郭灝

摘 要 森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，對陸地生態(tài)系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)和改善作用。基于此，從森林生態(tài)系統(tǒng)的固土保肥功能出發(fā)，闡述固土保肥功能的內(nèi)涵特征和發(fā)展過程，并對固土保肥功能的研究進(jìn)展進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 森林生態(tài)系統(tǒng)；固土；保肥

中圖分類號(hào)：S718.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）24--02

森林的興衰直接影響生態(tài)環(huán)境，關(guān)系著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，其生態(tài)服務(wù)功能既是人類生存的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的基礎(chǔ)[1]。由于森林結(jié)構(gòu)以及森林生態(tài)功能的多樣性，其在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中起著不可代替的作用，保護(hù)和經(jīng)營好森林對于涵養(yǎng)水源、保育土壤、保持生物多樣性以及滿足社會(huì)對森林資源的多種需求具有廣泛而重要的意義。

1 固土保肥功能的概念及內(nèi)涵

1.1 固土保肥功能的概念

森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的固土保肥功能，是指森林地被物層和枯落物層截留降雨，降低雨水對土壤表層的沖刷，減少地表徑流侵蝕。同時(shí)，使森林根系固定林地土壤，減少土壤肥力的損失，從而達(dá)到改善林地土壤結(jié)構(gòu)的作用。

1.2 固土保肥功能的內(nèi)涵

森林固土保肥功能主要體現(xiàn)在減少土壤侵蝕、保持土壤肥力、防沙治沙、防災(zāi)減災(zāi)和改良土壤5個(gè)方面。

1.2.1 固土作用

森林具有較強(qiáng)的水土保持能力，大量國內(nèi)外的研究成果已經(jīng)證實(shí)，森林在防止土壤侵蝕、減少徑流泥沙方面具有顯著作用。森林的林冠層、枯枝落葉層對大氣降水進(jìn)行截留，減小了進(jìn)入林地的雨量和降雨強(qiáng)度，林下形成強(qiáng)壯且成網(wǎng)絡(luò)的根系，與土壤牢固地盤結(jié)在一起，從而達(dá)到有效的固土作用。

1.2.2 改良土壤和保肥作用

林木的根系可以改善土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度和通透性等物理性狀，有助于土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。在養(yǎng)分循環(huán)過程中，成為森林生態(tài)系統(tǒng)歸還的主要途徑，可增加土壤的有機(jī)質(zhì)、營養(yǎng)元素和土壤碳庫的積累，提高土壤肥力。

2 國內(nèi)外森林固土保肥功能研究進(jìn)展

2.1 國外研究進(jìn)展

美國、德國、法國、英國、挪威、荷蘭、日本和加拿大等國在不同范圍內(nèi)對土壤保育價(jià)值等森林資源價(jià)值的評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究，取得了一些成果。部分學(xué)者對植被減少及削弱雨水與土壤侵蝕之間的影響進(jìn)行了研究。美國的農(nóng)業(yè)部、林業(yè)部等多部門共同提出了WEPP模型。西歐等國家基于侵蝕過程，研究提出了歐洲土壤侵蝕模型。美國學(xué)者Smith和Wischmeier通過研究分析，總結(jié)出了USLE通用土壤流失方程模型[2]。Jimenez等學(xué)者研究認(rèn)為，植被變化對土壤入滲特性也有一定的影響[3]。

2.2 國內(nèi)森林固土保肥功能研究進(jìn)展

森林植被固土保肥功能在國內(nèi)的研究起步較晚，20世紀(jì)80年代，國家開始對森林生態(tài)系統(tǒng)的效益進(jìn)行研究。20世紀(jì)90年代，許多學(xué)者進(jìn)一步加深了對森林生態(tài)功能的研究。陳玉琪[4]的研究表明，甘肅省“三北防護(hù)林”的土壤保育價(jià)值達(dá)98.09億元。歐陽志云[5]等對我國陸地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行了初步估算，并得出了中國森林、草地固土保肥的價(jià)值。

