滇西北納帕海周邊區(qū)域水土保持生態(tài)修復(fù)研究.pdf

1、香格里拉縣納帕海地處生態(tài)脆弱的石灰?guī)r地區(qū)，位于金沙江上游，對(duì)其周邊區(qū)域退化的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行水土保持生態(tài)修復(fù)研究，可了解該區(qū)域水土保持生態(tài)修復(fù)的過(guò)程與規(guī)律，而且可對(duì)相似地域的生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。該文采用時(shí)空互代法，以滇西北高原香格里拉縣納帕海周邊區(qū)域典型的生態(tài)系統(tǒng)類型為對(duì)象對(duì)其水土保持生態(tài)修復(fù)過(guò)程中的植被群落結(jié)構(gòu)、土壤理化效應(yīng)以及水土保持效應(yīng)進(jìn)行研究。結(jié)果表明： 1)由不同生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)特征分析可知，從荒草叢、灌叢、人工混交林

2、依次到天然次生林，群落垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜性逐漸增加，群落逐漸由單層群落結(jié)構(gòu)依次變?yōu)槎鄬尤郝浣Y(jié)構(gòu)；在群落水平結(jié)構(gòu)上，喬木層個(gè)體數(shù)不斷增加，草本層個(gè)體數(shù)先下降后上升。在各植被群落及其不同層次的植物組成結(jié)構(gòu)特征方面，灌木層和草本層生態(tài)優(yōu)勢(shì)度趨于上升，而物種多樣性趨于下降。與喬木層的物種多樣性(0．49～0．83)相比，革本層始終保持著相當(dāng)高的多樣性(0．79～0．90)。這是群落處于演替早、中期階段的重要標(biāo)志。隨著群落演替的進(jìn)展，群落的物種多樣性由

3、0．92下降為0．80，生態(tài)優(yōu)勢(shì)度由0．19下降為0．17。在草灌層生物量方面，荒草叢、5年生灌叢、13年生人工混交林和15年生天然次生林的灌木層生物量分別為O、8．1704t／hm2、2．0449t／hm2、3．7965t／hm2，草本層生物量分別為7．4912／hm2、4．6812／hm2、3．9852／hm2和1．6966／hm2?？傊?，天然次生林的生態(tài)結(jié)構(gòu)最好，灌叢和人工混交林次之，荒草叢最差。 2)對(duì)不同地類土壤理化性

4、質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，在土壤垂直剖面上，坡耕地、荒草地、天然次生林地、灌木地和人工混交林地O～20em土層的土壤孔隙度分別比20～50cm及50～lOOcm土層高31％、32．2％、9．7％、35．0％o、5．4％和128．2％、51．8％、49．4％、U1．8％，土壤容重則分別比下兩層土壤減小16．0％、30．8％、5．7％、25．5％、13．5％和30．1％、36．2％、36．2％、24．3％，土壤有機(jī)質(zhì)分別高442．0％、484．5％、23

5、．8％、476．5％、259．0％和984．1％、944．7％、953．7％、797．6％。全氮、全磷在垂直空間上的分布規(guī)律也與有機(jī)質(zhì)相類似。通過(guò)對(duì)O～20em的土壤全鉀和20～50cm、50～100cm下層土壤的全鉀進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)它們具有顯著正相關(guān)性(I=0．907和r=0．939)，這說(shuō)明鉀具有易遷移性，土壤表層鉀易被淋洗到土壤底層，故不同地類土壤各層次的全鉀變動(dòng)小。此外，表層土壤的速效磷、水解性氮以及速效鉀的含量也遠(yuǎn)大于下層

6、土壤，這表明在生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，無(wú)論是荒草叢、人工混交林、灌叢、天然次生林，還是坡耕地里的農(nóng)作物對(duì)O～20cm土層理化性質(zhì)的影響均大于20～50em和50～lOOcm層的十壤。 從植被類型看，O～20cm土層的土壤總孔隙度以灌木地最大，其次是人工混交林地和荒草地，天然次生林地最小，灌木地的土壤孔隙度分別比坡耕地、荒草地、天然次生林地、人工混交林地高8．7％、24．7％、45．9％和14．3％。土壤容重與土壤總孔隙度的變化剛好相反，

