工布自然保护区保育土壤功能

生态系统服务功能是目前生态学研究热点之一，通过直观的货币形式来表述生态系统的价值，使人们对生态系统的重要性有了更新的认识。土壤侵蚀是近年来全世界面临的一个严峻问题，因此，生态系统对保持土壤的功能越来越得到各国专家和学者的重视，在这方面已经作了比较深入的研究［１－２］。

西藏地处祖国西南边陲，由于海拔高、气候恶劣等自然因素，环境极为脆弱，水土流失在东南部表现极为明显，这给下游地区造成较大的危害，为此，国家曾启动了长江中上游天然林保护工程。西藏工布自然保护区位于西藏林芝地区境内，是迄今为止国家批复投资最大的林业自然保护区建设工程［３］，它不仅保护了独特的原始森林和自然景观，而且也保护了该区域的环境。就保持土壤功能而言，目前在该区域所做工作较少，笔者采用国家林业局颁布的行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》方法，利用部分实测数据和相似区域的公开发表数据，对工布自然保护区生态系统土壤保持功能及其经济价值进行研究，有助于深入认识工布保护区保护土壤的重要性，加强对生态系统的保护，保证其生态服务功能的正常发挥。

１研究区域与方法

１．１研究区概况

西藏工布自然保护区位于西藏自治区林芝地区境内，地理范围为东经９３°１３′～９４°５０′，北纬２８°４０′～３０°２０′，处于南迦巴瓦峰西、喜马拉雅山东段与念青唐古拉山脉之间，东起雅鲁藏布大峡谷国家级自然保护区西界，西至工布江达县城，南接隆子县、墨脱县县界，北靠嘉黎县县界［３］，总面积约２１　５５８．１６ｋｍ２，涉及到林芝地区的工布江达、米林、朗县、林芝共４个县１９个乡镇。从植被类型来看，工布自然保护区包含三类：东部色季拉山为典型山地森林垂直带谱；北部尼洋河流域受温度的影响，形成从半湿润森林到半干旱高山草甸的各种植被类型；南部雅鲁藏布江流域受水分的作用，形成从湿润森林到荒漠的各种植被类型［３］。从经济社会来看，林芝地区行署所在地八一镇处于本自然保护区中，是林芝地区政治、经济、文化、交通中心，人类活动相对频繁，同时，保护区中的尼洋河和雅鲁藏布江河谷地带，也是城镇、村庄、农业等土地利用较为集中地带，是今后林芝地区社会经济发展的主要区域［３］。

１．２研究方法

１．２．１数据来源

云冷杉数据来源于西藏林芝高山暗针叶林国家重点野外站台（以下简称林芝站）多年观测的数据，其他林分数据来源于相邻地区（主要为川西和云南）公开发表的论文数据，相关的经济指标数据来源于《西藏统计年鉴》。

１．２．２测量方法

本文计算方法均采用２００８年国家林业局发布的行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》中所确定的评估公式。

