野外台站揭示典型生态系统服务流量过程

5.3.2.1　现实土壤侵蚀量

海北高寒草甸和内蒙古温带草原的现实年土壤侵蚀量分别为11.15t·hm-2和63.95t·hm-2，根据《土壤侵蚀强度分类分级标准》（SL 190—1997），2005年海北高寒草甸风力侵蚀强度为轻度，内蒙古温带草原风力侵蚀为强度。海北高寒草甸的风力侵蚀主要发生在12月至次年4月；5—11月的土壤侵蚀量为零，其中5—9月是海北高寒草甸植被生长最好的时候。内蒙古温带草原的风力侵蚀主要发生在春季（3—5月），占全年风力侵蚀量的73%，这与内蒙古温带草原春季多大风有关。夏季、秋季和冬季的风力侵蚀量接近（图5.10）。

图5.10　草地生态系统现实土壤侵蚀量

5.3.2.2　潜在土壤侵蚀量

海北高寒草甸和内蒙古温带草原的潜在年土壤侵蚀量分别为30.74t·hm-2和187.16t·hm-2，其中内蒙古的研究结果与欧阳志云等的研究所采用的侵蚀模数的低限192t·hm-2接近（欧阳志云等，1999）。海北高寒草甸的潜在风力侵蚀也主要发生在12月至次年4月，这4个月的潜在侵蚀量占全年总潜在侵蚀量的71%。内蒙古温带草原的潜在侵蚀量出现一大一小两个峰值，分别是春季（3—5月）和秋季（9—11月）。其中，春季的侵蚀量占全年总侵蚀量的49%，秋季的占28%（图5.11）。

图5.11　草地生态系统潜在土壤侵蚀量

5.3.2.3　土壤保持服务流量过程

（1）日流量过程。草地生态系统土壤保持服务的提供是非连续的、离散的（图5.12、图5.13）。只有在风速大于起沙风速时，草地生态系统阻止风力侵蚀土壤的功能才发挥。日土壤保持量的大小取决于当日风速、植被覆盖和潜在土壤侵蚀量的大小。

2005年，海北高寒草甸提供防止土壤风蚀服务的天数为26d，日均土壤保持量和土壤保持价值分别为54 kg·hm-2·d-1，0.09$·hm-2·d-1；内蒙古温带草原提供防止土壤风蚀服务的天数为112d，日均土壤保持量和土壤保持价值分别为338 kg·hm-2·d-1，0.36$·hm-2·d-1。可见，海北高寒草甸防止土壤风蚀服务的天数和日均土壤保持总量和价值都远小于内蒙古温带草原。

图5.12　草地生态系统土壤保持日流量过程

图5.13　草地生态系统土壤保持价值日流量过程

（2）月流量过程。海北高寒草甸的月均土壤保持量和土壤保持价值都低于内蒙古温带草原，分别为1632 kg·hm-2·month-1，2.70$·hm-2·month-1和10267 kg·hm-2·month-1，11.13$hm-2·month-1。2005年，海北高寒草甸和内蒙古温带草原分别有10个月和11个月在防止土壤风蚀发生（图5.14和图5.15）。其中，海北高寒草甸月土壤保持量和价值最大月份为6月，内蒙古温带草原为10月。此外，在内蒙古温带草原，4月的土壤保持量和土壤保持价值与10月的相比相差不大，在4月和10月各呈现一个峰值。

比较两种草原生态系统土壤保持服务分布发现，海北高寒草甸主要在春季和夏季防止土壤风蚀发生，土壤保持量和价值在春季和夏季所占的比例分别为34.85%和31.51%；内蒙古温带草原则主要在春季和秋季防止土壤风蚀发生，土壤保持量和价值在春秋两季所占的比例分别为37.79%和36.79%（表5.1）。(www.xing528.com)

图5.14（一）　草地生态系统月土壤保持量

图5.14（二）　草地生态系统月土壤保持量

图5.15（一）　草地生态系统土壤保持月价值

图5.15（二）　草地生态系统土壤保持月价值

表5.1　草地生态系统保持土壤服务价值季节比例%

同一地点的潜在风力侵蚀量的大小主要与风力有关，风速越大，侵蚀量越大。现实侵蚀量的大小受风力、植被的综合影响。海北高寒草甸在3月、6月和12月的潜在侵蚀量接近，但是，6月的现实侵蚀量为零。这主要是6月的植被生长条件比3月和12月好得多的原因。

内蒙古温带草原风蚀土壤保持年价值为海北高寒草甸年价值的7倍，这主要是因为内蒙古地区的累积起沙风速高于海北地区，植被覆盖条件下，内蒙古地区的年累积起沙风速是海北地区的9倍。但是，这并不意味着海北高寒草甸在防风固沙作用弱，恰恰相反，由于海北高寒地区的土层比较薄，易遭到风蚀侵害，因此，海北高寒草甸防止土壤风蚀的作用非常重要。

5.3.2.4　价值累积过程

一年中，尽管草地生态系统在风蚀条件下保持土壤功能的发挥是离散的，但是土壤保持价值是逐渐累积的。内蒙古温带草原和海北高寒草甸土壤保持价值累积过程呈现上升趋势，内蒙古温带草原土壤保持月价值始终处于海北高寒草甸之上（图5.16）。海北高寒草甸的年土壤保持量和价值分别为19.59t·hm-2，32.45$·hm-2；内蒙古温带草原的年土壤保持量和价值分别为123.32t·hm-2，133.52$·hm-2。土壤保持价值构成中，保持土壤养分的价值所占比例高达99%，减少废弃地的价值所占比例还不足1%，这与草地的经济价值低有关。

图5.16　草地生态系统土壤服务价值累积过程