三峡库区不同退耕还林模式水土保持效益定位监测
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第４３卷第４期 ２０１４年８月 湖北林业科技
Ｈｕｂｅｉ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶＯ１．４３。Ｎｏ．４
Ａｕｇ．，２０１４
三峡库区不同退耕还林模式水土保持效益定位监测 王晓荣 万伏红 崔鸿侠 庞宏东 ’ 潘 磊 唐华∞ （１．湖北省林业科学研究院 武汉４３００７５；２．湖北省太子山林场管理局 荆门４８１３２２； ３．京山县林业局宋河林业管理站 荆门４３１８０６）
摘要： 选择三峡库区内４种典型退耕还林模式，基于２００４，２００７，２０１０年３年的定位观测，对三峡库区退耕还林模式水 土保持效益进行动态研究。结果表明：①与坡耕地相比，退耕还林促使土壤容重降低、孔隙度增加，但各模式变化存在差 异。②地表径流量、径流系数、土壤侵蚀模数均呈现明显的降低趋势，其中地表径流平均减少量８Ｏ．４３ ～８６．８２ ，变化趋 势为坡耕地＞茶园＞刺槐林＞板栗林＞柑橘＋紫穗槐林；径流系数变化减少范围在０．０１７￣０．０２５之间，柑橘＋紫穗槐林 ８６．７９ 、板栗林８５．３９ 、茶园８３．３３ 、刺槐林８０．９５ ；土壤侵蚀模数减少１ ４０９．３９～１ ４５８．１５ ｔ・（ｋｍｚ．ａ）～，为坡耕地 ＞刺槐林＞板栗林＞茶园＞柑橘＋紫穗槐林。③随着退耕年限的增加，除了板栗林表现为逐渐升高外，其他退耕还林模式 土壤有机质含量均表现为先降低后升高。全氮含量在刺槐林和柑橘＋紫穗槐林表现为先降低后升高，而板栗林和茶园则 表现为遂渐增加的趋势。全磷含量在各退耕模式中不断增加。除柑橘＋紫穗槐林的全钾含量增加３５ 外，其他模式都逐 渐降低，分别为刺槐林３７．２４ 、板栗林１２．３３ 、茶园８．２３ 。 关键词： 三峡库区；退耕还林模式；水土保持；定位监测 中图分类号：￥７５３．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—３０２０（２０１４）０４～０００１—０５
Ｌｏｃａｔｅｄ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ ｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｂｅｎｅｆｉｔｓ ０ｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｒｅｆｏｒｅｓｔａｔｉｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｒｅｇｉｏｎ Ｗａｎｇ Ｘｉａｏｒｏｎｇ‘ Ｗａｎ Ｆｕｈｏｎｇ‘。 Ｃｕｉ Ｈｏｎｇｘｉａ‘ Ｐａｎｇ Ｈｏｎｇｄｏｎｇ‘ Ｐａｎ Ｌｅｉ‘ Ｔａｎｇ Ｈｕａ‘。 （１．Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｗｕｈａｎ ４３００７５；２．Ｔａｉｚｉ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｊｉｎｇｍｅｎ ４３ １ ８２２；３．Ｓｏｎｇｈｅ Ｔｏｗｎ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｊｉｎｇｓｈａｎ Ｃｏｕｎｔｙ Ｊｉｎｇｍｅｎ ４３ １ ８０６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｅ ｃｈｏｓｅ ｆｏｕｒ ｔｙｐｉｃａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆａｒｍｌａｎｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｒｅｇｉｏｎ ａｓ ｓｔｕｄｙ ｓｕｂｊｅｃｔ，ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ，Ｃｉｔｒｕｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ＋Ａｍｏｒｐｈａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ，Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ，ｔｅａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｃｈｏｓｅ ｓｌｏｐｅ ｌａｎｄ ａｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｅｄ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ３ ｙｅａｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ２００４，２００７ ａｎｄ ２０１０，ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆａｒｍｌａｎｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｈｅｒｅ ｃｏｍｅ ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：①Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｆａｒｍｌａｎｄ，ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆａｒｍ． １ａｎｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，‘ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｂｕｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｔｔｅｒｎｓ．②Ｓｕｒｆａｃｅ ｒｕｎ． ｏｆｆ，ｒｕｎｏｆｆ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｕｌｕｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆａｒｍｌａｎｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｈａｄ ａ ｏｂｖｉ． ＯＵＳ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ．Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｕｎｏｆｆ ｗａｓ ８Ｏ．４３％～８６．８２％，ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｓｈｏｗｅｄ ｆａｒｍｌａｎｄ￣ｔｅａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ￣Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ＞Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ＞Ｃｉｔｒｕｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ＋Ａｍｏｒｐｈａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ．Ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｆｏｒ ｅｖｅｒｙ ｍｏｄｅ ｏｆ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｆａｒｍｌａｎｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｌａｎｄ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ０．０１７ ｔｏ ０．０２５。Ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｅ ｎｕｍｂｅｒ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｅ ｖａｒｉｅｄ ａｓ Ｃ／ｔｒｕｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ＋Ａｍｏｒｐｈａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ（８６．７９％）。Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ（８５．３９％），ｔｅａ ｐｌａｎｔａ． ｔｉｏｎ（８３．３３％），Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ（８０．９５％）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｕｌｕｓ ｗａｓ １ ４０９．３９～１ ４５８．１５ ｔ・（ｋｍ ・ａ）～，ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｓｈｏｗｅｄ ｆａｒｍｌａｎｄ￣Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ＞Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｒｒｍ＞ｔｅａ ｐｌａｎ． ｔａｔｉｏｎ￣Ｃｉｔｒｕｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ＋Ａｍｏｒｐｈａ，，ｕｔｉｃｏｓａ．③Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｆａｒｍｌａｎｄ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ，ｅｘｃｅｐｔ ｔｔｉａｔ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｏｆ Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｇｒａｄｕａｌ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ。ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ ａｎｄ Ｃｉｔｒｕｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ＋Ａｍｏｒｐｈａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ ｆｉｒｓｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ
收稿日期：２０１４一Ｏ５一ｌｌ 基金项目：国家林业公益性行业项目“天保等林业重点工程生态效益检测项目’＇（２０１３０４３０８）。 潘磊为通讯作者。 ２ 湖北林业科技 第４３卷 ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ ａｎｄ ｔｅａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓ． ｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｉｎ ａｌｌ ｔｙｐｉｃａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆａｒｍｌａｎｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ．Ｅｘｃｅｐｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｐｏｔａｓｓｉ— ｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃ／ｔｒｕｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ＋Ａｍｏｒｐｈａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ３５％，ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｍｏｄｅｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ．ｗｈｉｃｈ ｖａｌ— ｕｅｓ ｗｅｒｅ Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ（３７．２４％），Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉ￣ｉｍａ（１２．３３％），ａｎｄ ｔｅａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ（８．２３％）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｒｅｇｉｏｎ；ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｆａｒｍｌａｎｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｐａｔｔｅｒｎ；ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｌｏｃａｔｅｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
长期以来，三峡库区是我国水土流失最为严重 的地区之一，根据２００７年遥感调查结果，三峡库区 水土流失面积为２８ ０４２．１Ｏ ｋｍｚ口］，而坡耕地分布 广且垦殖指数高是造成其水土流失严重的主要原 因ｌ＿２］。库区严重的水土流失使得大量泥沙直接进 入水库，对水库的库容和水质产生严重影响＿３］，因 此如何快速有效减少该区域水土流失对三峡库区 的可持续发展具有重要的意义。 退耕还林工程是我国实施的一项重点林业生 态工程，现已成为我国生态经济建设和林业发展的 重点之一Ｌ４］。从２０００年开始，三峡库区开始实施 大面积的退耕还林，退耕还林与植被恢复的程度究 竟如何，其对水土流失的影响多大等等，目前没有 一个系统和科学的评估，以至影响到了该项工程的 持续性ｌ＿５ ］。为了及时、全面地反映退耕还林不同 时段和不同模式的效益变化趋势和工程建设中存 在的问题，必须开展不同退耕还林模式及工程效益 动态分析工作，在此基础上评价其综合效益动 态 一 。 为此，本文选择了三峡库区４种典型退耕还林 模式，在连续多年定位观测基础上，开展了退耕还 林水土保持方面的研究，以期为该区域生态环境建 设以及退耕还林效益评价提供相关的参考。 １材料与方法 １．１研究区概况 试验区位于湖北省秭归县境内的兰陵溪小流 域，距长江三峡大坝上游５ ｋｍ处，地理坐标为东 经１１０。５４ ３０ ～ｌ１Ｏ。５６ ２０”，北纬３０。５Ｏ ０４”～ ３Ｏ。５２ Ｏ９”，基岩为花岗岩。气候类型属北亚热带湿 润季风气候，冬夏气候交替明显，年平均气温１８．０ ℃，≥ｌ０℃积温为５ ３００ ｏＣ，无霜期２５０ ｄ，多年平 均降雨量为１ １５０ ｍｍ，年内分配不均，４～１０月降 水量约占全年的８５ ９／６，年蒸发量为１ ４２１．５ ｍｍ。 流域内土壤以黄壤为主 ］。 １．２研究方法 １．２．１样地设置 选择该区域退耕还林较为普遍的４种退耕还 林模式（刺槐Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ林、柑橘Ｃｉｔ— ｒｌ２ｓ ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ＋紫穗槐Ａｍｏｒｐｈａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ林、板 栗Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ林、茶园）进行监测样地的 布设，各种退耕模式每年进行１次穴式施肥。样地 设置采用典型取样法，面积为２０ ｍＸ２０ ｍ，每个模 式５次重复。样地基本情况具体见表ｌ。 表１不同退耕模式样地基本情况
