川南退耕竹林水土保持功能研究與綜合評(píng)價(jià).pdf

1、硬頭黃竹（Bambusarigida）和撐綠雜交竹（Bambusa pervariabilis×Dendrocalamopsis daii）是我國(guó)叢生竹資源的重要組成部分，同時(shí)也是我國(guó)南方重要的經(jīng)濟(jì)竹種和生態(tài)建設(shè)竹種，不僅生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高，在造紙、編織和纖維利用等領(lǐng)域有明顯優(yōu)勢(shì)，而且還具有較好的生態(tài)功能，在我國(guó)竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生態(tài)建設(shè)中發(fā)揮了不可替代的作用。川南地處長(zhǎng)江上游，雨量充沛，但多年來(lái)對(duì)陡坡地不合理的開墾和種植，使得該地區(qū)的土壤退化

2、和水土流失現(xiàn)象十分嚴(yán)重。實(shí)施退耕還林工程以來(lái)，硬頭黃竹和撐綠雜交竹（以下簡(jiǎn)稱撐綠竹）作為當(dāng)?shù)氐某Ｓ弥穹N，便因其較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)功能，在退耕還林工程實(shí)施過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。為探尋退耕竹林的水土保持作用，本文采用野外觀測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，以硬頭黃竹和撐綠竹的非退耕竹林（YCK1、CCK2）和農(nóng)耕地（NCK0）為對(duì)照，對(duì)硬頭黃竹的退耕5 a（Y5）、10 a（Y10）林和撐綠竹的退耕5 a（C5）、10 a（C10）林的群

3、落結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)力特征、土壤理化性質(zhì)、水源涵養(yǎng)功能、土壤抗侵蝕能力和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行系統(tǒng)分析，在此基礎(chǔ)上建立了退耕竹林主要生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)效益綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并運(yùn)用該指標(biāo)體系對(duì)實(shí)驗(yàn)竹林進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，為川南退耕竹林竹種選擇和可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下：
　　1、不同退耕年限叢生竹群落結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)力差異明顯。研究表明，退耕5 a硬頭黃竹林地胸徑和株高低于退耕10 a林和非退耕林；撐綠竹胸徑和樹高變化趨勢(shì)與硬頭黃竹變化規(guī)律相反，退耕5

4、 a撐綠竹胸徑和樹高最好，反映了撐綠竹的成林周期短于硬頭黃竹。硬頭黃竹和撐綠竹的胸徑和株高之間均存在極顯著的相關(guān)關(guān)系，可以用模型 H=2.29 D+0.670和H=0.939 D+5.813表達(dá)。兩種叢生竹林物種多樣性的豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)均隨著退耕年限的延長(zhǎng)而降低，且物種多樣性水平均表現(xiàn)為草本層>灌木層>喬木層，但是兩者地上生物量積累量差異較大，硬頭黃竹地上部平均單株生物量大小依次為：YCK1（3.65 kg）>Y10（3.48kg

5、）>Y5（3.18 kg）；撐綠竹為：C5（4.31 kg）>CCK2（4.01 kg）>C10（3.50 kg）；生物量積累量可采用相對(duì)生長(zhǎng)式模型W＝a（D2H）b來(lái)模擬。
　　2、退耕竹林土壤質(zhì)量明顯提高。采用加權(quán)綜合指數(shù)法，對(duì)不同竹林土壤質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，硬頭黃竹土壤質(zhì)量綜合指數(shù)順序?yàn)椋篩5>YCK1>NCK0>Y10；撐綠竹為：C5> C10> NCK0>CCK2，均以退耕5 a竹林土壤質(zhì)量最優(yōu)，而非退耕撐綠竹和退耕10

