广西凤山县石漠化地区核桃林生态经济效益分析.docx
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广西凤山县石漠化地区核桃林生态经济效益分析
题目
凤山县石漠化地区核桃林生态经济效益分析
毕业论文
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2012年05月20日
摘要
本文选取凤山县石漠化治理力较广种植的“核桃”作为研究对象,对其进行生态效益和经济效益分析。
生态效益从林下植被多样性、土壤理化性质、生物量三个方面进行调查研究,经济效益通过调查核桃林历年来的投入成本和产出值记录,分析核桃的收入动态过程及其投入产出比。
本文旨在为凤山县退耕还林的效益评价提供一定的参考依据,同时也为桂西北及其他石漠化地区的治理提供一定的借鉴。
结果表明:
(1)核桃林林下植物物种丰富度和物种多样性均较高,物种分布也比较均匀;
(2)8年生核桃林总生物量为4.62t/hm2,乔木层的生物量为3.58t/hm2,灌草层生物量为1.04t/hm2;其乔木的单株生物量平均值为0.255714t/hm2,大于香椿单株生物量平均值为0.227778t/hm2;(3)核桃林土壤含水量大于坡耕地的土壤含水量;土壤总孔隙度分别为52.6%、51.8%,具有良好的通气性;土壤有机质含量、全N含量和速效N、P、K含量均高于坡耕地,说明核桃林的土壤肥力较好。
(4)核桃林从第七年开始投产,随着年亩产量的增加每年产值不断增大,第9年可全部收回前期投入成本,全林开始盈利。
全林年纯利润随着树龄的增长而增多。
盛产期亩产值达到6000元/亩,且盛果期达100多年,经济效益显著。
综述所述,核桃在凤山县石漠化治理中兼具良好生态效益和经济效益的树种。
关键词:
石漠化核桃生态效益经济效益
ABSTRACT
Thepaperselectedtherepresentativestreespecies"JuglansregiaL."astheobjectofstudy,toexploretheirecologicalandeconomicbenefitsanalysis.Ecologicalbenefitsincludedthediversityofunderstoryvegetation,soilproperties,biomass.Economicbenefitsmainlyinvolvedwalnutplantation’sdynamicincomeanditsinput-outputratio.ThisarticleaimedtoprovideareferencebasistoevaluatetheresultofreturningfarmlandtoforestsinFengshan,butalsoforotherpartsofofthenorthwestGuangxiandotherrockydesertificationregion.Theresultsshowedthat:
(1)walnutplantation’sspeciesrichnessandspeciesdiversitywerebothhigh,speciesdistributionwasalsoself;
(2)8-years-oldwalnutplantation’sbiomasswas4.62t/hm2,arborlayer’sbiomasswas3.58t/hm2,shrubandherblayer’biomasswas1.04t/hm2;itseachwoodbiomasswas0.255714t/hm2,whichwashigherthantoon(0.227778t/hm2);(3)walnutforest’ssoilmoisturecontentisgreaterthantheslopeofcultivatedland;theirtotalsoilporositywere52.6%and51.8%,whichbothhadgoodventilation;soilorganicmattercontent,totalNcontentandavailableN,P,Kcontentwerehigherthantheslopearableland,theaboveillustratedthatwalnutplantationhadgoodsoilfertility.(4)walnutplantationbegantobearfruitintheseventhyear,withtheincreasingofyield,theoutputvalueincreaseeveryyear.Itisnineyearswhenalltheinitialinvestmentwasrecover.Theflourishingtimewillhave6000yuanpermu,andtheflourishingtimewillcontinue100years,whichallshowedthatwalnutplantationhasasignificanteconomicbenefit.Summary,walnutplantationinFengshanrockydesertificationbothhasgoodecologicalandeconomicbenefit.
