重慶南川石漠化區(qū)不同生態(tài)恢復治理模式的效益研究.pdf

1、本研究應用生態(tài)學、統(tǒng)計學等學科專業(yè)知識，對重慶南川石漠化治理示范區(qū)8種恢復治理模式下植被進行實時的調查和實地監(jiān)測，并對所取數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析；分析表現(xiàn)石漠化生態(tài)綜合治理措施實施后的生態(tài)環(huán)境變化，了解和掌握生態(tài)修復工程及其措施改良土壤、控制土壤侵蝕的程度和效果，并對其生態(tài)效益進行評價，再結合其產生的經(jīng)濟效益，篩選出最適合當?shù)氐闹脖换謴湍Ｊ?，指導該區(qū)內石漠化生態(tài)修復工程。主要的研究內容包括以下幾個方面：(1)根據(jù)示范區(qū)內進行生態(tài)恢復所采用的不

2、同措施，選定8個典型恢復治理模式，對每個樣地進行定時定點的微觀生態(tài)監(jiān)測，主要監(jiān)測內容包括：植被狀況、土壤性狀、土壤保水性能、徑流量和侵蝕量、區(qū)域小氣候。(2)不同治理模式下墊面植被生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的對比研究。(3)根據(jù)當?shù)貙嶋H情況和喀斯特地區(qū)的復雜性，在深入分析治理項目的各種恢復模式的基礎上制定生態(tài)效益評價的指標和標準，利用灰色關聯(lián)度分析對示范區(qū)內8種恢復模式生態(tài)經(jīng)濟效益進行評價，為當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境治理效益評估提供一套切實可行的評價模式。

3、
　　 結果表明：當?shù)刂匾牧⒌貤l件-土壤厚度的差異，造成了模式中4種從2002年開始退耕種植的人工純林在群落高度、平均地徑、平均冠幅和植被覆蓋度均表現(xiàn)出一定的差異。樟樹林的植被覆蓋度表現(xiàn)為最大，在時間格局上，除了傳統(tǒng)農耕地由于耕作方式守舊不變，其植被覆蓋度保持恒定外，其余幾種模式的覆蓋率均表現(xiàn)為逐漸提高的趨勢。其中以金銀花種植模式的植被覆蓋度遞增率最高。研究區(qū)內具有相同生態(tài)配置模式的恢復治理模式具有相近的物種多樣性、物種均勻度

4、和優(yōu)勢度指數(shù)。分別來看，自然撂荒地具有最高的物種多樣性，而僅次于撂荒地的是經(jīng)果林種植模式(桃樹、花椒)，分別為1.4622和1.1457，而人工種植的水保林(樟樹和柏木)則由于為人工純林，林下植被稀少而導致這兩種模式的物種多樣性降低。而對于優(yōu)勢度而言，除了自然撂荒地偏低(O.2346)外，其余其中人工恢復模式均具有較高的優(yōu)勢度指數(shù)。均勻度指數(shù)在各種模式間的變化規(guī)律類似于優(yōu)勢度。
　　 不同模式下墊面土壤水分含量差異明顯，自然恢復

5、的撂荒地具有相對較高的土壤含水量，高于大部分人工恢復模式。各恢復模式標準樣地中，上層(0-15cm)土壤容重明顯低于下層(15-30cm)，其中農田的上下層差異最大。經(jīng)過方差分析得出，對于上層土壤容重，經(jīng)過退耕還林還草恢復模式顯著高于傳統(tǒng)農田，土壤容重從小到大順序為傳統(tǒng)農耕＜桃樹＜撂荒地＜花椒＜樟樹＜柏木＜紫花苜蓿＜金銀花；而對于下層土壤容重而言，經(jīng)過退耕還林還草，各種恢復模式的土壤容重都顯著低于傳統(tǒng)農耕地。其中柏木、樟樹、撂荒地、花椒

