不同土地利用方式對高寒地區(qū)水土保持生態(tài)服務(wù)功能的影響研究.pdf

1、本研究以位于祁連山東段的天祝金強河河谷階地陽坡地帶的退耕自然恢復(fù)地、當(dāng)年棄耕地、坡耕地、人工草地和天然草地5種不同土地利用方式地為研究對象，探討了不同土地利用方式下的植被和土壤理化性質(zhì)變化，并對比分析不同土地利用方式對不同生態(tài)系統(tǒng)的有機物質(zhì)生產(chǎn)、生物多樣性維持、水源涵養(yǎng)、土壤保持、固碳功能和防風(fēng)固沙功能等6個方面的水土保持生態(tài)服務(wù)功能的影響。主要結(jié)果如下：
　　 （1）不同土地利用方式對地表植被和土壤的理化性質(zhì)有顯著的影響。天然

2、草地在地表植被分布和土壤理化性質(zhì)方面均優(yōu)于其它土地利用方式，而坡耕地和當(dāng)年棄耕地在地表植被分布和土壤理化性質(zhì)方面均較差。
　　 （2）不同土地利用方式下地上生物量表現(xiàn)為：坡耕地（369.6g·m-2）>人工草地（274.2g·m-2）>天然草地（211.1g·m-2）>退耕自然恢復(fù)地（176.4g·m-2）>當(dāng)年棄耕地（66.8g·mg-2）。地下生物量表現(xiàn)為：天然草地（2928.8g·m-2）>人工草地（738.3g·m-2）

3、>坡耕地（315.8g·m-2）>退耕自然恢復(fù)地（296.3g·m-2）>當(dāng)年棄耕地（62.9g·m-2）。地上生物量與植被蓋度極顯著相關(guān)（P<0.01），并符合二次函數(shù)變化關(guān)系；地下生物量與植被蓋度和物種數(shù)極顯著相關(guān)（P<0.01）；地下生物量與植被蓋度、物種數(shù)的變化分別符合對數(shù)和二次函數(shù)變化。不同土地利用方式下的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供功能的依次為：坡耕地>人工草地>天然草地>退耕自然恢復(fù)地>當(dāng)年棄耕地。
　　 （3）天然草地物種豐

4、富度最大（13），退耕自然恢復(fù)地次之（11），坡耕地和當(dāng)年棄耕地最?。?）。天然草地生態(tài)優(yōu)勢度和物種多樣性最高，坡耕地最低。退耕自然恢復(fù)地群落的物種均勻度最大（0.51），坡耕地最小（0.32）。不同土地利用方式地的多樣性維持生態(tài)服務(wù)功能的依次為：天然草地>退耕自然恢復(fù)地>人工草地>坡耕地>當(dāng)年棄耕地。
　　 （4）天然草地土壤有機碳儲量最高（5.269kg·m-2），退耕自然恢復(fù)地最低（1.826kg·m-2）。當(dāng)年棄耕地和人

5、工草地的土壤有機碳儲量接近，但均小于天然草地。土壤0～30cm土層總有機碳儲量表現(xiàn)為天然草地（15.558kg·m-2）>當(dāng)年棄耕地（7.706kg·m-2）>人工草地（7.559kg-m-2）>坡耕地（6.076kg·m-2）>退耕自然恢復(fù)地（5.477kg·m-2）。0～20cm土壤表層的土壤的碳貯量對土壤整體碳儲量能力的發(fā)揮著起著非常重要的作用。不同利用方式生態(tài)系統(tǒng)固碳生態(tài)服務(wù)功能依次為：天然草地>當(dāng)年棄耕地>人工草地>坡耕地>退

6、耕自然恢復(fù)地。
　　 （5）不同利用方式地最大持水量分布在681.966～592.93t·hm-2之間：毛管持水量分布在537.52～622.207t·hm-2之間；非毛管持水量分布在36.019～62.894t·hm-2之間；土壤持水量天然草地最大，退耕自然恢復(fù)地最低。當(dāng)年棄耕地地表徑流量最大（2788.68m3·hm-2）；退耕自然恢復(fù)地次之（2073.03m3·hm-2）；天然草地（581.84m3·hm-2）最小。人為因

7、素是影響地表徑流量的主要因素。不同土地利用方式下水源涵養(yǎng)生態(tài)服務(wù)功能為：天然草地>坡耕地>人工草地>退耕自然恢復(fù)地>當(dāng)年棄耕地。
　　 （6）不同土地利用方式地的土壤侵蝕量分布在0.037～0.208t·hm-2之間：依次為：當(dāng)年棄耕地（0.208t·hm-2）>坡耕地（0.155t·hm-2）>退耕自然恢復(fù)地（0.139t·hm-2）>人工草地（0.121t·hm-2）>天然草地（0.037t·hm-2）。不同土地利用方式地養(yǎng)

8、分富集比不同。土壤養(yǎng)分流失呈現(xiàn)出高肥力土壤養(yǎng)分高流失、低肥力土壤養(yǎng)分低流失的規(guī)律。土壤侵蝕模數(shù)當(dāng)年棄耕地最大（104.05t·km-2·a-1），天然草地最?。?8.308t·km-2·a-1）。不同土地利用方式土壤侵蝕模數(shù)的主要影響因子是徑流量。不同土地利用方式土地生態(tài)系統(tǒng)土壤保持生態(tài)服務(wù)功能為：天然草地>人工草地>退耕自然恢復(fù)地>坡耕地>當(dāng)年棄耕地。
　　 （7）臨界侵蝕風(fēng)速最大的是人工草地（16m·s-1），坡耕地和天然草