KEYWORDS:
Rockydesertification;JuglansregiaL.;Eco-efficiency;Economicbenefits
ABSTRACT……………………………………………………………………....ii
1.2核桃的特性及其栽植技术………………………………………….….3
2.1研究区概况……………………………………………………………...4
2.2生态效益调查…………………………………………………………...5
前言
西南喀斯特地区(包括黔、桂、滇3个省)是与沙漠边缘、黄土高原同为我国贫困与环境退化问题最为突出的地区[1]。
该地区由于喀斯特地貌发育,裸露石山占土地总面积的40%以上,耕地分散,且质量较差,地表水大部分渗漏于地下,因开发不当,土地石漠化严重,属于典型的资源缺乏、环境脆弱、经济落后地区[2]。
其中是中国乃至世界喀斯特地貌发育的典型地区,全区喀斯特石山面积9.77万km2,占全区总面积的41%,集中分布在桂中的红水河流域、柳江流域,桂西的左、右江流域,桂东北的漓江流域中下游两岸。
特别是在桂西北地区,水土流失和石漠化十分严重,区域生态极为脆弱。
喀斯特地区的脆弱生态环境对农业发展产生了一系列极为显著的负效应:
农业资源总量短缺,可耕地面积少;土壤瘦薄,自然肥力低,生境干旱;水资源利用受限,旱涝灾害频繁;水土流失严重,土地生产力降低等。
石漠化问题已成为制约和束缚喀斯特地区社会经济可持续发展的核心问题之一。
如何寻求到科学合理的石漠化治理和经济发展模式的最佳结合,对解决这些地区的石漠化问题和推动当地经济的发展,乃至对的三农工作改善民生问题和整体经济的平衡有序发展有重要意义。
凤山县是新时期国家扶贫开发重点县之一,全县9个乡镇中有8个遭受石漠化侵袭,全县石漠化、潜在石漠化土地面积达74517.4公顷,占土地总面积的42.86%。
全县20.14万人口中有7万多人口处在贫困线以下,其中绝大部分都生活在石漠化非常严重的石山区。
为了治理石漠化,改变石漠化地区农民生活贫困面貌,凤山县经过多年摸索,通过大力发展核桃种植,成功走出了一条既能治理石漠化、促进生态建设,又能使山区农民增收的可持续发展新路子,对西南石漠化地区治理具有一定的借鉴意义。
本文选取凤山县当前种植面积较广的经济林代表树种“核桃”作为研究对象,对凤山县石漠化地区的核桃林进行生态效益、经济效益分析,为凤山县退耕还林的效益评价提供一定的参考依据,同时也为桂西北其他地区的石漠化治理提供一定的借鉴。
第一章绪论
石漠化(RockDesertification)是指在热带、亚热带湿润和半湿润地区岩溶极其发育的自然背景下,受人为活动的干扰,使地表植被遭受破坏,造成土壤严重侵蚀,基岩大面积裸露,砾石堆积,地表呈现似荒漠化景观的土地退化乃至土壤消失的现象[3-5]。
影响石漠化发生发育的因素大体上可以归纳为自然因素和人为活动两类。
影响喀斯特石漠化的自然因素主要有气候、地质构造、地形地貌、岩性、土壤、坡度以及地面物质组成等;人为因素主要有人口剧增、毁林开荒、陡坡垦殖、过度樵采、烧灰积肥、荒坡放牧、不合理的产业结构、采矿、人工水库和基建工程以及当地生活习惯等等。
20世纪80年代以来,在西南岩溶区开展了很多项目,如实施了“八七”扶贫攻坚计划,退耕还林工程、“长防”和“”工程、“珠治”试点工程等,在石漠化治理方面已经取得了不少经验[6],探索出了一些较好的治理模式与方法。
具体的治理措施,如Wang等[7]在喀斯特小流域进行的综合治理中总结了“山顶戴帽、山腰系带、山脚穿鞋”的治理方案,即在山顶开展植树造林、山腰修砌石墙来防治水土流失、山脚则大规模地建设高产稳产田,在南部实施的生态农业也为解决当地经济发展与资源利用的冲突提供了新思路。
马山弄拉建立的峰丛洼地立体生态农业模式[8]也取得了良好的治理效果。
对石漠化非常严重的地区,移民也是石漠化治理的一项非常有效的措施。
20世纪90年代以来,环江县建立肯福、城北等移民开发区,建立了一整套的林(果)-草-畜(牧)-沼复合生态系统技术体系和科技+公司+基地+农户的管理模式,成功安置从岩溶山区移出的居民7万多人。
