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(qiáng)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(jī)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(gè)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)年棄耕地最小（7）。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?。?.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(jī)碳儲(chǔ)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(jī)碳儲(chǔ)量接近，但均小于天然草地。土壤0～30cm土層總有機(jī)碳儲(chǔ)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(chǔ)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），天然草地最小（18.308t·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