1、 毕业论文2012 年 05 月 20 日题 目 广 西 凤 山 县 石 漠 化 地 区 核 桃林 生 态 经 济 效 益 分 析学院（系）：专 业：班 级：学 号：学 生 姓 名 ：指导教师：i摘要本文选取广西凤山县石漠化治理中大力较广种植的“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
2、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 4.62 t/hm2，乔木层的生物量为 3.58 t/hm2，灌草层生物量为 1.04 t/hm2；其乔木的单株生物量平均值为 0.255714 t/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
3、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iiABSTRACTThe paper selected the representatives tree species “ Juglans regia L. “ as the object of study, to explore their ecological and economic benefits analysis. Ecological benefits in
4、cluded the diversity of understory vegetation, soil properties,biomass. Economic benefits mainly involved walnut plantations dynamic income and its input-output ratio. This article aimed to provide a reference basis to evaluate the result of returning farmland to forests in Fengshan, but also for ot
5、her parts of of the northwest Guangxi and other rocky desertification region. The results showed that: (1) walnut plantations species richness and species diversity were both high, species distribution was also self; (2) 8-years-old walnut plantations biomass was 4.62t/hm2, arbor layers biomass was
6、3.58t/hm2, shrub and herb layer biomass was 1.04t/hm2; its each wood biomass was 0.255714t/hm2, which was higher than toon（0.227778t/hm2）; (3) walnut forests soil moisture content is greater than the slope of cultivated land; their total soil porosity were52.6% and 51.8%, which both had good ventila
7、tion; soil organic matter content, total N content and available N, P, K content were higher than the slope arable land, the above illustrated that walnut plantation had good soil fertility. (4) walnut plantation began to bear fruit in the seventh year,with the increasing of yield,the output value i
8、ncrease every year.It is nine years when all the initial investment was recover.The flourishing time will have 6000 yuan per mu,and the flourishing time will continue 100 years,which all showed that walnut plantation has a significant economic benefit.Summary, walnut plantation in Fengshan rocky des
9、ertification both has good ecological and economic benefit.KEYWORDS: Rocky desertification；Juglans regia L.；Eco-efficiency；Economic benefits目录iii摘要 iABSTRACTii前言 .1第一章 绪论 .21.1 喀斯特石漠化治理及效益评价.21.2 核桃的特性及其栽植技术. 3第二章 研究内容和方法 .42.1 研究区概况.42.2 生态效益调查.52.3 经济效益调查 .8第三章 核桃林的生态效益分析 .93.1 林下植物物种组成及其特征 .93.2
10、植物群落多样性指数 .113.3 植物群落生物量 .123.4 土壤物理性质及有机质 .14第四章 核桃林的经济效益分析 .164.1 核桃林营林成本与产出 .164.2 核桃林投入产出分析 .17第五章 结论与讨论 .205.1 结论 .205.2 讨论 .20参考文献 .22致谢 .241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。其中广西
11、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
12、题和推动当地经济的发展，乃至对广西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。广西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 745174 公顷，占土地总面积的 4286。全县 2014 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
13、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。2第一章 绪论1.1 喀斯特石漠化治理及效益评价石漠化(Rock Desertification)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
14、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“长治”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在贵州毕节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
15、建设高产稳产田, 在贵州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。广西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, 广西环江县建立肯福、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, 在广西平果果化和环江古周峰丛洼地以及贵州花江岩溶峡谷建立了石漠化环境生态重建示范区, 在解决干旱缺水、生态脆弱、居民贫
16、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以牟定县龙川河小流域为例,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以贵州清镇3退耕还林(草)示范区为例,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;张萍 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,目前国内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
17、方法。1.2 核桃的特性及其栽植技术核桃(Juglans regia L.)是一种重要的木本油料干果和用材树种，原产于我国新疆。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 8.716.0，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 3840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
18、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 5.87.8 的土壤上都能生长，最适 PH 值为 6.57.5，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。4第二章 研究内容和方法本文调查研究的对象为广西凤山县自 2001 年退耕还林以来大力推广种植的核桃林。研究的内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
19、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广西的西北部, 地处云贵高原的南部边缘, 地理坐标 1064053 1071627，241519 244923，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，西与百色市的凌云、乐业两县接壤，是个内陆县份。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.
