《川中丘陵区土地利用变化与农林复合生态建设——以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站集水区为例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《川中丘陵区土地利用变化与农林复合生态建设——以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站集水区为例（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、川中丘陵区土地利用变化与农林复合生态建设以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站集水区为例朱波张先婉彭奎王道杰张信宝 ( 中国科学院成都山地灾害与环境研究所)攮要：通过长期的观测与对比研究，分析四川盆地中部丘陵盐亭紫色土农业生态试验站集水区的土地利用变化及其环境效应。结果表明截流村土地利用自6 0 年代以来发生了巨大变化，其中有林地增长约3 0 ，有林地分布在丘陵坡顶、陡坎和地边，与农田形成镶嵌格局，由此构成的农林复合系统有较好的水土保持能力，缓减了农村燃料、饲料、材料和肥料的不足具有良好的生态、杜会和经济效应，初步实现了生志系统的良性循环，该生态村模式迅速在盐亭及川中丘陵区推广。关健词：生态系统
2、农林复合土地利用变化川中丘陵区l 基本生态环境状况本典型研究在中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站集水区一盐亭县林山乡截流村进行，以董家坪集水区为中心，位于1 0 5 。2 7 E ，3 1 。1 67N ，地处嘉陵江一级支流涪江的支流一猕江、湍江的分水岭上，面积0 3 8 k m 2 。地质构造处于八角场背斜北翼，梓潼向斜的东南翼，岩层倾向北东5 5 0 和北西3 5 0 0 左右，倾角3 6 。，裂隙发育，砂岩裂隙频度较高，泥岩次之。本区出露地层中侏罗纪上统蓬莱镇组上部和白垩纪下统城墙岩群下部，两组地层呈假整合接触，为砂泥岩互层，层间尚存有地下水，岩相变化较大主要为粉砂质、细沙质、长石石英砂
3、岩、长石砂岩、粉砂钙质泥岩和泥质钙质粉砂岩等。地形为中深丘，海拔4 0 0 6 0 0 m 由于水平砂泥岩互层形成多级梯地山顶为园丘、长岗状。沟谷切割较深冲沟发育，相对高差1 0 2 0 0 0 谷底宽5 0 1 5 0 m ，比降1 1 5 0 ，两侧山坡较陡，平均坡比：1 ：3 1 ：1 0 。盐亭县的气候具有四川盆地典型亚热带湿润季风气候特征。该区地处盆地西部春夏旱区与东部伏早区的交错地带，有春旱、夏旱、伏旱、秋淋的威胁年均温度1 7 3 ，极端最高气温4 0 。C ，极端最低气温一5 1 ；多年平均降雨量8 2 5 m ，分布不均，春季占5 9 夏季6 5 5 ，秋季1 9 7 冬季8
4、 9 ，无霜期2 9 4 d ( 表1 ) 。本区土壤为水稻土和石灰性紫色土。土层厚度一般2 0 7 0 c m ，质地为中壤粘粒含量 l O 植被以散生柏树稀疏灌丛( 黄荆马桑等) 和农作物为主，农作物毗玉米、小麦、甘薯、 棉花、油菜和水稻为主，据1 9 6 5 年5 月6 日拍摄黑白航片( 比例尺1 ：1 8 0 0 0 ) 解译，土地利用以农地为主，其中旱地比重大，约5 5 ( 表2 ) ，有林地仅占4 ，荒地约占2 0 ，当时的董家坪集水区除早地外，大部为荒山草坡，其上生长着稀疏灌丛，林地仅在南北两侧山麓出现，森林覆盖率很低仅为8 ，燃料、材料、肥料、饲料等“四料”惧缺，农民因此不远数
5、十里去挖草根作柴，铲草皮烧灰作肥料，导致表土裸露，水土流失严重，侵蚀模数高达3 6 5 8 t ( k m 2 a ) 。1 9 5 8 1 9 6 0 年“大跃进”时期，农业生产条件遭受前所未有的破坏，农业经济发展失调经过1 9 6 1 1 9 6 5 年的调整，恢复了农业生产，但地方经济仍相当萧条，全村农业总产值5 4 5 1 0 元，人平1 7 0 元，粮食总产量5 4 8 1 0 k g 人平2 7 0 k g 农业总收入1 2 5 8 6 元，人平6 2 元农民生活贫困。表2 穰藏村土地利用麦化比例( )6 1 3 j5 4 8 44 0 0 ：0 鹊1 8 7 8 ；0 ，2 10
