桂西北主要退耕还林模式水土保持效益研究

摘要

结合广西退耕还林工程效益监测项目，在桂西北地区主要退耕还林模式监测样地，通过野外调查监测并采集枯枝落叶、土壤样品等在室内对其进行理化性质分析，最后采用数理统计学，综合评价法等分析方法，从枯枝落叶层功能、土壤物理-水文性质改良、及降雨径流关系规律等多角度对桂西北主要退耕地区水土保持效益进行研究。研究结果表明：
　　 1、退耕还林后的不同土壤深度(O-lm)平均土壤容重0.826g/cm3-1.276g/cm3，分别比末退耕的农作物地增大2.5％-4.6％，其中O-20cm深度的土层差异性达到显著水平；退耕还林后的土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和通气度的平均值依次为52.6％-59.8％、1.2％-21.8％、38.6％-41.3％和28.8％-36.7％，分别比未退耕的农作物地降低了4.6％-21.7％，其中O-20cm深度土层的非毛管孔隙度差异性达到显著水平，毛管孔隙度比未退耕地的农作物地增大了5.3％-7.6％；实行退耕还林后样地土层内的毛管持水量、最大持水量和最小持水量依次为37.5％-48.6％、43.2％-58.8％和30.6％-38.2％，分别比未退耕的农作物地下降了1.6％-10.5％，差异性不显著；退耕后样地土层样地土壤有效贮水量达到1655.6 t/hm2-2296.8t/hm2，比未退耕农作物地提高2.1％-6.3％，两者的差异性不显著。
　　 2、研究区5种典型退耕模式枯落物储量依次为：西南桦(6.70 t/hm2)>马尾松(5.42 t/hm2)>八角（4.68 t/hm2）>核桃(3.82 t/hm2)>板栗(2.95t/hm2)。持水能力最大的是西南桦为(16.82t/hm2)，其次依次为核桃(lO.21t/hm2)>八角(6.96t/hm2)>马尾松(6.52t/hm2)>板栗(5.73 t/hm2)。5种不同退耕模式中总体表现为乔木植被的枯落物保水保土效果相对较灌木明显。
　　 3、喜树模式研究区年降雨量平均为1021.6mm，降雨天数平均为85天，不同年份的月降雨量分布不均匀，汛期占全年降雨量的53％-66％。枯水期降雨量不足全年的2％。不同植被样地的年平均地表径流量依次为：喜树(2.17mm)>玉米(1.966mm)>喜树+吊丝竹(0.862mm)，5-9月在产流月份中集中产生的径流最多，占全年总径流量的93％以上，喜树+吊丝竹模式的地表径流量相对小，保水保土的效果好，是较理想的退耕模式。地表径流量随降雨量的变化关系以多项式回归方程最佳，其中拟合度较高的为玉米样地R2=0.6978，方程为y=3E-06x3-0.0004X2+0.0182x-0.1914，可根据降雨量预测地表径流量。
　　 4、板栗退耕模式中土壤侵蚀量大小依次为：黄豆（2.8 kg/hm2）>板栗（0.57 kg/hm2），喜树退耕模式中土壤侵蚀量大小依次为：玉米(0.62 kg/hm2)>喜树（0.36 kg/hm2）>喜树+吊丝竹（0.28 kg/hm2）。板栗退耕模式的保水保土效果较喜树显著，总体表现为退耕后土壤侵蚀量减少。不同退耕模式有机质和土壤养分N、P、K均有显著变化，板栗模式中有机质平均含量为39.36g/kg，比未退耕地的黄豆36.52g/kg提高1.08％，喜树模式中的喜树与吊丝竹混交模式的有机质含量为218.03g/kg，比未退耕地的玉米86.04g/kg提高39.45％，效果显著。退耕后不同样地的土壤N、P、K含量也比退耕前增加。
　　 5、与未退耕的农作物地相比，退耕地植被随林龄的增加，其树冠面积、枝叶等随着增加，截留降雨的能力增加，地下灌草以及枯枝落叶储量随林龄增加而增加，大大减缓了雨水对土壤的冲击，同时土壤的理化性质得到很好的改善，从而减少地表径流的产生以及养分的流失，达到保水保土以及保肥的效果。随之基础效益的增加，其社会效益和经济效益将也逐步显现，并日趋明显。