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土地利用变化导致的水土流失效应及对森林管理的启示

时间:2018-06-22  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:生态水文研究组 朱习爱     打印  字体: 关闭

  土壤退化是与土壤侵蚀、森林锐减、生物多样性丧失等密切相关的全球性关注热点。此类与社会经济、生态环境、地理、人类活动等密切相关的问题,在生物多样性富集的西双版纳地区更显得尤为敏感和突出。 

  近三十多年以来,西双版纳地区最显著的土地利用变化就是大面积的热带雨林被结构单一的纯橡胶林所替代。尽管橡胶种植有利于当地经济的迅猛发展,但对生态环境造成的负面影响也是不争的事实(如: 生物多样性丧失、土壤退化、水土流失、土壤板结、小流域水源不断枯竭等)。因此,亟待优化其单一的种植方式和发展友好型橡胶栽培模式。大量的研究表明,橡胶复合栽培模式具有显著的生态、经济效益。然而,有关橡胶复合系统如何控制和改善土壤退化的认知却较为匮乏,尤其是在改良土壤物理、水文性质进而控制水土流失等方面。 

  为定量评价土地利用变化对水土流失的影响,版纳植物园生态水文研究组的博士研究生朱习爱在导师刘文杰研究员及组员蒋小金助理研究员的指导下,以热带季雨林、纯橡胶林、橡胶复合林为研究对象,采用径流小区、负压入渗等方法测定了穿透雨、地表径流及其泥沙产量、土壤非饱和导水率、土壤物理性质和植被特征等指标。结果表明:(1)与热带季雨林相比,纯橡胶林的土壤物理性质(容重升高、孔隙度降低、田间饱和持水量减少等)有不同程度的退化,且植被叶面积指数和盖度降低、地表凋落物现存量减少;(2)与纯橡胶林相比,橡胶复合系统(如:橡胶-茶叶、橡胶-可可、橡胶-大叶千斤拔、橡胶-萝芙木等)的土壤物理性质和植被条件都得到了不同程度的改善;(3)纯橡胶林的地表径流量分别是热带季雨林和橡胶复合系统的33.2倍、2.6倍,热带季雨林、纯橡胶林和橡胶复合系统的径流产沙量分别为0.01411.542.73 t/ha/y,这表明热带雨林转变为单一橡胶林后,水土流失明显加剧,但间作其他植物后,随着土壤和植被条件的改善,水土流失得到了有效控制;(4)土壤物理性质的改变是一个长期的过程,植被状况对水土流失的影响更为明显,仅从控制土壤侵蚀的有效性看,橡胶林间作一些具有较低冠层、较高凋落物产量的作物无疑是一个更好的选择。该研究结果为政府决策者、橡胶林土地管理者提供了实质性参考。 

  相关结果以Effects of land?use changes on runoff and sediment yield: Implications for soil conservation and forest management in Xishuangbanna, SW China为题,在线发表在国际学术期刊Land Degradation & Development上。 

  该研究受到国家基金(3157062241701029)、云南省中青年学术带头人后备人才(2014HB042)、版纳园“135”项目方向一(2017XTBG-F01)的资助。特别感谢版纳植物园中心实验室、版纳生态站等提供的大力帮助。 

  1. 不同土地利用类型的凋落物现存量、地表径流及泥沙产量变化 

2. 土地利用变化通过改变土壤性质和植被特征影响土壤侵蚀的示意图

 

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