１．２．３测量项目

１）年固土量Ｇ固土＝Ａ（Ｘ２?Ｘ１）式中，Ｇ固土为森林年固土量（ｔ／年），Ａ为森林面积（ｈｍ２），Ｘ２为无林地土壤侵蚀模数［ｔ／（ｈｍ２•年）］，Ｘ１为林地土壤侵蚀模数［ｔ／（ｈｍ２•年）］。２）固土年价值Ｕ固土＝Ｃ土•Ｇ固土／Ｐ式中，Ｕ固土为固土年价值（元／年），Ｃ土为挖取和运输单位体积土方所需的费用（元／ｍ３）（参考西藏工程预计，本文取值５．７１４元／ｍ３），Ｇ固土为年固土量（ｔ／年），Ｐ为土壤容重（ｔ／ｍ３）（本文取值为１．２ｔ／ｍ３）。３）年保肥量ＧＮ＝ＡＮ（Ｘ２?Ｘ１）＝ＮＧ固土ＧＰ＝ＡＰ（Ｘ２?Ｘ１）＝ＰＧ固土ＧＫ＝ＡＫ（Ｘ２?Ｘ１）＝ＫＧ固土ＧＭ＝ＡＭ（Ｘ２?Ｘ１）＝ＭＧ固土式中，ＧＮ、ＧＰ、ＧＫ和ＧＭ分别为每年氮、磷、钾、有机质的流失量（ｔ／年），Ｎ、Ｐ、Ｋ和Ｍ分别为土壤中氮、磷、钾、有机质的含量（％）。４）保肥年价值Ｕ肥＝ＧＮＣ１／Ｒ１＋ＧＰＣ１／Ｒ２＋ＧＫＣ２／Ｒ３＋ＧＭＣ３式中，Ｕ肥为保肥年价值（元／年），Ｒ１为磷酸二铵化肥中含氮量（１４％），Ｒ２为磷酸二铵化肥中含磷量（１５．０１％），Ｒ３为氯化钾化肥中含钾量（５０％），Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３分别为磷酸二铵、氯化钾、有机质的市场价格（元／ｔ）。

２结果与分析

２．１年固土量和固土年价值

２．１．１森林年固土量

林芝站实测无林地年地表径流量为２２．６ｍｍ，年平均含沙量为１２．１７ｍｇ／ｍＬ，即可得到无林地土壤侵蚀模数为２７．５ｔ／（ｈｍ２•年）［４－５］。工布自然保护区中森林主要分布区域坡度相近，年降水量也相似，所以无林地土壤侵蚀模数均采用此数据。根据林芝站的数据，冷杉林年地表径流量为０．８６ｍｍ，地表径流中泥沙含量为６．９４ｍｇ／ｍＬ，计算出冷杉林的侵蚀模数为０．６０ｔ／（ｈｍ２•年）［６－８］。云杉数据采用工布自然保护区南伊沟实测数据，该林分年地表径流量为０．９７ｍｍ，地表径流中泥沙含量为８．６４ｍｇ／ｍＬ，计算出云杉林的侵蚀模数＝０．８４ｔ／（ｈｍ２•年）［６－８］。其他林分没有实测数据，据相关文献规定［９－１３］，针叶林的土壤侵蚀模数是云冷杉的平均值，即７１７．４６ｋｇ／（ｈｍ２•年）；而阔叶树为针叶树的１．５倍，即１　０７６．１９ｋｇ／（ｈｍ２•年）。　　从表１和图１可以看出，工布自然保护区森林年固土量为１　４２３．４万ｔ。其中，冷杉林年固土量最大，为８４３．６万ｔ，占总量的５９．２７％；其次是高山松（１４８．７万ｔ）和云杉林（１１８．０万ｔ），分别占总量的１０．４５％和８．２９％。单位面积森林年固土量为２６．８０ｔ／（ｈｍ２•年）。

２．１．２非森林系统对于其他生态系统年固土量

仍然按照公式进行计算，其中，各生态系统的侵蚀模数数据来源于相关文献［１４－１６］，从计算结果（表２）可以看出，工布自然保护区除森林系统之外，其他生态系统年固土总量为５０５．９２万ｔ。其中，灌木林固土量最大２２７．４０万ｔ，占总量的４４．９５％；其次是草地，三类草地共占总量的３３．９６％（图２）。从表２还可以看出，不同的生态系统单位面积年固土量差异较大。其中，固土能力最大的是其他类型的土地，１ｈｍ２每年固土量高达２８．４８ｔ，这里的其他类型土地主要是指农村居民点，它的潜在侵蚀模数较大，但其上面多有建筑物，所以固土能力最强；其次是水域，由于河流的切割作用，一般水域周边坡度较大，所以潜在侵蚀模数大，但由于被水覆盖，所以几乎不可能产生侵蚀现象；固土能力最弱的是无林地和未成林地。