20、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 以上的中山占 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1
21、564.0 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。凤山县是广西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5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 80t1
22、4。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广西核桃种植面积 63.25%，已成为广西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 242555.79，经度 1070241.21，土壤质地为黄壤。选取核桃样地时，
23、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 2020 m2 为单位，灌木调查单位为每个 1010m2 小样方左上角 55 m2，共 4 个 55 m2；草本调查单位为每个 55 m2 的左上角选取 11 m2 面积，共 4 个 11 m2。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
24、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/hm 2，一般于第七年间伐，间伐后林分密度约为225 株/hm 2；香椿林造林密度约为 450 株/hm 2。62.2.2 植物多样性调查 物多样性的调查主要通过记录标准地内乔木、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
25、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 ）=样方内出现的物种数目Shannon-Wiener 指数（H）= - （注： =Ni/N，即某个物种1lnsiPii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- 21siP（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,
26、 在调查标准地内选择标准木 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(标准地内随机设置 3 个面积为 11m2 的小样方) ，测定林下植被生物量。72.2.4 土壤采集与测定（1）剖面的选取在每个固定的样地内，按蛇形布点法，挖取 5 个具有代表性的地方设置剖面，将 020cm 和 2040cm 两层采土样分别混匀带回室内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
27、个，分 020cm 和 2040cm 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 =(g1g2)/(g1g0)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
28、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广西林科院化验室进行分析。其中：a 、有机质含量： LY/T 1237-1999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/T 1228-1999森林土壤全 N 的测定 ，本标准规定了
29、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/T 1229-1999森林土壤水解性 N 的测定 ，本标准规定了用碱解-扩散法，即8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/T 1233-1999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
30、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
31、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。2.4 数据处理采用 Excel 和 SPSS13.0 等软件进行数据统计、方差分析。9第三章 核桃林的生态效益分析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
32、 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重要值 Importance value物种 Species
33、 核桃林 香椿林 撂荒地 坡耕地灌木层 Shrub layer / / / /地桃花 Urena lobata L 24.65 / / 7.26薜荔 Ficus pumila Linn 11.18 / / /八角枫 Alangium kwangsiense Melch. 7.88 6.61 / /白萼素馨 Jasminum albicalyx Kobuski 7.25 9.36 7.45 /10圆叶苎麻 Boehmeria 6.17 / 12.41 /粪箕笃 Stephania longa Lour. 5.99 6.21 / /藤构 Broussonetia kaempferi Sieb. v
34、ar. australis Suzuki /6.21 / 16.28鸡矢藤 Paederia scandens (Lour.)Merr / 9.36 / /茅莓 Rubus parvifolius / 19.45 / 24.68瘤皮孔酸藤子 Embelia scandens (Lour.) Mez/ /11.45/粗叶悬钩子 Rubus alceaefolius Poir. / / 11.03 /灰毛浆果楝 Cipadessa cinerascens (Pell.) Hand.-Mazz./ /9.61/枇杷叶紫珠 Callicarpa kochiana Makino / / 9.34 /饿蚂
35、蝗 Desmodium multiflorum DC. / / / 7.07番石榴 Toona sinensis (A. Juss.) Roem. / / / 6.65香椿 Toona sinensis (A. Juss.) Roem. / / / 5.49由表 3-2 可以看出，草本层中核桃林以肾蕨为优势种，其重要值为22.04，其次为艾蒿，其重要值为 17.57，重要值在 10 以上的还有水杨梅，其重要值为 11.05；香椿林以肾蕨为优势种，其重要值达到 33.81，其次为艾蒿，其重要值为 14.45，其他物种重要值都在 10 以下；撂荒地以蔓生莠竹和肾蕨为优势种，两者重要值之和达到了 5
36、8.5，重要值在 10 以上的还有渐尖毛蕨；坡耕地主要物种较其他样地差异很大，其没有明显的优势种，重要值位列前三的有莠竹、牡蒿、白茅，三者的重要值之和为 47.6，其他物种重要值都在 10 以下。表 3-2 草本层主要植物及其重要值重要值 Importance value物种 Species核桃林 香椿林 撂荒地 坡耕地草本层 / / / /11肾蕨 Nephrolepis auriculata (L.) Trimen 22.04 33.81 28.71 /艾蒿 Artemisia argyi Levl. Et Vant 17.57 14.45 / /水杨梅 Geum aleppicum 11
37、.05 / / /渐尖毛蕨 Cyclosorus acuminatus (Houtt.) Nakai7.32 7.41 10.77 /蔓生莠竹 Microstegium vagans (Nees ex Steud.) A. Camus6.53 5.25 29.79 /窃衣 Torilis scabra (Thunb.) DC. 5.52 5.34 / /充州卷柏 Selaginella involvens (Sw.) Spring / 8.13 / /火炭母 Polygonum chinense Linn. / / 9.69 /凤尾蕨 Pteris wallichiana Agardh / /
38、 4.84 /斑鸠菊 Vernonia esculenta Hemsl. / / 4.84 /莠竹 Microstegium nodosum (Kom.) Tzvel. / / / 17.38牡蒿 Artemisia japonica Thunb. / / / 15.61白茅 Imperata cylindrica (Linn.) Beauv. / / / 14.67三叶鬼针草 Bidens pilosa L. / / / 9.68铁芒萁 Dicranopteris linearis (Burm.) Underw/ / / 8.82一点红 Emilia sonchifolia (Linn.)
