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工布自然保护区保育土壤功能

2012-08-17 17:21 来源:生态保护论文 人参与在线咨询

 

生态系统服务功能是目前生态学研究热点之一,通过直观的货币形式来表述生态系统的价值,使人们对生态系统的重要性有了更新的认识。土壤侵蚀是近年来全世界面临的一个严峻问题,因此,生态系统对保持土壤的功能越来越得到各国专家和学者的重视,在这方面已经作了比较深入的研究[1-2]。

 

西藏地处祖国西南边陲,由于海拔高、气候恶劣等自然因素,环境极为脆弱,水土流失在东南部表现极为明显,这给下游地区造成较大的危害,为此,国家曾启动了长江中上游天然林保护工程。西藏工布自然保护区位于西藏林芝地区境内,是迄今为止国家批复投资最大的林业自然保护区建设工程[3],它不仅保护了独特的原始森林和自然景观,而且也保护了该区域的环境。就保持土壤功能而言,目前在该区域所做工作较少,笔者采用国家林业局颁布的行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》方法,利用部分实测数据和相似区域的公开发表数据,对工布自然保护区生态系统土壤保持功能及其经济价值进行研究,有助于深入认识工布保护区保护土壤的重要性,加强对生态系统的保护,保证其生态服务功能的正常发挥。

 

1研究区域与方法

 

1.1研究区概况

 

西藏工布自然保护区位于西藏自治区林芝地区境内,地理范围为东经93°13′~94°50′,北纬28°40′~30°20′,处于南迦巴瓦峰西、喜马拉雅山东段与念青唐古拉山脉之间,东起雅鲁藏布大峡谷国家级自然保护区西界,西至工布江达县城,南接隆子县、墨脱县县界,北靠嘉黎县县界[3],总面积约21 558.16km2,涉及到林芝地区的工布江达、米林、朗县、林芝共4个县19个乡镇。从植被类型来看,工布自然保护区包含三类:东部色季拉山为典型山地森林垂直带谱;北部尼洋河流域受温度的影响,形成从半湿润森林到半干旱高山草甸的各种植被类型;南部雅鲁藏布江流域受水分的作用,形成从湿润森林到荒漠的各种植被类型[3]。从经济社会来看,林芝地区行署所在地八一镇处于本自然保护区中,是林芝地区政治、经济、文化、交通中心,人类活动相对频繁,同时,保护区中的尼洋河和雅鲁藏布江河谷地带,也是城镇、村庄、农业等土地利用较为集中地带,是今后林芝地区社会经济发展的主要区域[3]。

 

1.2研究方法

 

1.2.1数据来源

 

云冷杉数据来源于西藏林芝高山暗针叶林国家重点野外站台(以下简称林芝站)多年观测的数据,其他林分数据来源于相邻地区(主要为川西和云南)公开发表的论文数据,相关的经济指标数据来源于《西藏统计年鉴》。

 

1.2.2测量方法

 

本文计算方法均采用2008年国家林业局发布的行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》中所确定的评估公式。

 

1.2.3测量项目

 

1)年固土量G固土=A(X2―X1)式中,G固土为森林年固土量(t/年),A为森林面积(hm2),X2为无林地土壤侵蚀模数[t/(hm2•年)],X1为林地土壤侵蚀模数[t/(hm2•年)]。2)固土年价值U固土=C土•G固土/P式中,U固土为固土年价值(元/年),C土为挖取和运输单位体积土方所需的费用(元/m3)(参考西藏工程预计,本文取值5.714元/m3),G固土为年固土量(t/年),P为土壤容重(t/m3)(本文取值为1.2t/m3)。3)年保肥量GN=AN(X2―X1)=NG固土GP=AP(X2―X1)=PG固土GK=AK(X2―X1)=KG固土GM=AM(X2―X1)=MG固土式中,GN、GP、GK和GM分别为每年氮、磷、钾、有机质的流失量(t/年),N、P、K和M分别为土壤中氮、磷、钾、有机质的含量(%)。4)保肥年价值U肥=GNC1/R1+GPC1/R2+GKC2/R3+GMC3式中,U肥为保肥年价值(元/年),R1为磷酸二铵化肥中含氮量(14%),R2为磷酸二铵化肥中含磷量(15.01%),R3为氯化钾化肥中含钾量(50%),C1、C2、C3分别为磷酸二铵、氯化钾、有机质的市场价格(元/t)。

 

2结果与分析

 

2.1年固土量和固土年价值

 

2.1.1森林年固土量

 

林芝站实测无林地年地表径流量为22.6mm,年平均含沙量为12.17mg/mL,即可得到无林地土壤侵蚀模数为27.5t/(hm2•年)[4-5]。工布自然保护区中森林主要分布区域坡度相近,年降水量也相似,所以无林地土壤侵蚀模数均采用此数据。根据林芝站的数据,冷杉林年地表径流量为0.86mm,地表径流中泥沙含量为6.94mg/mL,计算出冷杉林的侵蚀模数为0.60t/(hm2•年)[6-8]。云杉数据采用工布自然保护区南伊沟实测数据,该林分年地表径流量为0.97mm,地表径流中泥沙含量为8.64mg/mL,计算出云杉林的侵蚀模数=0.84t/(hm2•年)[6-8]。其他林分没有实测数据,据相关文献规定[9-13],针叶林的土壤侵蚀模数是云冷杉的平均值,即717.46kg/(hm2•年);而阔叶树为针叶树的1.5倍,即1 076.19kg/(hm2•年)。  从表1和图1可以看出,工布自然保护区森林年固土量为1 423.4万t。其中,冷杉林年固土量最大,为843.6万t,占总量的59.27%;其次是高山松(148.7万t)和云杉林(118.0万t),分别占总量的10.45%和8.29%。单位面积森林年固土量为26.80t/(hm2•年)。

 

2.1.2非森林系统对于其他生态系统年固土量

 

仍然按照公式进行计算,其中,各生态系统的侵蚀模数数据来源于相关文献[14-16],从计算结果(表2)可以看出,工布自然保护区除森林系统之外,其他生态系统年固土总量为505.92万t。其中,灌木林固土量最大227.40万t,占总量的44.95%;其次是草地,三类草地共占总量的33.96%(图2)。从表2还可以看出,不同的生态系统单位面积年固土量差异较大。其中,固土能力最大的是其他类型的土地,1hm2每年固土量高达28.48t,这里的其他类型土地主要是指农村居民点,它的潜在侵蚀模数较大,但其上面多有建筑物,所以固土能力最强;其次是水域,由于河流的切割作用,一般水域周边坡度较大,所以潜在侵蚀模数大,但由于被水覆盖,所以几乎不可能产生侵蚀现象;固土能力最弱的是无林地和未成林地。

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