7、天然次生林地土壤的孔隙度最小、容重最大，灌木地O~20cm土層的土壤容重分別比坡耕地、荒草地、天然次生林地、人工混交林地低16．5％、12．8％、25．9％和6．1％。在O～20cm土層中，灌木地的有機(jī)質(zhì)含量最大，分別比荒草地、坡耕地、人工混交林地和天然次生林地高15．9％、19．3％、50．9％和276．8％。在20～50cm土層中，有機(jī)質(zhì)含量除荒草地比坡耕地略少外，灌木地、天然次生林地和人工混交林地分別比坡耕地高12．2％、38．6

8、％和19．3％，說(shuō)明在深層土壤中，人為影響越來(lái)越小。全氮、全磷在不同地類的分布規(guī)律也與有機(jī)質(zhì)的分布基本一致，進(jìn)行相關(guān)性分析結(jié)果表明，全氮、全磷與有機(jī)質(zhì)具有顯著正相關(guān)性(r-~．954和r=0．855)。但不同生態(tài)修復(fù)措施對(duì)土壤全鉀含量的影響則非常小；與坡耕地相比，除荒草地的速效鉀含量略有增加外，其余地類均表現(xiàn)為負(fù)增長(zhǎng)。速效磷、水解性氮含量在5種地類中總體表現(xiàn)為灌木地、人工混交林地以及坡耕地大于荒草地，而速效鉀則是荒草地最大，這與荒草地具

9、有豐富的革本植物有關(guān)。通過(guò)以上分析可以看出，灌叢的土壤理化效應(yīng)最佳，人工混交林次之，荒草叢較差，由于天然次生林的本底立地條件差，因此其理化性能趕不上其它類型。 3)通過(guò)對(duì)四個(gè)人工徑流小區(qū)的產(chǎn)流產(chǎn)沙特征進(jìn)行分析可知，2003年7～10月份19場(chǎng)共計(jì)311．Olmm產(chǎn)流降雨的徑流深分別為荒草地37．96mm、坡耕地30．41mm、天然次生林地24．26mm、人工幼林地19．58mm，對(duì)應(yīng)的土壤產(chǎn)沙量分別為371．55t／k．rn2、

10、440．1t／kl~2、263．67t/km2、268．57t／km2~2004年4～lO月份36場(chǎng)共計(jì)509．8mm產(chǎn)流降雨的徑流深分別為荒草地87．29mm、坡耕地75．39mm、天然次生林地32．44mm、人工幼林地51．77mm，對(duì)應(yīng)的土壤產(chǎn)沙量分別為496．17t／km2、587．8lt／km：、216．2lt／km2、316．52t／km2。人工幼林地和天然次生林地分別比坡耕地減少坡面產(chǎn)流為32．6％、46．4％，比荒草地減

11、少坡面產(chǎn)流為43．0％、54．7％；人工幼林地、天然次生林地和荒草地分別比坡耕地減少土壤侵蝕量為43．1％、53．3％和15．6％。這說(shuō)明退化生態(tài)系統(tǒng)的坡面經(jīng)過(guò)自然恢復(fù)及人為修復(fù)后，水土流失明顯減輕。天然次生林和人工幼林有較好的減輕土壤流失的作用。坡耕地是生態(tài)功能最差，對(duì)下游江河湖泊威脅最大的退化生態(tài)系統(tǒng)類型。最后，通過(guò)對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙及其與降雨、60min降雨強(qiáng)度進(jìn)行線性回歸分析可知，產(chǎn)流量與產(chǎn)沙量均與降雨量和最大60min時(shí)段降雨強(qiáng)度呈顯

12、著線性關(guān)系，產(chǎn)沙量與產(chǎn)流量之間的線性關(guān)系也顯著。 通過(guò)以上對(duì)不同生態(tài)修復(fù)地類的群落結(jié)構(gòu)、土壤理化效應(yīng)以及水土保持效應(yīng)等三個(gè)方面的分析表明，隨著生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)展演替，群落由早期荒草叢的單層地上結(jié)構(gòu)演變?yōu)楣鄥?、人工混交林以及高山松天然次生林的?fù)雜多層結(jié)構(gòu)，利用它們多層群落整體結(jié)構(gòu)有更大的生態(tài)效益。在雨季，人工幼林、人工混交林以及高山松天然次生林通過(guò)林冠層的截留，凋落物增厚產(chǎn)生的地面下墊面的改變，以減緩雨滴濺蝕力和地表產(chǎn)流量，控制水土流