黔中传统村落植物群落景观空间形态结构及物种竞争特征

黔中地区为我国喀斯特发育最典型的地区之一,其传统村落植物景观形态结构肌理及其植物群落物种竞争强度具有特殊性和代表性。采用分形、竞争指数方法,探究黔中传统村落植物群落景观空间形态结构及物种竞争特征。结果表明:总体上各群落植物呈均匀性分布,其中庭院植物景观间隙度值较大,菜地、房前屋后、道路居中,风水林、防护林较小,分维数反之;竞争指数值高的优势树种为喜树(Camptotheca acuminata),居中的为香椿(Toona sinensis)、栗(Castanea mollissima),部分优势树种在群落中保持较强的竞争力,也有部分优势树种竞争力微弱;竞争强度与分形维数无显著相关性,但两者能较好地表现群落植物空间结构复杂程度。传统村落植物造景与城市差异巨大,村落植物空间形态结构与其衍生分布肌理并不是简单的聚集。综上,研究传统村落空间形态演变和物种竞争趋势对喀斯特传统村落植物景观保护规划具有重要的意义。

喀斯特森林植被自然恢复中凋落物现存量及其碳库特征演化

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰退化喀斯特森林自然恢复中凋落物现存量及其碳库特征。结果表明:随群落恢复凋落物现存量呈减少趋势,早期减幅大,中后期减幅小;随群落恢复凋落物现存量演化受地貌因子、群落生活史、土壤微生物的影响较大,受水热条件的影响较小;凋落物现存量生物量与其分解失重率、表层土壤微生物量碳有较强的负相关关系;凋落物分解失重率与表层土壤微生物量碳呈极强的正相关关系;随群落恢复凋落物现存量含碳率变化不显著,凋落物现存量碳密度变化规律与凋落物现存量变化规律一致,单位面积凋落物碳储量表现为碳源效应,且早期碳源效应较强、固碳能力不稳定,中后期碳源效应较弱、固碳能力稳定;凋落物碳密度(Y)与其现存生物量(x)的关系:Y=bo+b1x(bo、b1为常数)。

喀斯特森林植被自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征。结果表明:同一恢复阶段的同一土层中1 2 mm、0.5 1 mm团聚体质量百分比(4.74%52.37%)与其质量百分比有机碳贡献率(2.87%59.98%)均高于0.25 0.5 mm、<0.25 mm团聚体;相同土层中的相同粒级团聚体土壤有机碳含量(0 10 cm土层23.47 55.82 g·kg-1,>20 cm土层14.36 36.80 g·kg-1)与其质量百分比有机碳含量(0 10 cm土层1.34 22.12 g·kg-1,>20 cm土层0.57 11.93 g·kg-1)均随植被自然恢复呈增加趋势;同一恢复阶段的相同粒级团聚体土壤有机碳含量(0 10 cm土层23.47 55.82 g·kg-1,>20 cm土层14.36 36.80 g·kg-1)与其质量百分比有机碳含量(0 10 cm土层1.34 22.12 g·kg-1,>20 cm土层0.5711.93 g·kg-1)随土层加深呈减少趋势;同一恢复阶段的同一土层团聚体中1 2 mm团聚体中有机碳含量(16.9053.43 g·kg-1)最低但其质量百分比有机碳含量(5.24 22.12 g·kg-1)最高;随植被自然恢复土壤团聚体分形维数在0 10 cm土层(2.01 2.16)呈增加趋势、在>20 cm土层(2.04 2.24)呈减小趋势;喀斯特森林植被自然恢复中土壤结构演化的核心可能是上层土壤细化和下层土壤粗化;喀斯特森林植被自然恢复中土壤结构有所改善;土壤团聚体分形维数可以作为喀斯特植被自然恢复中土壤有机碳质量评价的指标;加强保护喀斯特森林使其自然恢复,既有利于土壤结构的改善与减少侵蚀,也有利于土壤有机碳循环和累积。

喀斯特森林植被自然恢复过程中土壤有机碳库特征演化

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复过程中土壤有机碳库特征,结果表明:土壤容重(0～10 cm土层0.94～1.15 g cm-3,>30 cm土层0.98～1.19 g cm-3)、石砾含量(0～10 cm土层19.93～26.61%,>30 cm土层20.36～32.11%)随恢复进展而减少,随土层加深而增加;土壤容积(0～10 cm土层20.13～22.02 m3,>30 cm土层4.16～6.87 m3)、有机碳含量(0～10 cm土层21.14～52.67 g kg-1,>30 cm土层11.15～25.93 g kg-1)、有机碳密度[(0～10 cm土层1.91～4.03 kg m-2,>30 cm土层0.39～1.96 kg m-2)、有机碳储量(900 m2样地0～10 cm土层0.538～0.883 t,>30 cm土层0.039～0.137 t)、易氧化碳含量(0～10 cm土层5.28～33.25 g kg-1,>30 cm土层5.98～14.13 g kg-1)均随恢复进展而增加,随土层加深而减少;随恢复进展0～20 cm土层有机碳稳定性增强、活性降低,>20 cm土层则相反;随土层加深有机碳稳定性增强、活性降低;土壤有机碳随恢复进展总体上具碳汇效应,且早期其量少质低、表聚性强、碳汇效应不显著、固碳潜力大,后期则相反。加强保护喀斯特森林,使其自然恢复,有利于土壤质量的提高和有机碳的累积。