39、DC. / / / 8.583.2 植物群落多样性指数物种多样性指数是一个比较综合性的指标，反映了群落中的物种数量、物种个体数量以及分配均匀程度等的变化情况。表 3-3 显示了四种不同样地类型灌木层和草本层的物种多样性的情况。灌木植物物种丰富度核桃林、香椿林和撂荒地差异不大，坡耕地物种丰富度略小；Shannon-Wiener 指数、Simpson 指数、均匀度 Pielou 指数均为：撂荒地香椿林核桃林坡耕地。这可能与不同样地受到不同程度的人为干扰及林分的郁闭度有关，坡耕地12受到的人为干扰过于频繁，核桃林每年管护施肥等林下抚育措施在一定程度上也影响了灌木植物的生长，而香椿林和撂荒地受到的干扰
40、甚少，且林分郁闭度很小，因而灌木层阳性树种较多。草本植物中，物种丰富度核桃林香椿林 坡耕地撂荒地，不同样地类型 Shannon-Wiener 指数、Simpson 指数表现一致，均为核桃林香椿林撂荒地 坡耕地，均匀度 Pielou 指数撂荒地核桃林香椿林 坡耕地。说明核桃林下草本层物种多样性最大，可能因为核桃林林分并未完全郁闭，草本类型生活型的植物仍然能够得到较多的光强，且喜阴的草本也可以在林下生长；坡耕地的物种多样性和均匀度最小，原因在于其受人为干扰比较频繁且无乔木层遮阴，因为草本植物生活型多为耐旱喜光的禾本科植物和阳性的藤灌植物。表 3-3 林下植物多样性比较指数 灌木层 草本层核桃林香椿
41、林撂荒地坡耕地核桃林香椿林撂荒地坡耕地物种丰富度 18 18 17 15 16 14 9 13Shannon-Wiener 指数 2.99 3.61 3.68 2.38 3.48 3.20 2.78 2.70Simposon 指数 0.785 0.874 0.904 0.706 0.878 0.848 0.828 0.787Pieluo 均匀度指数 0.717 0.865 0.900 0.610 0.870 0.840 0.878 0.7303.3 植物群落生物量林下生物量是衡量林下植被状况的指标之一，在一定程度上反应着物种丰富度的大小 15。由表 3-4 可以看出，四个样地总生物量大小排序为
42、香椿林 撂荒地 核桃林坡耕地，它们的生物量分别为 8.32 t/hm2、5.7 t/hm2、 4.62 t/hm2、1.91 t/hm2。撂荒地和坡耕地没有乔木层，其总生物量即为灌草生物量。灌草层生物量撂荒地香椿林 坡耕地核桃林，分别为 5.7 t/hm2、2.17 t/hm2、 1.91 t/hm2、1.04 t/hm2。这可能与林分的郁闭度及人为干扰的程度有关。撂荒地的灌草植物是在无干扰状态下生长的，香椿林、受到的人为13干扰很少，且林分郁闭度很小，灌草的生长较好；核桃林样地的除草、施肥等人为管护措施明显多于香椿林有关，导致核桃林的灌草层植物相对较少；坡耕地人为干扰大，灌草层更新较快，且以
43、阳性喜光物种居多。香椿林乔木层的生物量为 6.15 t/hm2，其根和干部分的生物量分别为3.16 t/hm2、2.17 t/hm2，两者生物量之和占到乔木层生物量的 99%以上，原因在于香椿为落叶树种，调查时间为 4 月份，香椿正处于旧叶已全部落光，而新叶刚刚长出来的阶段；核桃林乔木层的生物量为 3.58 t/hm2，其各器官生物量大小排序为干根枝叶，分别为 2.07 t/hm2、0.74 t/hm2、0.61 t/hm2、 0.19 t/hm2。核桃核桃主要作为果用林，香椿作为用材树种，二者获得经济价值方式不一样。表 3-4 各样地植被生物量样地编号 各部分生物量 （t/hm 2） 总生物
44、量（t/hm 2）香椿枝 0.02香椿叶 0.02香椿根 3.16乔木层生物量香椿干 2.95香椿林林下生物量 2.178.32核桃枝 0.61核桃叶 0.19核桃根 0.74乔木层生物量核桃干 2.04核桃林林下生物量 1.044.62乔木层生物量 /撂荒地林下生物量 5.70 5.70乔木层生物量 /坡耕地林下生物量 1.91 1.91如表 3-5 所示，虽然香椿林的总生物量明显大于核桃林，但是从乔木的单株生物量来比较，香椿单株生物量平均值为 0.227778t/hm2，核桃单株生物量平均值为 0.255714 t/hm2，香椿的单株生物量低于核桃的单株生物量，意味着单株的核桃固碳释氧能力
