喀斯特生态环境治理下土壤保持功能对石漠化的响应机制

喀斯特地区土壤保持功能是衡量石漠化生态治理成效的重要手段之一,基于InVEST模型,利用"3S"技术对2005、2010、2015年的关岭-贞丰花江示范区的石漠化进行解译,研究石漠化与土壤保持量两者的响应机制。结果表明:(1)2005～2015年石漠化程度总体减缓,面积由3 773.56 hm~2减少至3 474.23 hm~2,土壤保持总量相继上升,从29.29万t提高至37.29万t,2005～2010年单位面积土壤保持增量集中在6～30 t·hm~(-2)·a~(-1),后五年增量在0～6 t·hm~(-2)·a~(-1)。(2)由于土地利用方式、坡度、土层厚度等差异,土壤保持功能并未呈现简单式下降,而是表现为强度中度、轻度潜在、非喀斯特无石漠化。其中轻度与潜在差值最大,可达5.53 t·hm~(-2)·a~(-1),说明了潜在石漠化是今后治理的重点。(3)2005～2010年石漠化恢复型土壤保持增量为10.27 t·hm~(-2)·a~(-1),由于土地利用方式的转变以及治理时效性在2010～2015年降低为3.01 t·hm~(-2)·a~(-1)。稳定型石漠化变化土壤保持变化最为平稳,强度石漠化减缓区土壤保持功能上升快,轻度最为平缓,表明了治理期长且需循序渐进。因而,在治理过程中需考虑不同等级石漠化具有的土壤保持功能特性及其恢复的时效性。     

基于遥感的石漠化治理下土壤肥力变化特征分析

为揭示生态治理下不同石漠化等级土壤肥力变化特征和规律。采用2009年和2015年治理前后两期遥感影像进行石漠化解译,结合撒拉溪示范区测土配方施肥和定点采样监测测定数据,通过Kriging插值和GIS空间分析,研究土壤肥力变化特征,探讨不同石漠化等级与土壤肥力变化规律。结果表明,(1)从2009-2015年,撒拉溪示范区无石漠化面积增加了258.14hm~2,年动态度为1.91%。潜在、轻度、中度和强度石漠化面积分别减少了119.75、61.66、56.68和20.05 hm~2,石漠化得到明显好转。(2)土壤pH由弱酸向中性变化,速效钾含量有所降低,变异系数均由中等变异向弱变异变化。土壤有机质含量增加了16.13g?kg~(-1),增速最快,碱解氮增速也明显,土壤全氮含量变化不大,但是有效磷含量降低明显且变异最大,有机质、全氮、碱解氮和有效磷变异系数均为中等变异。(3)从潜在石漠化到强度石漠化,土壤pH缓慢升高后降低,全氮的变化趋势与有机质基本一致且均为下降。2009年土壤碱解氮含量变化先上升后下降,而2015年则先下降后升高再下降,呈波浪式变化;有效磷含量2015年逐渐降低,而2009年则先升高后逐渐降低;土壤速效钾含量先升后降。各肥力指标变异系数2009年明显高于2015年。(4)石漠等级变化趋势为强度向中度、中度向轻度、轻度向潜在、潜在向无石漠化方向转移,除pH、有机质和碱解氮朝正向变化外,其余指标均为负变化,其中碱解氮正向变化值最大,速效钾负向变化值最大。通过生态治理,石漠化等级逐渐降低,石漠化趋向良性发展,生态系统逐渐恢复,可在不同石漠化等级土壤中适量补充氮磷钾以保持土壤肥力。