“十五”期间,通过开展国家科技攻关课题,在平果果化和环江古周峰丛洼地以及花江岩溶峡谷建立了石漠化环境生态重建示区,在解决干旱缺水、生态脆弱、居民贫困等方面均取得了显著效果,成为石漠化综合治理的新样板[9]。
喀斯特地区生态环境治理开展20多年来,针对生态治理所进行的效益评价方面的研究工作已有不少。
例如,王震洪等[10]以牟定县河小流域为例,对云贵高原小流域生态系统治理效益作了研究;梅再美等[11]以清镇退耕还林(草)示区为例,对喀斯特地区水土流失动态特征及生态效益进行评价,提出了监测方法和指标;萍[12]对蒙普河小流域综合治理的社会效益进行了评价;王德炉等[13]以花江为例,选择8个主导因子,应用因子评分法对喀斯特石漠化综合治理效果进行了初步评价。
综上所述,目前国尚未有一套取得普适性的喀斯特地区生态环境治理综合效益评价体系和方法。
1.2核桃的特性及其栽植技术
核桃(JuglansregiaL.)是一种重要的木本油料干果和用材树种,原产于我国。
核桃仁营养丰富,含油率63%~80%,粗蛋白11.2%~17.3%,是优良的干果和重要的中药材;核桃仁油是高级食用油和工业用油,其材质坚硬,纹理美观,是军工、高档家具用材,在市场上供不应求,市场前景看好。
核桃林生长于平均气温8.7~16.0℃,极端最低气温不能低于-27℃,当最低气温达-20℃时,幼树受到冻害。
气温超过38~40℃时,果实易被灼伤,种仁不能发育或变黑,春季日平均气温稳定在9℃左右时,核桃开始萌芽。
核桃是喜光树种,树冠大。
核桃林适生于土层深厚,疏松、湿润、排水良好的沙壤土、壤土,在含钙质的微碱土上生长最好,在PH值5.8~7.8的土壤上都能生长,最适PH值为6.5~7.5,土壤含盐量在0.20%以下,不耐氯酸盐含量高的土壤。
氮肥促进林木生长,磷、钾肥可提高果实品质,氮、磷、钾肥的比例为3:
1:
1。
核桃林是中国分布面积最广的干果林和木本油料林,适应性较强。
核桃具有强大的根系,栽培容易,经济效益较高,用途多,具有广阔的发展前景。
第二章研究容和方法
本文调查研究的对象为凤山县自2001年退耕还林以来大力推广种植的核桃林。
研究的容是核桃林的生态效益和经济效益。
其中生态效益的评价从林下植被多样性、土壤理化性质、生物量三个方面进行调查研究,同时选择树龄相当的香椿林、同一时期退耕后不再利用的撂荒地以及坡耕地作为对照。
经济效益通过水果局设立的1公顷标准试验地进行调查。
调查标准试验地中核桃历年来的投入成本和产出值记录,分析核桃的收入动态过程及其投入产出比。
2.1研究区概况
凤山县位于的西北部,地处云贵高原的南部边缘,地理坐标106°40′53″~107°16′27″,24°15′19″~24°49′23″,东西宽60.9km,南北长63.9km。
东与东兰县毗邻,南连巴马瑶族自治县,北倚天峨县,西与市的凌云、乐业两县接壤,是个陆县份。
该县辖10乡1镇,96个行政村,2个街道社区。
到2010年底,总人口21.28万人。
全县土地总面积1737.93平方公里,岩溶区总面积为8.1万hm2占土地总面积的46.3%,其中石漠化土地6万hm2,潜在石漠化土地1.5万hm2,非石漠化土地0.6万hm2。
在石漠化土地中,极强度石漠化面积0.1万hm2,强度石漠化土地面积1.4万hm2,中度石漠化土地面积3.1万hm2,轻度石漠化土地1.3万hm2。
全县海拔800m以上的占81.92%,平地仅占10.17%,水域占0.67%,其它低山和高丘占7.24%。
该县属亚热带季风气候区,雨量充沛,光照充足,温和湿润,年平均气温20.1℃,全年降雨量1564.0毫米,无霜期362天。
极端高温37.1℃,极端低温-3.4℃。
全年降雨量年平均雨量为1530.2mm,降水多集中在5、6、7、8月份,占全年总降水量的70%。
平均年蒸发量为1232.6mm,蒸发量比降雨量少,属于湿润地区。