6、a硬頭黃竹林土壤質(zhì)量較差，均低于農(nóng)耕地。退耕5 a硬頭黃竹林和撐綠竹林土壤具有良好的持水能力和土壤孔隙度，且其土壤主要化學(xué)元素含量較高，因而綜合指數(shù)得分較高。退耕時(shí)間不同，主要養(yǎng)分元素含量存在明顯差異，兩種退耕叢生竹林土壤N和K含量均隨著退耕年限的增加而降低，而P含量隨著退耕年限的增加呈升高的趨勢(shì)。
　　3、竹林內(nèi)的林冠層、枯落物層和土壤層的水源涵養(yǎng)功能與竹種和退耕年限密切相關(guān)。樹冠平均截留量占竹林水源涵養(yǎng)總量的39.31％，硬頭

7、黃竹林冠截留量排列順序?yàn)閅5>Y10>YCK1，退耕5 a竹林截留量最高，可占該地區(qū)降雨量的15.24%；撐綠竹冠層截留量的排列順序?yàn)镃5>CCK2> C10，最高為年降雨量的15.68%。不同退耕年限竹林葉面積指數(shù)介于1.253~3.419之間，與林冠截留量顯著正相關(guān)。枯落物層水源涵養(yǎng)量?jī)H占竹林水源涵養(yǎng)量的0.68%。硬頭黃竹林冠截留量排列順序?yàn)閅10> YCK1>Y5，撐綠竹冠層截留量的排列順序?yàn)镃10>CCK2>C5，兩種退耕竹林

8、枯落物儲(chǔ)量、最大攔蓄量及有效攔蓄量均隨退耕年限的增加而增加，浸泡時(shí)間（t）與枯落物層持水量（S）和吸水速率（V）之間的關(guān)系可以用模型S=k lnt+p和V=k tn擬合。土壤層是林地涵養(yǎng)水源的主體，占各竹林水源涵養(yǎng)量的57.62~62.50%，硬頭黃竹林0~60 cm土層土壤儲(chǔ)水量的排列順序?yàn)椋篩5（2997.24 t·hm-2）>YCK1（2447.86t·hm-2）>Y10（2381.67t·hm-2）；撐綠竹為CCK2（2709.

9、28 t·hm-2）>C5（2680.54 t·hm-2）>C10（2250.93 t·hm-2）。故在竹林水源涵養(yǎng)總量方面，硬頭黃竹為退耕5 a林最高（487.09 mm），其次為退耕10 a林（413.33 mm），最低為非退耕竹林（403.92 mm）；而撐綠竹以退耕5 a最高，其次為非退耕林，最低為退耕10 a竹林，其值分別為461.35 mm，433.51 mm和378.32 mm。
　　4、退耕竹林抗侵蝕力明顯優(yōu)于農(nóng)地

10、，且隨退耕年限的增加而增加。不同退耕年限硬頭黃竹林土壤抗侵蝕能力的排列順序?yàn)椋篩10>YCK1>Y5>NCK0，分別較農(nóng)耕地提高68.35%，39.26%和37.77%；而撐綠竹為C10>CCK2>C5>NCK0，較農(nóng)耕地分別提高44.63%，43.05%和22.67%，均已退耕10 a土壤抗侵蝕能力最高，退耕竹林有效地提高土壤抗侵蝕能力，且隨著退耕年限的延長(zhǎng)，土壤抗侵蝕能力增加。通過(guò)主成分分析和因子分析，表明水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、土壤滲透

11、性、平均重量直徑和幾何平均直徑與土壤理化性質(zhì)、土壤抗侵蝕性指標(biāo)之間存在著顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系，可以作為衡量該地區(qū)土壤抗侵蝕能力大小的綜合參數(shù)。
　　5、對(duì)不同類型竹林主要生態(tài)功能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，結(jié)果表明硬頭黃竹主要生態(tài)功能綜合指數(shù)的排列順序?yàn)閅5>YCK1>Y10>NCK0，撐綠竹為C5>CCK2>C10>NCK0，兩種竹林均表現(xiàn)為退耕5 a竹林的主要生態(tài)功能最高，其次為非退耕竹林，最低為退耕10 a竹林，且竹林生態(tài)功能均優(yōu)于農(nóng)耕