chinensis poderia decompor e reduzir o teor de areia no solo e, assim, aumentar o teor de argila e pó. O teor de areia diminuiu e os teores de argila e pó aumentaram com o aumento da profundidade do solo. A partir da determinação de uma série de substâncias químicas, como a matéria orgânica, carbono orgânico, N, P e K, a floresta Artificial de Tamarix Chinensis poderia aumentar seus teores e, consequentemente, a fertilidade do solo. Há uma tendência de diminuição do teor com o aumento da profundidade do solo. Quanto ao monitoramento do microclima regional, as florestas artificiais de Tamarix Chinensis em diferentes locais de teste podem reduzir significativamente as faixas diárias de temperatura e umidade relativa e reduzir efetivamente a velocidade do vento em abril e agosto. O desempenho de proteção e regulação das florestas artificiais de Tamarix Chinensis foi significativamente melhor em agosto do que em abril. O projeto de restauração ecológica com o Tamarix-Cistanche Artificial aumentou a biodiversidade local, especialmente nos locais de teste com cobertura significativamente ampliada.
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Figuras













