峰丛洼地石漠化区生态重建及其服务价值典型研究 ——以广西马山县弄拉和平果县果化示范区为例

论文摘要

自从2001年3月《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》关于“推进黔桂滇岩溶地区石漠化综合治理”的条文通过以来,治理中国西南地区喀斯特石漠化、重建西南这种特殊而退化的岩溶生态系统已经上升为国家目标。但是,用什么样的最佳技术手段,通过什么样的优质工程措施来重建这种脆弱的生态系统?重建后的成本、效益究竟有多大,如何评价?所有这些都是喀斯特石漠化治理中需要解决的问题。本文企求以广西壮族自治区平果县果化示范区和马山县弄拉示范区为例,通过野外观测、示范工程等手段对果化示范区的生态重建技术、弄拉示范区次生林、经济林的生态重建机理进行了典型研究,并用生态经济学的方法对示范区生态重建服务价值进行了评价,研究结果如下:（1）果化示范区施行的生态重建技术主要有表层岩溶水开发技术、土地整理与土壤改良技术和植被恢复重建技术。通过对示范区高位表层岩溶带泉,采取“蓄—引”技术、对散流状或汇流状表层岩溶带地下水,采取“截—蓄—引”技术和对高洼地的地下河水,采取“提—蓄—引”技术,果化示范区共开发岩溶水资源2×104m3/a,弄拉示范区共开发高位表层岩溶带水资源27317.2m3/a。通过对土地沿等高线进行梯化整理增加了果化示范区有效耕地面积150hm2,用农家有机肥、作物的桔秆和滤泥对果化示范区的土地进行改良,结果使土壤的有效N、有效K、有效P和有机质含量分别提高了90.19μg/g、47.92μg/g、14.28μg/g和0.21%。通过运用“先锋物种及土壤种子库引入技术,常绿落叶阔叶混交林人工诱导恢复技术以及林-灌-草搭配技术,果化示范区的植被覆盖度从10%增加到75%,植物种类也由25种增加到32种。（2）次生林对表层岩溶带水资源调蓄能力的研究表明:兰电堂表层岩溶带次生林的蒸腾量在一个年度内为21319m3,分别占表层岩溶带总降雨量和入渗补给量的33%及42%,这说明植物群落演替到较高的层次后,植被的蒸腾量会变大。因此,在岩溶石山区水源生态林的恢复重建中,要选育蒸腾速率低或择伐蒸腾速率高的树种,使生态用水和经济用水都能保持最大化。（3）用美国基因公司产的LI-6400便携式光合仪和碳稳定同位素技术对弄拉次生林的观测结果表明,次生林中各种植物的水分利用效率是不同的,水分利用效率的大小依次为:黄杞＞紫棱木＞青冈栎＞金银花＞任豆树＞箬竹＞红背山麻杆＞苦丁茶＞菜豆树＞云实＞黄荆条＞银合欢＞香椿＞裸花紫珠＞马蹄竹＞枇杷树。黄杞、紫棱木、青冈栎、金银花和任豆树的水分利用效率高,显示了良好的耐旱、抗旱特征,是石漠化地区植被恢复重建中应培育、引种的优良品种。在弄拉示范区引种的银合欢、香椿、裸花紫珠、马蹄竹和枇杷树的水分利用效率低,抗干旱胁迫的能力弱,进一步说明了在生态重建中培植乡土种的必要性。（4）在喀斯特石漠化地区,重建后的生态系统其服务价值是巨大的。通过成本—效益分析,果化示范区重建后的服务总价值为31473986元,扣除重建前的生态系统服务价值和重建期间实际投入的科研费用,其净价值为19586948元,净价值是实际投入费用的8.9倍。用市场价值法、机会成本法和影子工程法计算弄拉示范区年生态系统服务总价值为17466608元,其中保护土壤和教育示范、科研的价值最大,其值分别为2609910元和8600000元。显示了在石漠化治理初期,恢复重建后的生态系统在防止水土流失和教育、科学、推广示范上有巨大的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外相关领域研究现状及进展
• 1.1.1 峰丛洼地及石漠化内涵
• 1.1.2 峰丛洼地石山区的生态效应
• 1.1.3 峰丛洼地区石漠化的现状及危害
• 1.1.4 生态重建技术
• 1.1.5 石漠化地区的生态重建成果评估
• 1.2 研究课题的学术背景及理论与实际意义
• 1.3 研究课题的来源及主要研究内容、方法及技术路线
• 第2章 研究区概况
• 2.1 马山县弄拉生态重建示范区
• 2.2 平果县果化生态重建示范区
• 第3章 弄拉示范区生态重建机理典型研究
• 3.1 次生林恢复后的小气候特征研究
• 3.1.1 不同立地条件的小气候特征
• 3.1.2 不同区域的小气候特征
• 3.2 次生林对表层岩溶带水资源调蓄能力的研究
• 3.2.1 研究方法
• 3.2.2 结果和分析
• 3.2.3 结论与讨论
• 3.3 喀斯特先锋植被抗逆性及其水分利用效率的生理生态特征
• 3.3.1 研究方法
• 3.3.2 结果与分析
• 3.3.3 结论
• 13C组成特征及其生态环境意义'>3.4 次生林叶片δ¹³C组成特征及其生态环境意义
• 3.4.1 研究方法
• 3.4.2 结果与分析
• 3.4.3 结论
• 3.5 本章小结
• 第4章 果化示范区生态重建技术典型研究
• 4.1 生态重建的理论、技术与途径
• 4.1.1 生态重建的内涵
• 4.1.2 生态重建的理论及原则
• 4.1.3 生态重建技术和途径
• 4.1.4 生态恢复重建成功的标准
• 4.2 果化示范区的生态重建
• 4.2.1 果化示范区生态重建的总体目标
• 4.2.2 果化示范区生态重建的基本途径
• 4.2.3 果化示范区生态重建技术
• 4.2.4 果化示范区生态重建模式
• 4.2.5 果化示范区生态重建的动态监测
• 4.3 本章小结
• 第5章 示范区生态重建服务价值评估
• 5.1 生态服务价值评价的理论与方法
• 5.1.1 生态系统服务的内涵
• 5.1.2 生态系统服务价值及其理论基础
• 5.1.3 生态系统服务的价值构成及其评价方法体系
• 5.2 生态服务价值评价指标的选取和构建
• 5.3 果化示范区生态重建服务价值评估
• 5.3.1 提供直接产品
• 5.3.2 涵养水源价值
• 5.3.3 保持土壤价值
• 5.3.4 气体调节价值
• 5.3.5 教育、科研价值
• 5.3.6 果化示范区重建前后生态服务净价值
• 5.4 弄拉示范区生态重建服务价值评估
• 5.4.1 直接产品价值
• 5.4.2 涵养水源价值
• 5.4.3 固土保肥价值
• 5.4.4 调节气体、气候价值
• 5.4.5 生物多样性维持
• 5.4.6 卫生保健价值
• 5.4.7 教育、科研价值
• 5.4.8 恢复重建后的生态系统各功能服务价值
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 本研究的主要创新点
• 6.3 未来生态重建服务价值研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、攻读博士学位期间参加的课题及公开发表的学术论文