放牧對東峽林區灌木林地土壤貯水量的影響分析
General 更新 2024年12月22日
摘要對東峽林區灌木林地遭牲畜踐踏的輕、中、重度3種土壤型別測定其貯水量,結果表明:隨著牲畜踐踏土壤的程度不同,灌木林地貯水量有所差別,輕度踐踏土壤貯水量為592.0 t/hm2,中度踐踏為412.0 t/hm2,重度踐踏為298.4 t/hm2,輕、中、重度踐踏土壤之間貯水量依次遞減。
關鍵詞放牧;灌木林地;土壤貯水量;東峽林區
大通縣東峽林區是青海省重要的水源涵養林,林區部分割槽域處在半農半牧狀態,在林區灌木林地放牧後,土壤被踐踏的強度根據地表受害狀況結合植被覆蓋度(51%~75%、40%~50%、39%以下)可劃分為輕、中、重度3種類型,分別測定了放牧對林地土壤貯水量的影響,為林地合理放牧提供了依據[1-2]。
1材料與方法
1.1 測量地概況
大通縣東峽林區位於大通縣東北部,東西長50 km,南北寬20 km,為西寧市重要的水源涵養林區。林區內主要有2條由北向南平行的山脈,屬達板山支脈,東支脈主峰為蘭雀山,由克麻溝、鷂子溝和老虎溝等組成;西支脈主峰為平頂山,由東溝、西溝和生地溝等組成。海拔2 450~4 348 m,森林資源主要分佈在東峽河流域和瓜拉河流域,林地呈塊狀分佈,具有明顯的坡向性;林區喬木樹種主要有青海雲杉、白樺、山楊等[3];灌木樹種有山柳、小檗、杜鵑、金露梅、銀露梅、短葉錦雞兒、鮮卑花等[4]。
1.2 測定方法
1.2.1土壤樣品採集。2009年夏季,在東峽林區向化上灘灌木林地,根據放牧牲畜影響土壤的不同程度,選擇牲畜踐踏土壤輕、中、重度3種類型,各種型別重複3次,挖取土壤剖面深80~100 cm,每隔20 cm採集樣品1次。
1.2.2樣品處理。分別稱量不同型別各層次土壤樣品的鮮重,用清水浸12 h稱重,置於幹沙上面滲水2 h稱重,再置於幹沙上48 h後稱重,並在105 ℃烘10~12 h至恆重。求出土壤各層次的容重、最大持水量、最小持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度等平均值。
1.2.3灌木林地土壤的貯水能力。土壤貯水量指土壤非毛管孔隙度對降水的短期滯蓄量,用下面公式計算:
W=10 000×H×P(1)
式中,W:貯水量(t/hm2);H:土層厚度(m);P:非毛管孔隙度。
2結果和分析
2.1土壤剖面各層的容重
由表1可知,土壤剖面各層的容重,從上到下呈遞增趨勢;輕、中、重度踐踏的平均容重由小到大依次為輕度、中度、重度,表明牲畜活動少的土層鬆軟,容重輕,涵養水源效能較高。
2.2土壤各層最大、最小、毛管持水量
由表1可知,土壤最大、最小、毛管持水量隨著土層深度的增加呈遞減趨勢;輕、中、重度踐踏的平均最大、最小、毛管持水量由大到小依次為輕度、中度、重度,說明土壤踐踏輕的持水量大。
2.3土壤各層的非毛管、毛管、總孔隙度
由表1可知,土壤在形成過程中,由於土質沉積的差異,土壤非毛管、毛管、總孔隙度基本表現為隨著土層的深入相應減少;輕、中、重度土壤非毛管、毛管、總孔隙度平均值由大到小依次為輕度、中度、重度。
2.4灌木林地的貯水量
隨著牲畜踐踏土壤的程度不同,灌木林地貯水量有所差別。分別將表內土壤厚度和非毛管孔隙度值代入式(1),可得牲畜踐踏輕、中、重度的1 hm2土壤貯水量:
輕度W=10 000×0.8×0.074 0=592.0 t/hm2
中度W=10 000×0.8×0.051 5=412.0 t/hm2
重度W=10 000×0.8×0.037 3=298.4 t/hm2
由上述計算可知,踐踏輕、中、重度的1 hm2土壤貯水量遞減,輕度踐踏土壤貯水量較中度踐踏大180.0 t/hm2,中度踐踏較重度踐踏大113.6 t/hm2。
3結論與討論
(1)東峽林區是重要的水源涵養林區,為省會西寧市生產、生活的重要供水地,灌木林地面積佔林區總面積的1/3;因牲畜多,放牧不當,造成林地貯水量顯著下降,從牲畜踐踏土壤的輕、中、重度來看,土壤貯水量:輕度為592.0 t/hm2,中度為412.0 t/hm2,重度為298.4 t/hm2。
(2)灌木林地要加強放牧管理,因地制宜合理放牧,牲畜儘量在草場放牧,達到林地輕度放牧,增加土壤貯水量;封山育林與放牧,應做到輪封、輪牧,既可以保護林木的正常生長,又能發揮林地土壤涵養水源的最大潛力[5-6]。
(3)大力提倡設施圈養,儘量減少林區放牧量,從而達到水源涵養的目的。
4參考文獻
[1] 馬國青,樑兵寬,馬永珍,等.青海大通北川河源區自然保護區生物多樣性研究[M].北京:北京出版社,2009.
[2] 張瑋,李曉燕,李連國,等.內蒙古西部地區沙棘光合與蒸騰特性研究[J].華北農學報,2007,22(3):97-100.
[3] 大通回族士族自治縣林業志編撰委員會.大通縣林業志[M].西安:陝西人民出版社,1998.