凤山县是壮族自治区的核桃生产基地县。
凤山县核桃在2000年以前仍处于零星栽培阶段。
但从2001年开始,该县抓住围家西部大开发及退耕还林工程的实施等机遇,积极争取科技扶贫产业化建设资金,在全县石山区大力发展核桃产业。
据统计,截至2009年3月底,全县种植核桃的农户达1.8万户,占全县农户总数的40.9,核桃产量已达80t[14]。
截至2011年3月,凤山县核桃种植面积达9.6万亩,涉及全县92个村2.6万农户,其中扶贫整村推进村61个,涉及人口11万。
全县18.3万农民中有13.26万人种植核桃。
凤山县核桃种植面积占核桃种植面积63.25%,已成为最大的核桃生产基地县。
2.2生态效益调查
生物多样性、土壤以及生物量的固碳释氧是评价植物生境生态效益的主要三个方面。
本文从林下植被多样性和土壤的理化性质、生物量三个方面对核桃的生态效益进行分析。
2.2.1样方设置
本次样地设置在凤山县仁安村二组,纬度24°25′55.79″,经度107°02′41.21″,土壤质地为黄壤。
选取核桃样地时,保证同时在邻近区选取一个香椿样地和一个同一时期退耕后不再利用的撂荒地以及一个坡耕地样地,要求所选的各样地坡向、坡度及其他立地条件大致一致,以尽量减少人造林营造前的立地土壤背景值差异带来的影响。
乔木调查以20×20m2为单位,灌木调查单位为每个10×10m2小样方左上角5×5m2,共4个5×5m2;草本调查单位为每个5×5m2的左上角选取1×1m2面积,共4个1×1m2。
表2-1样地概况
样地
类型
林龄
海拔/m
坡向
坡度/°
郁闭度
林下植被盖度
岩石裸
露比例%
核桃林
8
584
东南
26
0.3
45
25
香椿林
8
582
东南
26
0.1
60
36
撂荒地
-
581
东南
26
-
62
45
坡耕地
-
640
东南
17.1
-
40
22
注:
核桃林造林密度约为450株/hm2,一般于第七年间伐,间伐后林分密度约为225株/hm2;香椿林造林密度约为450株/hm2。
2.2.2植物多样性调查
物多样性的调查主要通过记录标准地乔木、灌木和草本的种名、丛株数、高度、胸径、覆盖度,计算物种丰富度指数Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou的均匀度指数来判断分析。
(1)物种重要值的计算
重要值(Iv)={相对多度(Dr)+相对显著度(Pr)+相对频度(Fr)}/3
相对多度(Dr)=某个种的株数/全部种的总株数×100%
相对盖度(相对显著度(Pr))=某个种的盖度/全部种的总盖度×100%
相对频度(Fr)=某个种的频度/全部种的总频度×100%
(2)植物多样性指数计算
物种丰富度指数(S)=样方出现的物种数目
Shannon-Wiener指数(H’)=-
(注:
=Ni/N,即某个物种的相对多度,Ni为种i的株数,N为种i所在样方的所有物种的总株数;数值上等于Dr)
(3)Simpson指数(D)=1-
(4)Pielou的均匀度指数(Jsw)=H’/lnS
2.2.3生物量调查
乔木层生物量的测定采用平均木法。
在每木检尺的基础上,综合平均树高和平均胸径,在调查标准地选择标准木3株。
采用分层切割法和全根挖掘法,将各平均木分段称重,测定乔木层生物量;并分别在树干的上、中、下部位取约5cm厚度的圆盘样品,用以测定树干的含水率;收集乔木层叶、枝、树干,以及地下根系分别称重,并采集样品。
同时,采用样方收获法(标准地随机设置3个面积为1×1m2的小样方),测定林下植被生物量。
2.2.4土壤采集与测定
(1)剖面的选取在每个固定的样地,按蛇形布点法,挖取5个具有代表性的地方设置剖面,将0~20cm和20~40cm两层采土样分别混匀带回室进行土壤化学性质分析。
(2)土壤容重和孔隙度的测定:
在各样地按对角线挖掘土壤剖面3个,分0~20cm和20~40cm取样测定土壤物理性质.土壤容重和孔隙度采用环刀法测定,土壤渗透性的测定采用渗透筒法,测定结果求平均值为最终计算用值.