6、 6 31 1 9 710 6 6 ；2 2 3 j1 0 0面积( h a )3 2 9i1 5 6 21 2 2 50 2 5O 1 4 - 0 3 6 ：0 4 74 2 10 3 0l _ 1 23 801 9 8 21 比例( ) 8 6 6 ：4 1 1 03 2 2 406 50 3 7 0 9 5 L2 01 1 0 80 8 02 9 51 0 0面积( h a ) 3 7 91 4 9 21 3 3 30 6 50 2 40 4 3 ：0 4 51 6 1O 6 l 、1 9 83 8 01 9 9 5 比例( ) ：9 9 63 9 2 63 5 0 8l | 7 l0
7、6 3i 1 3 ：1 1 84 2 31 6 05 2 11 0 02J JI 中丘陵区典型退化农业生态系统的结构、功能与生态重建规划2 1 截流村农业生态系统的结构与功能认识系统，剖析系统，确定系统的结构与功能特征是生态规划的前提。规划前，该村农业生态以农为主几乎无林，园地也被当作“尾巴”割了，荒山草坡多草被因柴、饲、肥缺乏而难以长期保存，生态系统结构简单，组份间无法协调，功能失调，生态平衡遭到破坏，因此水土流失严重，土壤瘦瘠，缺肥、缺柴、缺饲料等状况日益严重，而且系统内柴、肥、饲、材等相互竞争，系统处于恶性循环之中。加之降雨不均，蓄水工程的不完备，地处分水岭以及距大河流较远等多因素作用产
8、生缺水的矛盾，导致生物群落不能充分利用丰富的光热资源，能量转化低，物质循环不正常，生物生产力极低，粮食亩产在1 0 0 1 5 0 k g左右徘徊，低于全县平均水平。人类为了生存对环境资源施加压力，如铲草皮、烧秸杆、不合理耕作一系列连锁反应引起严重的水土流失，恶化了系统水的矛盾，从而削弱了系统自我调节能力，物质循环畸形发展，生态系统物质、能量的不平衡未能得到有效抑制。2 2 生态恢复的核心问题与突破口根据系统性质不难认识“水”是本系统的主要矛盾，因此水是该集水区农业生态系统的核心问题。有了水可咀促进生物群落对光能的利用：有了水可以促进物质循环：有了水可进一步调动人的主动性。解决水的问题不能就水
9、论水，应以水问题为核心，通过调节系统内水分平衡，扭转生态系统物质的恶性循环。本地区水问题突出的根源在于系统不协调，降雨虽丰，但未能有效保蓄，水分利用率低，而水分不能充分至； 蓄的原因在于坡耕地严重的水土流失，水土保持是系统水问题的突破口。通过速生水保林的兴建，恢复植被，首先抑制水土流失，同时解决了群众的燃料问题，大大减少了秸杆还田的压力，缓解了肥料缺乏问题，林下草被的恢复为放牧提供了丰富的草源，饲料问题得到初步解决，因此综合治水是林山乡截流村生态恢复的首要步骤。首先从造林起步，改造环境，同时从利用集雨面积大的优势开始，提高拦蓄径流量，有计划的开发地下水，提高土壤蓄水量，把实现地表水、地下水、土
10、壤水、森林水联合运用作为目标，初步实现水的供需平衡。2 3 实旌步骤及空间布置根据给水区的自然条件，在丘项、陡坎、地埂植树造林，分阶段实施绿化荒山、土地改造、山水田林路综合整治，在生态建设的基础上调整农业结构。2 3 1 绿化荒山，建立农林复合结构根据荒地资源面积大的特点和“四料”俱缺的现状，优先实施绿化荒山，这是调整结构保证功能正常过程的需要也是充分利用光热资源的需要，同时也是生态建设的根本。选择乡土树种柏木为主要造林对象，以具有固氮速生作用的桤木作为先锋树种，结合树种特性培育桤柏混交林，在荒山荒坡和农地的地埂田坎种植，造林2 0 0 多亩。初步建造了坡顶桤柏混交林坡中早耕地，田坎地埂林草维
