中國(guó)不同竹產(chǎn)區(qū)土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的比較研究.pdf

1、本研究是國(guó)際林業(yè)研究中心(CIFOR)合作項(xiàng)目“不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下中國(guó)竹產(chǎn)區(qū)經(jīng)營(yíng)制度選擇及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響”的子課題(2001～2005)。隨著我國(guó)竹產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，森林面積和珍貴森林資源快速減少，竹林面積迅速擴(kuò)大，特別在西部地區(qū)更加明顯。竹林的經(jīng)營(yíng)與可持續(xù)利用越來越受到廣泛關(guān)注，這種趨勢(shì)既促進(jìn)了竹農(nóng)增收，增進(jìn)了地方的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，但也改變了地方的生態(tài)環(huán)境(天然林減少、大量使用化肥、生物多樣性減少)。雖然竹類研究人員正在不系統(tǒng)地研究竹子可持

2、續(xù)經(jīng)營(yíng)與利用技術(shù)，但由于受到科學(xué)認(rèn)識(shí)和研究條件的限制，這些研究結(jié)果還不能完全滿足竹產(chǎn)區(qū)可持續(xù)發(fā)展的需要，仍限制我們認(rèn)識(shí)和了解竹產(chǎn)業(yè)變化對(duì)生態(tài)和環(huán)境方面的影響。鑒于此，很有必要分析我國(guó)不同竹產(chǎn)區(qū)土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)對(duì)其生態(tài)環(huán)境的影響，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)南方竹類資源的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)、有效利用與生態(tài)安全目標(biāo)非常重要。 土地利用/土地覆蓋變化已成為土地科學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)、全球環(huán)境變化及可持續(xù)發(fā)展研究中的核心領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)外在土地利用

3、/土地覆蓋變化對(duì)環(huán)境生態(tài)效應(yīng)(大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物多樣性)的研究取得了很大進(jìn)展，但主要集中在小尺度范圍內(nèi)進(jìn)行。在較大尺度(如一個(gè)縣)水平上研究土地利用變化，如竹林資源變化，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境(水土流失、生物多樣性保護(hù)、碳匯變化)的影響研究罕見報(bào)道。本研究利用3S等先進(jìn)技術(shù)和定位觀察相結(jié)合的方法，在較大尺度水平上(縣級(jí))研究20世紀(jì)80年代初林業(yè)改革開始到2004年期間中國(guó)主要不同竹產(chǎn)區(qū)土地利用變化(主要是竹林面積快速擴(kuò)大)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)

4、自然環(huán)境質(zhì)量(水土流失、生物多樣性和碳匯)的影響，探討各竹產(chǎn)區(qū)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的土地利用方式。 按照東西經(jīng)度梯度和竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平選擇我國(guó)東部(浙江省富陽(yáng)市、安吉縣)，中部(湖南省平江縣)和西部(四川省沐川縣)等四個(gè)竹產(chǎn)區(qū)作為試驗(yàn)區(qū)，連續(xù)四年在6類土地利用方式上開展土壤侵蝕定位觀察和植物多樣性、植被碳儲(chǔ)量的野外(樣地)調(diào)查，建立相關(guān)生態(tài)過程數(shù)學(xué)模型，并利用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)獲得的自從20世紀(jì)80年代初林業(yè)生產(chǎn)承包責(zé)任制實(shí)施以來的4個(gè)

5、不同時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù)，計(jì)算和分析不同竹產(chǎn)區(qū)在不同時(shí)期土地利用方式轉(zhuǎn)變對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響。主要研究結(jié)果如下： 1.不同土地利用類型的年地表逕流量和土壤侵蝕量，不僅與年降水量呈線性相關(guān)，而且與土地上的植被類型關(guān)系密切。闊葉林發(fā)生的年土壤侵蝕量最少，僅為22.9～49.5kg·hm-2·a-1，而農(nóng)耕地的年土壤侵蝕量最大，為237.8～478.5kg·hm-2·a-1。年地表逕流量排序?yàn)椋洪熑~林＜針葉林和集約經(jīng)營(yíng)竹林＜粗放經(jīng)營(yíng)竹林

6、和經(jīng)濟(jì)林＜農(nóng)耕地；土壤侵蝕量的排序?yàn)椋洪熑~林＜針葉林和粗放經(jīng)營(yíng)竹林＜集約經(jīng)營(yíng)竹林和經(jīng)濟(jì)林＜農(nóng)耕地。 2.不同土地利用類型的植物多樣性差異明顯，同一土地利用類型在不同地區(qū)間也存在明顯差異。從地區(qū)看，湖南平江的物種最豐富；從森林類型看，則以粗放經(jīng)營(yíng)毛竹林的植物多樣性較高；從林分層次看，以灌木層的植物多樣性最高；從兩種竹林看，毛竹林的多樣性指數(shù)高于慈竹林的多樣性指數(shù)。 3.固碳能力的大小與植被類型關(guān)系密切，其中以闊葉林的固碳能

7、力最強(qiáng)；毛竹林的固碳能力高于慈竹林。不同植被類型的碳儲(chǔ)量排序?yàn)椋洪熑~林＞針葉林＞＞集約經(jīng)營(yíng)竹林＞粗放經(jīng)營(yíng)竹林＞經(jīng)濟(jì)林＞農(nóng)耕地。從地區(qū)看，平江縣的單位面積植被碳儲(chǔ)量較高，達(dá)到21.0t.hm-2，沐川縣的植被碳儲(chǔ)量較低，為15.1t.hm-2。 4.通過近20年的土地利用變化分析，發(fā)現(xiàn)四個(gè)竹產(chǎn)區(qū)在改革初期的土地利用方式轉(zhuǎn)變對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面影響，特別是水土流失有加重的趨勢(shì)；但從20世紀(jì)90年代中期開始，情況有所好轉(zhuǎn)；到20

8、世紀(jì)末，因?yàn)橥烁€林、天然林保護(hù)和生態(tài)公益林建設(shè)等國(guó)家重大林業(yè)生態(tài)工程的實(shí)施和各地竹產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，有力地促進(jìn)了各地竹林發(fā)展和闊葉林恢復(fù)，使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量比改革初期有了明顯改善。如安吉縣1995年的地表徑流量比1984年增加2.5mm，但到2004年時(shí)，其地表徑流量和土壤侵蝕量分別比1984年減少3.3mm和32.4kg.hm-2。在四個(gè)產(chǎn)竹區(qū)中，以西部沐川縣的變化最明顯，其土壤侵蝕量比15年前減少46.3kg.hm-2，這與國(guó)家實(shí)施退耕

9、還林、天然林保護(hù)等工程和當(dāng)?shù)刂癞a(chǎn)業(yè)發(fā)展需求有密切關(guān)系。因此，總體上說，四個(gè)竹產(chǎn)區(qū)現(xiàn)在的土地利用方式的水土保持能力、生物多樣性和植被碳儲(chǔ)量都比改革初期有了很大增加，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境得到了明顯好轉(zhuǎn)，但是如果各地隨著竹產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，集約經(jīng)營(yíng)竹林面積不斷擴(kuò)大，則會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、生物多樣性保護(hù)產(chǎn)生消極影響，因此建議各地適當(dāng)控制集約經(jīng)營(yíng)竹林面積比例。 由于研究尺度較大，經(jīng)費(fèi)有限，而且時(shí)間較短，未能建立研究所需的全部生態(tài)過程模型，部分模型是