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退耕还林工程在我国已开展了近8年,在改善我国的生态环境和改善山区人民生活方面发挥着越来越大的作用。我国竹子资源丰富。由于竹子的生物学、生态学和经济特性,及其广泛的用途,竹子已经成为许多中西部地区退耕还林工程中选择的重要造林树种之一。竹子具有巨大的经济社会效益,但迄今为止,竹子在退耕还竹工程中生态环境效益研究报道不多。为了深入了解退耕还竹林的生态效益,本研究以贵州省赤水市退耕还竹为案例,对实施退耕还竹林后的梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus(Keng et Keng f.)Chia et H.L.Fung)林的涵养水源、保持水土、提高生物多样性、改良土壤和调节小气候等效益进行研究,并与坡耕地作对比,分析退耕还竹林的生态效益,并评价其综合生态效益,为实现退耕还林的主体目标提供理论指导和实践借鉴。1、涵养水源效益的观测结果:①观测期间,退耕还竹林林内总穿透降雨量为251.51mm,林外降雨量为282.16mm,平均穿透降水率为89.14%,竹林的总茎流量为4.44mm,则林冠总截留量为26.21mm,截留率为9.29%。②试验点竹林凋落物的蓄积总量为14.5t·hm-2,未分解层的干蓄积量约为3.87t·hm-2,半分解层的蓄积量约为8.0t·hm-2,室内测得分解层的饱和持水率为828.67%,半分解层的饱和持水率为176%。凋落物层的最大持水量约为27.54t·hm-2,换算成降雨相当于水深2.4~3.3mm,占降水量的14.46~19.88%。③试验中设定试验区林地的土壤厚度为1.0m,则土壤贮水量达到899t/hm2,而耕地的贮水量约为485t/hm2,竹林地每公顷土壤贮水量大约比耕地多出414t,是耕地的1.85倍。2、水土保持效益的观测结果:①试验期间,每次降雨竹林地的地表径流量在0.49~3.17mm之间,占降雨量的2.60%~18.4%,平均径流量1.4mm,占降雨量的5.9%;耕地的地表径流量为0.55~3.95mm,占降雨量的2.2%~20.5%,平均为1.65mm,占降雨量的7.0%。退耕还竹林地地表径流比耕地减少15.7%。②林地平均每次的侵蚀量为0.046t·hm-2,耕地平均每次的侵蚀量为0.21t·hm-2,平均每次耕地的侵蚀量约是林地的4.6倍。竹林地降水的泥沙侵蚀减少量达12.99~94.55%,平均减少量达到78.56%。3、林下植被多样性效益观测结果;调查显示退耕还竹林试验地内有草本植物19种,藤本植物4种,主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、荨麻科(Urticaceae)、鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)、车前科(Plantaginaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)和紫金牛科(Myrsinaceae)。退耕还竹使林下植被物种丰富度大大提高,Shannon-Weiner物种多样性指数为1.3059。4、土壤改良效益观测结果:①林地的土壤平均含水量为19.47%,坡耕地为18.57%,林地土壤的平均含水量要高于耕地0.9%,占林地含水量的4.8%;试验中测得退耕还竹林地的土壤容重为1.47g/cm3,总孔隙度为44.53%,毛管孔隙度为35.54%,非毛管孔隙度为8.99%,相比坡耕地分别增加了7.28%、6.34%和11.13%;林地的初渗率是耕地的5倍,稳渗率是耕地的4.9倍,从初渗到稳渗,林地的都要高于耕地。②林地土壤的有机质、全氮、全磷分别比坡耕地高出135%、111%和144%;速效N、速效P和速效K也要远远高出坡耕地112%、176%和370%;全钾含量退耕还竹林地和坡耕地的含量分别为8.9g/kg和10.6g/kg,林地的低于耕地,这是因为K元素被植物吸收利用的方式不同而造成,但是速效K含量要高于耕地,土壤中有效养分中的K含量还是在增加的;林地的pH值为5.21,坡耕地为4.95,退耕还竹降低了土壤的酸性。5、调节小气候效益的观测结果:①退耕还竹林地土壤平均温度为22.87℃,日变化较缓和,变异系数(CV)=0.079;坡耕地土壤平均温度为27.42℃,变异系数(CV)=0.146。林地土壤平均温度要低于坡耕地4.55℃。②观测期间退耕还竹林内平均最高气温为29.3℃,平均最低气温为19℃,较之坡耕地的为36.632和19.3℃。林内和耕地的最高气温日较差能达到10.9℃。平均气温林内为24.3℃,耕地为27.8℃,林地要比耕地低3.5℃。③6、7月份相对湿度是每年中最大的时候,林内的平均相对湿度达89.4%,耕地达到了84%。早晨的湿度普遍比正午高,竹林地8:00时的湿度平均要比14:00时高19.6%,坡耕地达19.8%。而且无论是早晨还是正午,林地的相对湿度都要高于耕地,分别可以比耕地高出5.3%和5.5%。6、根据试验观测数据,运用层次分析法(AHP),计算出退耕还竹与坡耕地的综合生态效益指数,以及各自涵养水源、保持水土、恢复物种多样性、土壤改良和调节小气候的效益指数和它们对综合生态效益的贡献率。结果显示:退耕还竹林和坡耕地的涵养水源效益、水土保持效益、生物多样性效益、土壤改良效益和调节小气候效益对各自的综合生态效益贡献率不尽相同。就退耕还竹林而言,水土保持效益>生物多样性效益>涵养水源效益>土壤改良效益>调节小气候效益;坡耕地是:水土保持效益>土壤改良效益>涵养水源效益>生物多样性效益>调节小气候效益。退耕还竹林的综合生态效益远大于坡耕地,且无论是涵养水源效益、水土保持效益、生物多样性效益、土壤改良效益还是调节小气候效益均大于坡耕地。综上所述,我们得出结论:退耕还竹在赤水市、以及长江中上游水土流失严重的紫色土壤地区对涵养水源、保持水土、增加生物多样性、改良土壤和调节小气候等方面与耕地相比有着明显的生态效益,是此类地区实施退耕还林工程的一种很好的选择模式。