11、护，几年以后，可逐渐形成农林镶嵌的景观。2 3 2 建立水土保持耕作体系逐年实施坡地改梯田，薄土改厚土，小块改大块和改造沟坝地等方式改田改土，在此基础上推广横坡聚土免耕耕作制度，并根据夏伏旱交错、夏旱频率高、气温回升快的特点，大春作物采用早播、早育苗、早栽以躲过夏早，如玉米提前在三月中、下旬播种，保证六月十日前抽雄普遍采用麦一玉一苕的分带种植套作方法，建立水土保持耕作体系。不仅扩大了耕地面积，增加了土壤含水量，还增加了雨季来临前的植被覆盖，从而减少了土壤冲刷。7 22 3 3 山水田林路综合整治在荒山绿化、改土改田的基础上，大搞农田基本建设，特别是以水利建设为中心，因地制宜的把工程蓄水、森林涵
12、水、土壤贮水及地下水开发结合起来，并通过修路筑埂，理 顺沟渠，完善水系，为区间调水提供条件。2 3 4 调整农业产业结构在不断改善环境条件的基础上，改变过去由单一的农业种植，向多种经营转变，逐步 扩大桑、果、桐、药等比例，因林地和林下环境改善，大力发展畜牧业，不断调整和优化 农业产业结构。3 农林复合生态系统的形成3 1 生态系统结构的变化该村由过去的单一农业结构向农林复合结构转化，其结构的变化从土地利用面积计算( 表2 ) ，有林地3 2 2 4 ，旱地4 1 1 ，水田8 6 5 塘库堰0 9 5 与1 9 7 2 年相比土地利用变化明显，森林植被的恢复，林地与农地形成镶嵌复合格局，由此逐
13、渐演变成农林复台生态系统，由于农业生态结构的变化，缓和了“燃料、饲料、肥料”之问的矛盾，扩大了物质循环的内容与强度，也促进了能量的流动，生态系统的功能也发生了巨大变化。 生态系统的结构变化还表现在农业产业结构上，表3 反映了截流村的农业产业的组成及其3 0 年来的变化情况。在1 9 6 5 1 9 7 2 年开展生态村建设以前，传统种植农业占9 5 以上，林业1 6 左右畜牧业也很少( 3 ) ，随着农业生态建设的开展，尤其是荒山的绿 化，农业结构发生了较大的变化，畜牧业迅速增长，到1 9 8 2 年上升至1 5 ，1 9 9 5 年增至2 3 ，7 5 ，而且仍呈上升趋势，林业也表现增加的势
14、头，以经济林突出。农业产业结构从生态建设中得到调整，从农、林、牧产值占总产值比例计算，1 9 9 5 、1 9 9 0 、1 9 8 2 年种植农业分别比1 9 7 2 年降低1 5 、3 1 、4 0 。农林牧相互关系表现在林业支援农业有机肥料、燃料而腾出大量作物秸杆作饲料促进牧业发展，牧业为农业提供肥料、资金、沼气原料间接缓和林业对沼料、肥料的压力：农业促进牧业林业更是不言而喻。表3 农业恕咐衲组成种植业林业畜牧业、I b年份 粮食棉花油料木材经济林猪茔出家禽11 9 6 59 1 _ 2 41 7 62 6 4O 7 80 8 60 7 50 5 2o 2 80 8 9 ：0 2 81
15、9 他8 8 2 82 8 83 8 20 5 21 2 30 7 90 9 7n3 2O 9 00 3 l1 9 7 68 6 2 32 6 72 5 90 3 21 6 2l - 5 23 2 40 5 01 0 3O 2 81 9 8 27 3 5 82 1 72 6 10 4 21 8 44 5 28 6 61 7 63 0 01 0 81 9 9 05 5 1 27 5 18 4 01 0 52 9 l6 6 l9 2 23 5 84 8 0 ，0 9 0-1 9 9 54 8 7 l1 0 2 59 8 B2 1 54 4 85 7 29 5 63 9 54 5 20 7 87 3 3 2 生态系统生产力提高表4 反映了据1 9 7 2 1 9 8 2 年截流村和林山乡及盐亭县全县粮、油、棉等主要作物的历史资料计算的农田初级生产力的能流密度。由表4 可见，截流村的初级生产力的线性增长率明显高于全县和林山乡，1 9 7 2 1 9 8 2 年十年间，截流村的初级生产力翻了一番，1 9 8 2 年为1 9 7 2 年的2 2 5 倍，同时农田光自利用率也由原来的0 4 增长到0 8 6 ，截流村的农田初级生产力和农田光能利用率逐渐由最初的低于县及乡平均而变为高于上述二者。表4 黼村农田初级生产力与林山乡和盐亨县比较( 1 0
