喀斯特石漠化治理不同水土保持模式的生態(tài)效應(yīng)分析

楊太俊

（云南省曲靖市會澤縣林業(yè)和草原局，云南 曲靖 654200）

0 引言

石漠化治理后，水土保持效益有所顯現(xiàn)，土壤侵蝕模數(shù)量低、空隙結(jié)構(gòu)好，因此才能保持水能力增強，使土壤中的營養(yǎng)元素含量大幅增加，具有良好的抗蝕性，作為我國環(huán)境脆弱帶，會澤大地縫地區(qū)水土流失以及荒漠化問題日益嚴(yán)重，所以如何有效地解決喀斯特地區(qū)的石漠化問題，同時確保該地區(qū)水土保持模式下將生態(tài)效應(yīng)和生態(tài)治理結(jié)合在一起，可以有效地為喀斯特地區(qū)石漠化水土保持治理以及生態(tài)建設(shè)恢復(fù)提供良好的科學(xué)性指導(dǎo)依據(jù)。

1 地區(qū)的選擇

在對喀斯特地區(qū)石漠化治理生態(tài)效應(yīng)分析中，我們選取云南會澤縣的會澤大地縫作為示范試驗區(qū)。由于該地區(qū)石漠化面積高達(dá)1000km2，并存在不同程度石漠化情況，其中以潛在石漠化占比最高，達(dá)到了30.5%以上，同時喀斯特地區(qū)海拔面積在2120m 以上，氣候濕潤且干燥，平均氣溫在12.7℃，一年中有258d 屬于無霜期，日照時長2100h 以上，平均降水量在980mm[1]。在對喀斯特地區(qū)進(jìn)行試驗時，選取的試驗地包括封山育林地、人工種草地、經(jīng)果林治地、農(nóng)林混合地以及對照組試驗地為主，通常情況下，對照組可以按照原生樣地進(jìn)行生態(tài)效應(yīng)的監(jiān)測實驗，選取13 個不同的實驗樣地，并按照國家林業(yè)局防治荒漠化管理方法進(jìn)行綜合治理，其試驗區(qū)的基本信息如表1 所示。

2 試驗材料和方法

2.1 采集試驗區(qū)樣品

為了更好地監(jiān)測喀斯特地區(qū)石漠化水土問題，通常采集的試驗區(qū)分雨季前、雨季期和雨季后時間段，并定期對表1 中的四種不同模式類型試驗地采取隨機和等量的多種方式進(jìn)行布點。在對試驗地的樣品采集中，選取土點之間的距離保持在2.5m 左右，深度在20cm 以內(nèi)，有利于更好地測定相關(guān)物理指標(biāo)。對每一個不同的模式類型區(qū)域采集樣品時，都需要按照四分法取樣1kg，總共取樣52 份，并使樣土自然風(fēng)干，然后去除樣土中的雜質(zhì)，有利于試驗監(jiān)測。

表1 試驗地區(qū)基本信息

2.2 對樣品理化性質(zhì)進(jìn)行測定

通過測定土壤中的水分含量、土壤重量以及孔隙度等物理性質(zhì)時，可以對有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化的方式進(jìn)行外加熱處理，從而提取土壤中的相關(guān)物質(zhì)。

2.3 對植物多樣性的測定

在對試驗的13 塊地的植物群落進(jìn)行監(jiān)測時，需要監(jiān)測植物的密度、平均高度、平均冠幅、胸徑等。其中均勻度的計算指數(shù)：

E=H/lnS式中：H——多樣性指數(shù)；E——平均度指數(shù)；S——群落總種數(shù)[2]。

2.4 對小氣候測定方法

使用電子溫度計可以測定大氣溫度和相對濕度，在對喀斯特地區(qū)試驗田進(jìn)行溫度測定時，采用3415FQF 光量子雙輻射計測定光照強度時，需要根據(jù)試驗地的深度進(jìn)行測溫，通常選擇試驗地的溫度分布是5cm、10cm、15cm、20cm 的土壤溫度。在對實驗溫度進(jìn)行測溫時，每次間隔2h 觀測一次，并選擇典型的樣點取平均值進(jìn)行監(jiān)測，最終確定天氣溫度。