45、更好。14表 3-5 各样地乔木层单株生物量样地编号 乔木层生物量 株数 单株生物量（t/hm 2)香椿林 6.15 27 0.227778核桃林 3.58 14 0.2557143.4 土壤物理性质及有机质土壤是由固、液、气三相构成的分散系，其理化性状对土壤水、肥、气、热状况以及土壤生物有重要的影响和制约。土壤含水量不仅影响着土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，而且是构成土壤肥力的一个重要因素。土壤容重是土壤紧实度的敏感性指标,也是表征土壤质量的一个重要参数 16-17。从表 3-6 和表 3-7 可以看出，在 0-20cm 土层部分，各个样地的土壤含水量大小为撂荒地
46、香椿核桃坡耕地, 20-40cm 土层部分土壤含水量增大，各样地土壤含水量大小与 0-20cm 土层的一致，影响含水量变化因素主要为植被覆盖，与土壤质地，土壤孔隙度等。各样地土壤的 PH 在 8-10 之间，均为碱性土壤。土壤密度随着土层深度的增加而加大，土壤总孔隙度的变化趋势正好与土壤密度的垂直变化规律相反，0-20cm 土层部分撂荒地的土壤总孔隙度最大，达到 61.1%，其他样地在 50%-53%之间，这可能与地表植被的覆盖度和枯枝落叶积累量有关；20-40cm 土层各样地总孔隙度略有下降。不同类型样地的土壤有机质变化较大，撂荒地的有机质含量最高，坡耕地的最低，0-20cm 土层与 20-
47、40cm 土层变化一致。这主要与地表的枯枝落叶层形成的腐殖质有关。撂荒地灌木草本较多，灌草层代谢更新快，凋落物较多进而长期参与成土并转化为有机质；香椿林落叶较少，土壤接收植物残体少，有机质转化有限，含量较低；核桃由于每年定期的林下抚育，土壤有机质也较少，而坡耕地受到的干扰频率最大，土壤表面枯枝落叶很少。土壤速效养分是土壤近期内可向植物提供有效养分的表征，其含量的高低可正面反映出土壤供肥情况和环境效应对肥料影响等。从表 3-6 和表153-7 可以看出，土壤中全 N、速效 N 和速效 K 含量都随土层深度而下降，坡耕地相对于香椿以及核桃土壤 N 和 K 元素含量处较高水平，与该区土壤高含量的有机
48、质和适合的酸碱度相对应；而速效 P 为核桃林最高，或许与人工管理施肥等影响有关。表 3-6 0-20cm 土层土壤性状g/kg全量 g/kg速效 mg/kg类型 含水 量 PH 水分换算系数 容重 总孔隙度有机质 N N P K香椿 36.5% 8.5 0.733 1.20 54.8% 45.75 3.14 233.8 1.5 36.6 核桃 32.1% 8.5 0.758 1.26 52.6% 49.57 2.94 229.2 5.4 51.7 撂荒地 42.6% 10.0 0.701 1.03 61.1% 92.63 5.89 459.8 1.0 86.9 坡耕地 29.9% 8.5 0.
49、770 1.30 50.8% 29.41 1.67 142.2 0.7 24.2 表 3-7 20-40cm 土层土壤性状g/kg全量 g/kg速效 mg/kg类型 含水 量 PH水分换算系数容重 总孔隙度有机质 N N P K香椿 40.8% 8.0 0.710 1.22 54.0% 45.06 2.90 226.1 1.3 33.0核桃 38.0% 8.0 0.725 1.28 51.8% 47.78 2.66 215.1 5.9 42.916第四章 核桃林的经济效益分析4.1 核桃林营林成本与产出（以 2001 年种植的晚实核桃为例）4.1.1 营林成本核桃林定植密度为 30 株/亩，营林成本主要包括劳务投入和物资投入两部分。物资投入包括苗木、地膜、肥料、农药等费用，劳务投入主要包括