(3)土壤含水量
计算公式:
w=(g1-g2)/(g1-g0)×100
式中:
w—土壤水分、g0—铝盒质量(g)、g1—铝盒+湿样质量(g)、g2—铝盒+烘干样品质量(g);
(4)土壤酸碱度(pH)
用电位法(水浸法)测PH值。
土壤酸碱度是土壤重要的基本性质之一,是土壤形成过程和熟化培肥过程中的个重要指标。
它对土壤养分存在的形态和有效性、土壤的理化性质、有机质的合成与分解、NP等营养元素的转化与释放,以及植物的生产发育都有很大的影响。
土壤养分:
分析测定有机质含量、全N含量、速效N含量、速效P含量、速效K含量。
所有土壤样品经处理送样到林科院化验室进行分析。
其中:
a、有机质含量:
LY/T1237-1999《森林土壤有机质的测定及碳N比的计算》,本标准规定了采用重铬酸K氧化一外加热法测定森林土坡有机质的方法,即利用油浴加热消煮的方法来加速有机质的氧化,使土壤有机质中的碳化成二氧化碳,而重铬酸离子被还原成三价铬离子,剩余的重铬酸K用二价铁的标准溶液滴定,根据有机碳被氧化前后重铬酸离子数量的变化,就可算出有机碳或有机质的含量;b、土壤全N的测定:
LY/T1228-1999《森林土壤全N的测定》,本标准规定了采用半微t凯氏法和扩散法测定森林土壤全N的方法,即土壤中的全N在硫酸铜、硫酸K与硒粉的存在下,用浓硫酸消煮,使转变为硫酸按,然后用氢氧化钠碱化,加热燕馏出N,经硼酸吸收,用标准酸滴定其含量;c、速效N的测定:
LY/T1229-1999《森林土壤水解性N的测定》,本标准规定了用碱解-扩散法,即用1.8mol/L氢氧化钠处理土壤,土壤于碱性条件下水解,使易水解态N转化为氨态N,由硼酸吸收,用标准酸滴定计算碱解N的含量;d、土壤速效P的测定:
LY/T1233-1999《森林土壤有效P的测定》,按此标准采用盐酸-硫酸浸提法,即用盐酸和硫酸的混合溶液浸提溶解出土壤中的P酸铁、铝盐,再用钼锑抗比色法可以测定出浸提液中的P;e、土壤速效K的测定:
LY/T1236-1999《森林土壤速效K的测定》,按此标准采用1mol/L乙酸铵浸提-火焰光度法,即在中性条件下,土壤胶体表面的K离子与铵离子进行交换,连同水溶性K离子一起进入溶液,浸出液的K可直接用火焰光度计测定。
2.3经济效益调查
通过走访凤山县水果局、林业局和统计局等部门收集凤山县核桃种植情况、投入成本和产出效益等数据,对核桃人工林的经济效益进行分析。
由于在当地农户的调查过程中发现,尽管政府对退耕还林进行相关的技术指导和政策鼓励,提供相应的肥料,但仍有不少农民由于外出打工对核桃种植疏于管理或不管理,不施肥不去梢,导致各农户的核桃收益明显差异,相同树龄核桃有些挂果史已有2-3年,而有的树龄11年仍未见花絮,未见无挂果。
为了避免人为主观因素的影响,本研究通过水果局设立的1公顷标准试验地进行调查。
采用Excel和SPSS13.0等软件进行数据统计、方差分析。
3.1林下植物物种组成及其特征
重要值是以相对多度、相对频度和相对盖度综合起来表示群落中不同物种的相对重要性,重要值越高,其在群落中的作用越大,优势地位越明显。
由表3-1可以看出,灌木层植物中,核桃林以地桃花为优势种,其重要值达到了24.65,其次为薜荔、八角枫、白萼素馨、圆叶苎麻、粪箕笃,他们的重要值分别为11.18、7.88、7.25、6.17、5.99;香椿林的灌木层的优势种为茅莓,其重要值为19.45,其他主要物种有白萼素馨、鸡矢藤、藤构、粪箕笃等;撂荒地灌木植物重要值分布较均匀,没有明显的优势种,位列前六位的物种为圆叶苎麻、瘤皮孔酸藤子、粗叶悬钩子、灰毛浆果楝、枇杷叶紫珠、白萼素馨;坡耕地灌木层优势种为茅莓,其重要值为24.68,其次为藤构,重要值为16.28,其他主要物种有地桃花、饿蚂蝗、番石榴、香椿等。
表3-1灌木层主要植物及其重要值
物种Species
重要值Importancevalue
核桃林
香椿林
撂荒地
坡耕地
灌木层Shrublayer
/
/
/
/
地桃花UrenalobataL
24.65
/
/
7.26
薜荔FicuspumilaLinn
11.18
/
/
/
八角枫AlangiumkwangsienseMelch.
7.88
6.61
/
/
白萼素馨JasminumalbicalyxKobuski
7.25
9.36
7.45
/
圆叶苎麻Boehmeria
6.17
/
12.41
/
粪箕笃StephanialongaLour.
5.99
6.21
/
/
藤构BroussonetiakaempferiSieb.var.australisSuzuki
/
6.21
/
16.28
鸡矢藤Paederiascandens (Lour.)Merr
/
9.36
/
/
茅莓Rubusparvifolius
/
19.45
/
24.68
瘤皮孔酸藤子Embeliascandens(Lour.)Mez
/
/
11.45
/
粗叶悬钩子RubusalceaefoliusPoir.
/
/
11.03
/
灰毛浆果楝 Cipadessacinerascens(Pell.)Hand.-Mazz.
/
/
9.61
/
枇杷叶紫珠Callicarpakochiana
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