6、和桃樹的土壤容重與農田的差異達到極顯著水平；在同一恢復模式下，從表層土壤到下層土壤，由于土壤容重增大，非毛管持水量和土壤飽和蓄水量等持水性能指標呈降低趨勢，而從不同恢復模式來看，各種模式的土壤持水性能的改善程度是有區(qū)別的。土壤飽和持水量，非毛管孔隙度均從大到小的順序為樟樹＞柏木＞桃樹＞花椒＞紫花苜蓿＞金銀花＞自然撂荒＞傳統(tǒng)農耕；在同一種恢復模式下，雨季和旱季所測的數(shù)據(jù)有一些區(qū)別，表現(xiàn)為土壤容重：雨季＞旱季；土壤孔隙度：雨季＞旱季；土壤飽

7、和持水量：雨季＜旱季。
　　 不同恢復模式下光合有效輻射(PAR)的日變化均呈不規(guī)則曲線，在日間各時段差異顯著(P＜0.01)，除了對照自然撂荒地以外，其他的幾個觀測點的最大值均出現(xiàn)在下午14點左右，較對照自然撂荒地出現(xiàn)最大值(中午12時)滯后1-2h。樟樹相比對照而言接受的光合有效輻射最??；而從日變幅來看，也是樟樹的林內日間光輻射強度變化最平緩，而從垂直梯度來看光輻射強度變化及日變幅，同一種模式下不同高層次間日均輻射強度差異不

8、顯著，單在日變幅上仍有差異。各觀測點和對照變化幾乎一致，均是150cm處＞100cm處＞50cm處。從各層次的日變幅來看，對照各層次的日變幅最大。在50cm、100cm和150cm高度上，氣溫的變化都是不對稱單峰變化曲線，峰值出現(xiàn)在14點左右，且各層次間不同時段氣溫差異顯著(P＜0.01)，與光輻射強度對應。各種恢復模式下的人工植被和對照(撂荒地)土壤溫度在0cm，0-15cm，15-30cm處從早到晚依次變現(xiàn)出急速上升-緩慢下降的趨勢

9、，且15-30cm層土壤溫度變化不大。其他各種恢復模式植被地面(Ocm)和地下各層的土壤日均溫和日較差都比對照都低，隨著土層深度的增加，恢復區(qū)和對照的土壤溫度均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，而且恢復區(qū)與對照的溫度差值也逐漸減小。不同高度上各觀測點下墊面空氣相對濕度日間變化規(guī)律相似，都呈現(xiàn)出近“V”字型，早上6點左右出現(xiàn)一個最高值，隨著時間的推移，空氣濕度顯著下降，在氣溫最高，太陽輻射最強烈的下午14點到16點，空氣相對濕度最低，而后又上升，與空氣

10、溫度變化和太陽輻射強度的變化規(guī)律相反。
　　 各恢復模式的土壤初滲速率、穩(wěn)滲速率與滲透系數(shù)由大到小的排列順序為花椒＞傳統(tǒng)農耕＞樟樹＞桃樹＞柏木＞金銀花＞撂荒地＞紫花苜蓿。研究區(qū)經(jīng)過各種恢復模式的實施后，地表徑流量呈現(xiàn)明顯的減少趨勢，平均減少量為36.37％～69.09％，其中樟樹林德地表徑流量為最小，桃樹次之，對照傳統(tǒng)農耕地的徑流量最大。各恢復模式的徑流系數(shù)變化范圍在0.17～0.55之間，平均為0.299，與傳統(tǒng)農耕地徑流系數(shù)

11、相比減少了81％。與傳統(tǒng)農耕地相比，實施各恢復措施后土壤的侵蝕模數(shù)均呈現(xiàn)減小的趨勢，減小范圍為1593.09～1732.72 t.km-2.a-1，以自然撂荒地對土壤侵蝕的改善效果最好，土壤侵蝕模數(shù)最小，為85.8 t.km-2.a-1，其次為桃樹和花椒，平均較傳統(tǒng)農耕地減少91.12％；金銀花和紫花苜蓿的土壤侵蝕模數(shù)較大，分別比對照減少85.11％和84.76％。
　　 經(jīng)過灰色關聯(lián)度分析，對研究區(qū)內各恢復模式的生態(tài)經(jīng)濟綜合效