胶农(林)复合系统组成单元空间配置对水土养分流失的影响和调控

滇南热带山区西双版纳在过去的几十年间橡胶种植发展迅猛，由此引起水土流失、环境污染等问题日益突出。为此，本项目拟选取该地区大面积种植的不同林龄单层橡胶林以及橡胶-茶叶、橡胶-菠萝、橡胶-咖啡、橡胶-大叶千斤拔等典型胶农（林）复合系统为研究对象，基于选取的多个典型闭合小流域，采用同位素示踪、地表径流、小流域集水区对比观测等方法，研究不同橡胶种植模式系统组成单元空间配置对水土养分动态、流失特征的影响。通过不同种植模式下物种空间配置对1?N的吸收利用效率、坡面土壤养分、土壤入渗率、土壤侵蚀（地表径流量、泥沙冲刷量及养分含量）以及小流域集水区径流量和养分含量的观测分析，揭示胶农（林）复合系统对水土养分流失的调控及其与单层橡胶林种植模式的差异，明确从样方到坡面到流域尺度上，不同种植模式系统组成单元空间配置格局对养分利用及流失的影响机理。研究结果将为该区橡胶种植模式改进、水土养分流失量预测提供科学依据。

滇南热带山区西双版纳在过去的几十年间橡胶种植发展迅猛，由此引起水土流失、环境污染等问题日益突出。为此，本项目选取该区大面积种植的不同林龄单层橡胶林以及典型胶农林复合系统为研究对象，通过橡胶种植模式物种空间配置对¹⁵N吸收利用效率、坡面土壤养分、土壤侵蚀以及小流域养分含量的观测分析，开展了不同橡胶种植模式系统组成单元空间配置对水土养分影响研究。结果表明:(1)土地利用变化尤其热带森林转为橡胶园，导致胶园表层土壤铵态氮、速效磷含量显著增加，硝态氮含量减少。(2)橡胶凋落物对坡地径流、地表温湿度有很好的调控作用，凋落物的存在有利于橡胶园水土保持；胶农复合系统有效降低穿透雨动能，降低土壤溅蚀率。(3)单一橡胶模式地表径流铵态氮和总磷含量高于复合模式；硝态氮、总氮、总钾含量有差异，但单一或复合模式不是影响因素。（4）植物对肥料¹⁵N的利用效率显示，相同林龄橡胶单一和复合种植模式对比，只有32年林龄橡胶树N吸收利用率有显著差异；橡胶树随林龄增长N吸收利用率不断增大；相同林龄橡胶不同种植模式地上生物量N利用率比较，3年林龄橡胶复合模式N利用率显著高于单一模式，但22年橡胶无显著差异，32年橡胶单一模式显著高于复合模式；这表明低龄橡胶复合模式N利用效率高，而随着林龄增大，橡胶树自身N利用率增大。（5）示踪剂喷洒后，在最初时间段内，土壤¹⁵N含量主要集中在0-20cm处，可能主要被表层的植物根系利用，导致土壤¹⁵N含量在第16至115天之间呈现显著降低；不同种植模式土壤¹⁵N含量也主要在第16天左右差异显著。样地内地上植物N利用效率高的则其土壤¹⁵N含量相对较低，3年和22年林龄橡胶单一模式土壤¹⁵N含量高于复合模式，32年林龄橡胶则复合模式高于单一模式。这进一步表明，低龄橡胶复合种植，可以有效控制土壤养分流失，而高龄橡胶树自身就能有效调控土壤养分；这也暗示研究区普遍存在的橡胶更新种植，加大土壤养分流失机会。（6）以橡胶园为主要覆盖类型的流域溪流水总氮和总可溶性氮含量显著高于热带森林流域，但硝态氮含量只在雨季显著高于热带森林。混合流域总N、总可溶性氮、硝态氮含量只在雨季中期显著高于热带森林。混合流域各形式氮含量在雨季中期与橡胶园无显著差异，但在其它季节显著低于橡胶园。只有橡胶园和混合流域溪流水氮含量存在显著季节变化。流域内橡胶园和热带森林面积，及其分布坡度是影响流域氮含量的主要因素。