2.5 對數(shù)據(jù)的處理方法

通常情況下，使用EXCEL 對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并利用EXCEL 以及SPSS19.0 軟件可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表統(tǒng)計，最終完成對均值的比較和單因素的分析，也可以利用Origin8.5 軟件繪圖分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤的物理性質(zhì)

在分析云南會澤縣喀斯特地區(qū)的土壤物理性質(zhì)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)土壤的物理性質(zhì)通常會影響到植被生長以及微生物的活動。因此在對喀斯特地區(qū)土壤物理性質(zhì)不同季節(jié)的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，無論土壤中的含水量還是毛管持水量，當(dāng)發(fā)生一定的差異性時，都會出現(xiàn)以下變化規(guī)律，分別是農(nóng)林混合模式＞經(jīng)果林治理模式＞人工種草模式＞封山育林模式[3]。對這四類試驗地雨季前的土壤含水量監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)，土壤中的含水量均高于對照試驗地的含水量，其中含水量分別是87.31%、65.59%、34.67%和29.19%。雨季前和雨季中的土壤含水量差異極大，而雨季后則沒有明顯的差異性，土壤的容重變化情況和土壤含水量、田間持水量等存在負(fù)相關(guān)因素，這就說明，土壤的疏松多孔，那么土壤的通氣性良好，非常有利植物的生長和發(fā)育，具體物理指標(biāo)見表2。

表2 不同水土保持模式土壤物理指標(biāo)

3.2 土壤的化學(xué)性質(zhì)

土壤的化學(xué)性質(zhì)中，主要包含了氮、磷、鉀等指標(biāo)，是土壤有機物的重要組成部分，不同的水土保持模式植被效應(yīng)由植被種類數(shù)量的特征、外貌和結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在不同情況下表現(xiàn)出一定的差異性。光照強度對植物生長有著重要的意義，這是因為光照強度是促進(jìn)植物光合作用的關(guān)鍵因素，不同的光照強度所表現(xiàn)出來的差異性不同。

3.3 不同水土保持模式下小氣候效應(yīng)

大氣溫度中由于不同水土保持模式下的大氣溫度都會表現(xiàn)出一定的差異性，因此針對不同水土保持模式的大氣溫度需要根據(jù)曲線規(guī)律決定，有利于顯著降低對照組。通常情況下，大氣溫度在每天的12：00—14：00 為峰值，而在14：00 以后，大氣溫度會呈現(xiàn)出下降狀態(tài)，這也使得喀斯特地區(qū)石漠化在進(jìn)行農(nóng)林種植時候需要大量的人工干預(yù)才能有效保持水土。其次是光照強度方面，由于光照強度對植物的生長有著至關(guān)重要的意義，而且在植被覆蓋時，也會影響到光照強度的直接因素，當(dāng)光照強度在不同水土保持模式下，會表現(xiàn)出不同的差異性。最后是相對濕度，空氣濕度會反映出一定時間內(nèi)固定區(qū)域的小氣候特點，并隨著陽光的加強，使不同水土模式的濕度值發(fā)生變化。因此在喀斯特地區(qū)石漠化治理中，針對不同的水土保持模式的生態(tài)效益都會有著明顯的差異性，受到大氣溫度、光照強度和相對濕度的影響，會導(dǎo)致喀斯特地區(qū)水土模式受到不同影響。這些因素對治理喀斯特石漠化治理都會起到一定的影響，所以必須展開對喀斯特不同地貌和流域的水土保持模式、石漠化等級的生態(tài)研究，最終建立出喀斯特石漠化治理的有效措施。

4 結(jié)語

對云南會澤縣喀斯特地區(qū)石漠化治理的試驗研究中可以發(fā)現(xiàn)，不同水土保持模式的生態(tài)效應(yīng)有明顯的差異，在農(nóng)林混合模式、經(jīng)果林治理模式、人工種草模式以及封山育林模式這四種模式中，土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，氣候、光照強度等會影響到對喀斯特地區(qū)石漠化的治理。