[4] 青海木本植物誌編委會.青海木本植物誌[M].西寧:青海人民出版社,1987.
[5] 周興明.青海植被[M].西寧:青海人民出版社,1986.
[6] 於志民,王禮先.水源涵養林效益研究[M].北京:中國林業出版社,1999.
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關鍵詞放牧;灌木林地;土壤貯水量;東峽林區
大通縣東峽林區是青海省重要的水源涵養林,林區部分割槽域處在半農半牧狀態,在林區灌木林地放牧後,土壤被踐踏的強度根據地表受害狀況結合植被覆蓋度(51%~75%、40%~50%、39%以下)可劃分為輕、中、重度3種類型,分別測定了放牧對林地土壤貯水量的影響,為林地合理放牧提供了依據[1-2]。
1材料與方法
1.1 測量地概況
大通縣東峽林區位於大通縣東北部,東西長50 km,南北寬20 km,為西寧市重要的水源涵養林區。林區內主要有2條由北向南平行的山脈,屬達板山支脈,東支脈主峰為蘭雀山,由克麻溝、鷂子溝和老虎溝等組成;西支脈主峰為平頂山,由東溝、西溝和生地溝等組成。海拔2 450~4 348 m,森林資源主要分佈在東峽河流域和瓜拉河流域,林地呈塊狀分佈,具有明顯的坡向性;林區喬木樹種主要有青海雲杉、白樺、山楊等[3];灌木樹種有山柳、小檗、杜鵑、金露梅、銀露梅、短葉錦雞兒、鮮卑花等[4]。
1.2.1土壤樣品採集。2009年夏季,在東峽林區向化上灘灌木林地,根據放牧牲畜影響土壤的不同程度,選擇牲畜踐踏土壤輕、中、重度3種類型,各種型別重複3次,挖取土壤剖面深80~100 cm,每隔20 cm採集樣品1次。
1.2.2樣品處理。分別稱量不同型別各層次土壤樣品的鮮重,用清水浸12 h稱重,置於幹沙上面滲水2 h稱重,再置於幹沙上48 h後稱重,並在105 ℃烘10~12 h至恆重。求出土壤各層次的容重、最大持水量、最小持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度等平均值。
W=10 000×H×P(1)
式中,W:貯水量(t/hm2);H:土層厚度(m);P:非毛管孔隙度。
2結果和分析
2.1土壤剖面各層的容重
由表1可知,土壤剖面各層的容重,從上到下呈遞增趨勢;輕、中、重度踐踏的平均容重由小到大依次為輕度、中度、重度,表明牲畜活動少的土層鬆軟,容重輕,涵養水源效能較高。
2.2土壤各層最大、最小、毛管持水量
由表1可知,土壤最大、最小、毛管持水量隨著土層深度的增加呈遞減趨勢;輕、中、重度踐踏的平均最大、最小、毛管持水量由大到小依次為輕度、中度、重度,說明土壤踐踏輕的持水量大。
2.3土壤各層的非毛管、毛管、總孔隙度
由表1可知,土壤在形成過程中,由於土質沉積的差異,土壤非毛管、毛管、總孔隙度基本表現為隨著土層的深入相應減少;輕、中、重度土壤非毛管、毛管、總孔隙度平均值由大到小依次為輕度、中度、重度。
2.4灌木林地的貯水量
隨著牲畜踐踏土壤的程度不同,灌木林地貯水量有所差別。分別將表內土壤厚度和非毛管孔隙度值代入式(1),可得牲畜踐踏輕、中、重度的1 hm2土壤貯水量:
輕度W=10 000×0.8×0.074 0=592.0 t/hm2
中度W=10 000×0.8×0.051 5=412.0 t/hm2
重度W=10 000×0.8×0.037 3=298.4 t/hm2
由上述計算可知,踐踏輕、中、重度的1 hm2土壤貯水量遞減,輕度踐踏土壤貯水量較中度踐踏大180.0 t/hm2,中度踐踏較重度踐踏大113.6 t/hm2。
3結論與討論
(1)東峽林區是重要的水源涵養林區,為省會西寧市生產、生活的重要供水地,灌木林地面積佔林區總面積的1/3;因牲畜多,放牧不當,造成林地貯水量顯著下降,從牲畜踐踏土壤的輕、中、重度來看,土壤貯水量:輕度為592.0 t/hm2,中度為412.0 t/hm2,重度為298.4 t/hm2。
(2)灌木林地要加強放牧管理,因地制宜合理放牧,牲畜儘量在草場放牧,達到林地輕度放牧,增加土壤貯水量;封山育林與放牧,應做到輪封、輪牧,既可以保護林木的正常生長,又能發揮林地土壤涵養水源的最大潛力[5-6]。
(3)大力提倡設施圈養,儘量減少林區放牧量,從而達到水源涵養的目的。
4參考文獻
[1] 馬國青,樑兵寬,馬永珍,等.青海大通北川河源區自然保護區生物多樣性研究[M].北京:北京出版社,2009.
[2] 張瑋,李曉燕,李連國,等.內蒙古西部地區沙棘光合與蒸騰特性研究[J].華北農學報,2007,22(3):97-100.
[3] 大通回族士族自治縣林業志編撰委員會.大通縣林業志[M].西安:陝西人民出版社,1998.
[4] 青海木本植物誌編委會.青海木本植物誌[M].西寧:青海人民出版社,1987.
[5] 周興明.青海植被[M].西寧:青海人民出版社,1986.
[6] 於志民,王禮先.水源涵養林效益研究[M].北京:中國林業出版社,1999.
數學生態學在林業可持續發展中的應用探析