國內(nèi)學(xué)者對于侵蝕模數(shù)的研究，主要研究方法有：基于野外土壤侵蝕調(diào)查及室內(nèi)人工模擬；利用水庫、塘壩的淤積量進(jìn)行推算；采用通用土壤流失方程USLE、多元回歸方程即WEPP等土壤侵蝕模型。由于我國地形復(fù)雜，形成土壤侵蝕的成因差別較大，是地形、氣候、水文、植被、土壤以及人類活動(dòng)綜合作用的結(jié)果[6]。土壤侵蝕帶走了大量表層土壤，損失了表層土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，如氮、磷、鉀等。森林土壤為植物提供生存所需的養(yǎng)分，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)流失，保持土壤肥力，促進(jìn)土壤中的營養(yǎng)元素如氮、磷、鉀和碳等的循環(huán)[7]。國內(nèi)學(xué)者針對通用土壤流失方程USLE的影響因子，進(jìn)行了修正和改進(jìn)。劉寶元[8]等參照USLE方程，建立了我國的土壤流失CSLE方程。

3 森林固土保肥功能實(shí)物量評(píng)估

在《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》中，對于固土保肥功能評(píng)估采取分別評(píng)估固土功能評(píng)估和保肥功能評(píng)估，其中：

G固土=A（X2-X1） （1）

GN=AN（X2-X1） （2）

GP=AP（X2-X1） （3）

GK=AK（X2-X1） （4）

G固土為林分年固土量，單位為t/a；X1為林地土壤寢室模數(shù)，單位為t/（hm2·a）；X2為無林地土壤侵蝕模數(shù)，單

（下轉(zhuǎn)第頁）

（上接第頁）

位為t/（hm2·a）；GN為減少的氮流失量，單位為t/a；GP為減少的磷流失量，單位為t/a；GK為減少的鉀流失量，單位為t/a；N為土壤含氮量，單位為%；P為土壤含磷量，單位為%；K為土壤含鉀量，單位為%；A為林分面積，單位為hm2。

4 森林固土保肥功能的研究展望

綜合前人學(xué)者的研究分析，在今后研究工作中，應(yīng)更加注重固土保肥功能實(shí)物量評(píng)估體系的研究。不同學(xué)者在對固土保肥功能實(shí)物量進(jìn)行評(píng)估時(shí)，由于選取評(píng)價(jià)的方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的不同，不同學(xué)者得到的研究結(jié)論存在一定差異。在今后的研究中，應(yīng)收集大量數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)資料，運(yùn)用不同的評(píng)估方法進(jìn)行比較研究，以得到更加客觀、準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果。

關(guān)于森林固土保肥功能評(píng)價(jià)的指標(biāo)，目前還沒有統(tǒng)一的指標(biāo)體系。有的僅從土壤肥力指標(biāo)來考慮，有的將所有影響森林植被生長的元素進(jìn)行分析。不同的指標(biāo)，其結(jié)果有一定的偏差，結(jié)論的可比性也較差。森林固土保肥功能狀況受林分、群落結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件及人類活動(dòng)的影響，很難建立統(tǒng)一的指標(biāo)體系，因此，應(yīng)從所有影響因子出發(fā)，借用相關(guān)理論與實(shí)踐成果及經(jīng)驗(yàn)，選擇能夠反映森林類型實(shí)際情況的因子。

參考文獻(xiàn)

[1]趙元藩，溫慶忠，艾建林.云南森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估[J].林業(yè)科學(xué)研究，2010，23（2）：184-190.

[2]Wischmeier， Smith D.PredictingRainfall Erosion Losses[J].Agricultural Handbook，1978（3）：537.

[3]Jimenez C，Tejedor M，MorillasG，et al.Infiltration Rate in Andisols：Effect of Changes in Vegetation Cover[J].Journal of Soil and Water Conservation，2006，61（3）：153-158.

[4]陳玉琪.甘肅省三北防護(hù)林森林資源資產(chǎn)評(píng)價(jià)[J].甘肅林業(yè)科技，1997（2）：37-41.

[5]歐陽志云，王如松，趙景柱.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，10（5）：635-640.

[6]楊新.中國土壤侵蝕分區(qū)及土壤流失調(diào)查[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2011，20（4）：131-136.

[7]劉克鋒，劉建斌，賈月慧.土壤、植物營養(yǎng)學(xué)與施肥[M].北京：氣象出版社，2006.

[8]劉寶元，謝云，張科利.土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

（責(zé)任編輯：劉昀）