喀斯特地区传统与非传统农作物耕种模式对水土--养分流失的影响机制
喀斯特地区大多岩石裸露程度高，土层浅薄，土壤肥力低，生态环境具有极度脆弱性的特点。喀斯特地区生态环境受人为干扰性强，主要表现为农业活动对自然环境的扰动。为了改善喀斯特地区的自然生态环境，巩固地区耕种文化，提高当地农民的生活质量，研究喀斯特地区的耕种文化与自然生态环境关系具有非常重要的理论和现实意义。本研究依据生态平衡理论、生态系统结构理论、可持续发展理论和人地关系理论，在代表中国南方喀斯特生态环境总体结构的贵州高原山区，选取关岭-贞丰花江研究区和施秉喀斯特研究区进行研究。通过问卷调查及野外监测，于2017-2019年分别在2个研究区超过200户农户进行走访调查；并于2019年4月、7月、11月在2个研究区10个样地野外连续定位观测和数据采集，对810个样品17个指标进行室内实验分析。阐明了研究区耕种文化背景，并选取研究区内传统与非传统耕种文化下农作物耕种模式，探明土壤理化性状及水土-养分流失状况。最后针对实验观测结果和问卷调查，揭示水土-养分流失现状所产生的耕种文化效应，并对研究区内耕种文化和自然环境的协调关系提供相应的对策和建议。研究结论如下： (1)研究区存在着明显的耕种文化过渡现象，传统耕种文化下的农业活动对耕地环境的干扰程度明显高于非传统耕种文化。传统耕种文化，农作物的种植意向主要为解决温饱问题，注重经济效益。耕种活动过程中的人为干扰性强，耕作活动具有一定的盲目性，农民的环保意识淡薄。传统农作物以玉米为典型代表；非传统耕种文化，农作物的种植意向为追求生态环境和社会经济的综合效益。耕种活动过程中的人为干扰性相对较弱，耕作活动具有一定的科学性、合理性，农民的环保意识提高。非传统农作物以地区新经济作物为主，规模化种植特征明显。相对于地质背景、气候条件、土壤环境、石漠化等级、人口分布等因素的影响，耕种文化中农业活动对耕地环境的影响更为明显。 (2)不同农作物耕种模式对土壤理化性质的影响具有一定的差异性，相对于非传统农作物耕种模式，传统农作物耕种模式的土壤理化性质具有一定优势。通过土壤质量综合评价分析得出，喀斯特山地峡谷区土壤综合质量评分表现为非传统作物梨树+大豆(Hwang kumbae+soybean)(0.563)、梨树+太子参(Hwang kumbae+Pseudostellaria heterophylla)(0.553)、梨树(Hwang kumbae)(0.520)大于传统作物玉米(Zea mays)(0.499)。喀斯特高原峡谷区土壤综合质量评分表现为非传统作物花椒+山豆根(Zanthoxylum bungeanum+Sophorae Tonkinensis Radix et Rhizoma)(0.648)，花椒+花生(Zanthoxylum bungeanum+Arachis hypogaea)(0.635)，花椒(Zanthoxylum bungeanum)(0.609)大于传统作物玉米(Zea mays)(0.541)。相对传统耕种文化下典型作物玉米，非传统耕种文化下农作物的土壤理化环境具有一定的优势，表明非传统耕种文化活动下的农田土壤环境较传统耕种文化优越。 (3)不同农作物耕种模式在不同坡位的养分分布特征表现为坡下>坡中>坡上，坡中和坡下养分积累性较为显著，喀斯特地区坡地土壤养分运移特征明显。传统作物玉米坡下土壤有机碳含量是坡上的2.12倍，非传统作物梨树+大豆、梨树＋太子参和梨树坡下土壤有机碳含量分别是坡上的1.51、1.91、2.34倍。相对非传统作物，传统作物坡上和坡下养分差异更为明显，土壤养分运移强度相对较大，说明传统作物比非传统作物更容易发生水土-养分流失现象，即非传统耕种文化活动的水土保持效应更佳。施秉白云岩和花江石灰岩不同岩性下土壤的养分坡位分布规律具有相似性，表明相对于岩性，农作物及相应的农田处理方式和坡度对表层土壤运移特征的影响更大。 (4)不同农作物耕种模式对水土-养分流失的影响程度存在着一定的差异，传统农作物耕种模式下的水土-养分流失情况较非传统农作物耕种模式严重，但并非所有非传统作物的水土-养分保持效应均占有绝对优势。喀斯特山地峡谷区平均径流系数为传统作物玉米(13.98%)大于非传统作物梨树(11.48%)，梨树+太子参(6.26%)和梨树+大豆(4.55%)；平均产沙量表现为传统作物玉米(32.46g/m2)大于非传统作物梨树(16.68g/m2)，梨树+太子参(2.64g/m2)和梨树+大豆(2.20g/m2)。喀斯特高原峡谷区平均径流系数为传统作物玉米(27.28%)大于非传统作物花椒(24.45%)，花椒+山豆根(15.26%)，花椒+花生(13.16%)；平均产沙量为传统作物玉米(50.04%)大于非传统作物花椒(20.57%)，花椒+花生(5.35%)和花椒+山豆根(4.75%)。相对于传统作物玉米，非传统作物的各项养分指标的流失浓度相对较小，并非所有非传统作物的水土-养分保持效应均占有绝对优势，两研究区的非传统作物梨树和花椒单种模式较套种模式则表现出的一定的劣势。 (5)喀斯特地区自然环境与耕种文化间存在耦合效应，水土-养分流失的自然现状对农民的环保意识产生着一定的影响，恶劣的自然环境现状更易提高农户的环境保护警惕性。喀斯特无-潜在石漠化等级研究区15%的农户认为环境保护非常重要，44%的农户认为重要，25%农户认为可能重要，16%的农户认为不重要。而中度-强度石漠化等级研究区25%的农户认为环境保护非常重要，55%的农户认为重要，18%的农户认为可能重要，2%的农户认为不重要。环保意识差异表明，恶劣的自然环境现状更易提高农户的环境保护警惕性，进而有利于更新农民的传统农业观念，规范农田行为，推动耕种文化的完善和发展。
喀斯特地区;农作物;耕种模式;水土流失;养分流失
贵州师范大学
硕士
地理学;人文地理学
刘子琦;朱大运;熊康宁
2020
中文
S157.1
2020-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）