为了有效控制草地退化,保护生物资源,保持“生态-经济-社会”的良性循环和生物资源的可持续利用。本研究以希拉穆仁荒漠草原为研究对象,运用恢复生态学有关原理和方法,采用野外调查和室内定量分析相结合手段,通过对草原退化特征、土壤水分物理特性、地表覆盖保墒机理、封禁草场生态恢复等方面进行试验,系统研究了希拉穆仁草原退化特征及其恢复机理。主要研究结论如下:(1)希拉穆仁草原已经出现不同程度的退化,未退化草地有植物38种,从轻度退化到极度退化物种数分别减少了7种、12种、20和25种;随着草地退化,植被盖度、地上生物量、平均高度、物种多样性等群落指标均呈现降低趋势。与未退化草地相比,轻度、中度、重度和极度退化草地土壤0-30cm层容重分别增加了2.66%、6.3%、8.96%和17.43%,土壤全氮、全磷、速氮、速磷、速钾和有机质等指标出现不同程度的下降。植被平均高度、盖度、地上生物量和生物多样性指数与土壤养分表现出一致的正相关关系。(2)该区受侵蚀比较严重,沙土比比例坡顶最高为42.1%,坡中27.2%,坡底仅为17.6%,土壤容重与稳渗率呈指数关系(R2=0.9764)。降水是该区土壤水分的主要来源,土壤年平均贮水量与年降水量的相关系数为0.7808(0.05信度检验)。土壤水分垂直变化层次可以划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层3个层次,水分年际、生长季变化趋势与降水变化趋势相吻合。(3)沙砾和秸秆覆盖均能有效抑制土壤表面蒸发,粒径2-4mm沙砾覆盖土壤蒸发仅为对照处理的81%。不同盖度的秸秆覆盖中,100%盖度覆盖的抑制率最大,可达50%。田间覆盖保墒试验结果表明, 3cm厚度沙砾覆盖土壤保水效果较好;秸秆覆盖后0-30cm土壤水分含量明显增加,当秸秆用量5000 kg/hm2,土壤水分较对照高出4%。1日内不同处理的土壤表层和5cm处地温均可拟合为时间的正弦函数,沙砾、秸秆覆盖具有调温效应,体现为高温时具有“降温作用”,低温具有“保温效应”。(4)在不同水分梯度上,Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Margalef指数均出现了1倍以上的增加。人为松土翻耕后,表层土壤水分则可长时间维持在15%水平。采取灌溉措施后,沙棘、驼绒藜、小叶锦鸡儿成活率分别高出相应对照65.7%、32.1%、53.7%,样区周围植物高度增加了10%,物种数增加2种,盖度增加5%,生物量干重增加135.4g/m2。(5)苜蓿饲草料生长期对水分仍有一定要求,降水和灌溉主要影响苜蓿地土壤80cm以上土层的土壤水分,种植2年后的苜蓿地,80-200cm土层的含水量维持在8%左右。灌水量与苜蓿产量之间有明显的相关关系,其数学模型为:Y=0.9025Q1.4732 (R2=0.94),灌溉苜蓿饲草料地生产力尚有较大的开发空间,现实产量的获得极大地依赖于人为水肥措施。