3.3.2 土壤养分保持
荒漠生态系统通过发挥固沙功能,起到对土壤关键养分元素(氮、磷、钾和有机质)的保持作用,为荒漠植物生长和其他生态服务功能的正常发挥创造基础物质条件。同时,其土壤养分保持功能还有效避免了这些养分元素随土壤颗粒,进入大气和水体造成的各类污染问题。
(1)评估公式
①土壤氮保持
GN=GN-灌木林地+GN-乔木林地+GN-其他林地+GN-草地
GN-灌木林地=N·G固沙-灌木林地
GN-乔木林地=N·G固沙-乔木林地
GN-其他林地=N·G固沙-其他林地
GN-草地=N·G固沙-草地
式中,GN 为荒漠生态系统每年减少的土壤氮流失量(t·a-1);
GN-灌木林地为灌木林地每年减少的土壤氮流失量(t·a-1);
GN-乔木林地为乔木林地每年减少的土壤氮流失量(t·a-1);
GN-其他林地为其他林地每年减少的土壤氮流失量(t·a-1);
GN-草地为草地每年减少的土壤氮流失量(t·a-1);
N 为保护区荒漠土壤的平均氮含量(%);
G固沙-灌木林地为灌木林地的年固沙量(229.08×104t·a-1);
G固沙-乔木林地为乔木林地的年固沙量(17.54×104t·a-1);
G固沙-其他林地为其他林地的年固沙量(51.12×104t·a-1);
G固沙-草地为草地的年固沙量(63.84×104t·a-1)。
②土壤磷保持
GP=P·G固沙
GP-灌木林地=P·G固沙-灌木林地
GP-乔木林地=P·G固沙-乔木林地
GP-其他林地=P·G固沙-其他林地
GP-草地=P·G固沙-草地
式中,GP 为荒漠生态系统每年减少的土壤磷流失量(t·a-1);
GP-灌木林地为灌木林地每年减少的土壤磷流失量(t·a-1);
GP-乔木林地为乔木林地每年减少的土壤磷流失量(t·a-1);
GP-其他林地为其他林地每年减少的土壤磷流失量(t·a-1);
GP-草地为草地每年减少的土壤磷流失量(t·a-1);
P 为保护区荒漠土壤的平均磷含量(%)。
③土壤钾保持
GK=K·G固沙
GK-灌木林地=K·G固沙-灌木林地
GK-乔木林地=K·G固沙-乔木林地
GK-其他林地=K·G固沙-其他林地
GK-草地=K·G固沙-草地
式中,GK 为荒漠生态系统每年减少的土壤钾流失量(t·a-1);
GK-灌木林地为灌木林地每年减少的土壤钾流失量(t·a-1);
GK-乔木林地为乔木林地每年减少的土壤钾流失量(t·a-1);
GK-其他林地为其他林地每年减少的土壤钾流失量(t·a-1);
GK-草地为草地每年减少的土壤钾流失量(t·a-1);
K 为保护区荒漠土壤的平均钾含量(%)。
④土壤有机质保持
GSOM=SOM·G固沙
GSOM-灌木林地=SOM·G固沙-灌木林地
GSOM-乔木林地=SOM·G固沙-乔木林地
GSOM-其他林地=SOM·G固沙-其他林地
GSOM-草地=SOM·G固沙-草地
式中,GSOM 为荒漠生态系统每年减少的土壤有机质流失量(t·a-1);
GSOM-灌木林地为灌木林地每年减少的土壤有机质流失量(t·a-1);
GSOM-乔木林地为乔木林地每年减少的土壤有机质流失量(t·a-1);
GSOM-其他林地为其他林地每年减少的土壤有机质流失量(t·a-1);
GSOM-草地为草地每年减少的土壤有机质流失量(t·a-1);
SOM 为保护区荒漠土壤的平均有机质含量(%)。
(2)参数及系数确定
N:保护区荒漠土壤平均含氮量(0.020%),以《宁夏哈巴湖国家级自然保护区综合科学考察报告》中固定沙地风沙土含氮量为准(尤万学等,2016);
P:保护区荒漠土壤平均含磷量(0.059%),以《宁夏哈巴湖国家级自然保护区综合科学考察报告》中固定沙地风沙土含磷量为准(尤万学等,2016);
K:保护区荒漠土壤平均含钾量(2.10%),以《宁夏哈巴湖国家级自然保护区综合科学考察报告》中固定沙地风沙土含钾量为准(尤万学等,2016);
SOM:保护区荒漠土壤平均有机质含量(0.47%),以《宁夏哈巴湖国家级自然保护区综合科学考察报告》中固定沙地风沙土有机质含量为准(尤万学等,2016)。
(3)评估结果
哈巴湖保护区荒漠生态系统通过固沙,每年可减少关键土壤养分物质流失95782.76 t,其中可减少土壤氮、磷、钾和有机质的流失量分别为723.16 t、2133.33 t、75931.97 t 和16994.30 t。
①土壤氮保持
哈巴湖保护区荒漠生态系统通过固沙每年可减少土壤氮流失723.16 t,其中灌木林地、乔木林地、其他林地和草地每年分别可减少土壤氮流失458.17 t、35.07 t、102.24 t和127.68 t。
②土壤磷保持
哈巴湖保护区荒漠生态系统通过固沙每年可减少磷流失2133.33 t,其中灌木林地、乔木林地、其他林地和草地每年分别可减少磷流失1351.59 t、103.46 t、301.62 t 和376.66 t。
③土壤钾保持
哈巴湖保护区荒漠生态系统通过固沙每年可减少钾流失75931.97 t,其中灌木林地、乔木林地、其他林地和草地每年分别可减少钾流失48107.46 t、3682.33 t、10735.74 t 和13406.44 t。
④土壤有机质保持
哈巴湖保护区荒漠生态系统通过固沙每年可减少有机质流失16994.30 t,其中灌木林地、乔木林地、其他林地和草地每年分别可减少有机质流失10766.91 t、824.14 t、2402.76 t 和3000.49 t。