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长期以来,大面积的开垦土地、过度放牧、无序樵采,使地表和植被遭到严重的破坏,水土流失,土地沙化,气候恶劣的现象也日趋严重,给国民经济和社会发展造成了极大的危害。因此党中央、国务院从全社会的可持续发展大局出发,站在国家和民族的高度做出了实施退耕还林还草工程的历史性决策。
随着退耕还林还草工程的实施,植被得到建立和恢复,土壤得到修复,水土流失得到控制,生态环境得到改善。本文以甘肃省庆阳市为例,通过实地考察和室内实验,利用各种实验数据与卫星遥感数据相拟合,对比分析了不同栽种模式对植被恢复、改善土壤结构、提高土地肥力水平方面的作用和效益,为退耕还林还草的效应评价提供科学依据。具体研究结果如下:
1.植被恢复,生态环境改善
退耕还林还草工程的实施,使全市7年内新增林地面积2406km<2>,森林覆盖率提高了8.8个百分点,农田庇护率达到40.1%。大量陡坡耕地、沙化土壤的退耕还林,有效地防治了的水土流失,遏制了北部风沙蔓延,生态环境恶化趋势得到明显改善。全市水土流失区域的土壤侵蚀模数由工程实施前的5000—6000t/a.kM<2>,减少到现在的2000—4000t/a.km<2>;灾害性气候年发生次数明显减少。
2.土壤物理性质得到改善
植被恢复使土壤容重减小,从而土壤孔隙度增大,土壤持水性能增强,总储水库容增大,土壤物理结构在某种程度上得到改善。植被恢复后土壤机械组成明显细化,粉粒、粘粒含量增加,砂粒含量大大减小。土体中=0.25mm水稳性团聚体和=50μm微团粒大量产生,促进粘粒形成聚积,稳定成土环境,有利于土壤形成发育,能有效地减少水土流失,使因水土流失而减少的土壤养分大幅度下降,从而防止土地退化。
3.土壤养分含量提高,有效性增强
随着植被的恢复,土壤pH值逐步降低,有机质、全氮、有效氮及速效钾的含量得到提高,但在某种程度上,植被恢复使土壤磷含量有所减小。因为庆阳地区土壤pH值普遍高于8.20,所以pH值的下降将使土壤溶液的环境趋于中性,使土壤中营养元素的生物有效性提高。同时土壤团粒结构明显改善,容重降低,协调供应养分和水分的能力提高。
4.不同的退耕模式对土壤理化性质的影响不同
不同退耕模式对土壤质量恢复的影响不尽相同,总的来看,刺槐×沙棘混交林地土壤容重、土壤pH值减小最大,土壤有机质、全氮含量增加显著,土壤速效养分增加也高于其他退耕模式。同属豆科植物的紫花苜蓿在各个方面也是表现良好,虽然生长时间较短,并且年年收割作物养羊的饲料,但是其土壤容重、pH值的降低趋势都高于其他退耕模式,土壤全氮含量、速效养分的增加也比其他模式为快,所以是一种非常好的栽种模式。
5.退耕年限对土壤的理化性质影响显著
植被恢复年限直接影响地表和地下生物量。一般说来,随恢复时间的增长,地表和地下生物量也增加。生物量增加将使土壤有机物质输入增加,将引起土壤物理和化学性质发生变化。因此,恢复时间也将影响土壤特性。随恢复时间的增长,土壤容重不断减小,土壤孔隙度不断增加,且土壤全氮和有机质呈明显增加趋势。土壤速效养分的变化则有显著差异,0-20cm土层的速效钾随时间的增长快速增加,而20-40cm土层的速效钾则有小幅度的下降;土壤速效氮有明显增加;而速效磷相对于耕地则有一定的减少。