退化喀斯特森林植被自然恢复中土壤有机碳δ^(13)C值特征

采用空间代替时间与稳定性碳同位素技术相结合的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤有机碳(SOC)δ13C值特征。结果表明:整体上SOCδ13C值随恢复进展0~20 cm土层(-25.72‰^-19.91‰)趋正、>20 cm土层(-23.76‰^-18.13‰)先趋正后趋负。随土层加深除草灌、灌乔外其他阶段均趋正,草灌阶段上层土与乔木、顶极阶段底层土SOC为C4碳,SOCδ13C值变化受地带性和喀斯特环境的双重影响。群落优势种凋落叶δ13C值(-31.79‰^-16.76‰)随恢复进展趋负,说明生境日益改善,其与0~20cm土层SOCδ13C值呈极显著正相关(R2>0.96,p<0.01)、而与>20 cm土层极不相关,说明0~20 cm土层主要为新碳;SOC周转速率随恢复进展递增、随土层加深递减,土壤生化反应具较强表聚性;SOCδ13C值与土壤可矿化碳、易氧化碳含量呈显著的负相关关系(R2>-0.50,p<0.05),与微生物生物量碳具有一定的负相关关系(R2=-0.389),SOCδ13C值在一定程度上可以指示SOC的活性;喀斯特森林自然恢复是复杂多变、多途径的统一,其中C4植物在恢复中具有重要意义;碳同位素方法与"空间代替时间"方法相结合能较好地重现喀斯特植被更替的历史。

湖南黄桑国家级自然保护区植被景观格局探讨

①斑块特征指数分析表明:各景观类型的密度、分维数指数都较小,植被景观的深展指数都不高,扩散比较均匀,没有极端复杂的形状产生,植被景观在演替系列中还没有普遍达到演替的顶级,斑块之间自相似程度较高。②多样性指数分析表明:总体多样性程度高。景观多样性指数、优势度指数与均匀度指数的结果所包含的意义一致,这种一致性充分说明了各植被景观类型分布均匀,各景观类型地位相差较小。③空间构型指数分析表明:保护区的斑块密度为1.001,即1 km2上有1.001个斑块。这说明斑块数目较少。各景观类型分布也较均匀。保护区景观破碎度指数为0.007,这表明该区植被景观在研究期内所表现的生境破碎化程度是很低的。每一植被景观类型破碎度指数最高的是灌丛和灌草丛景观,其次为栲林景观,其余的破碎度都处于较低的水平。内部生境破碎化指数以灌丛和灌草丛景观、栲林景观为最低,它们的单独斑块面积较大,故破碎化指数较低。其它景观类型的破碎化指数相差不大,这与植被顺向演替是相关的。景观分离度指数的排序结果与斑块密度的排序基本一致。

基于AHP的建筑设计初步成绩评定权重研究

阐述了层次分析法基本原理,结合贵州大学建筑与城市规划专业《建筑设计初步二》特点,将层次分析法引入教学成绩评定中,结果表明:运用层次分析法能够定性与定量相结合地对各子课题成绩权重做出准确评价,同时通过在规划设计课程中引入层次分析法确定子课题权重,能使教师较客观地评价学生的成绩,也使教师能够有充足的理由向学生解释成绩的来源与依据。

赤水河上游主要森林类型水源涵养功能评价

以赤水河上游10种主要森林类型为对象,定量评价其土壤层、枯落物层和林冠层的水源涵养能力。结果表明,枯落物储量为3.24~16.13t/hm^2,有效拦蓄深为0.66~2.38mm,最大失水深为0.14~0.88mm,分解越彻底则蓄水能力越强。土壤层有效持水深为14.35~54.41mm,表现为阔叶林、针阔混交林优于针叶林,并随土层深度增加而降低。土壤层与枯落物层的持水速率均大于失水速率,在1~2h下降快,后期下降慢,与时间呈幂函数关系。阔叶林林冠截留率高于针叶林,可用林外降雨量和林内穿透雨量预测林冠截留量。水源涵养能力主要受枯落物储量、有效拦蓄深、最大失水深和土壤容重、饱和持水量影响,据此将10种森林类型划分为低持水（柏木林、撑绿竹林和火棘＋荚蒾林）、中低持水（杉木林、马尾松＋杉木林）、中持水（马尾松＋柏木林、马尾松-白栎林）和高持水（丝栗栲林、白栎林和马尾松林）4种类型。综合分析表明恢复森林水源涵养功能的核心是调整林冠组成和结构。

赤水河上游次生林林窗特征及森林更新

为研究林窗大小对幼苗更新的影响,以赤水河上游次生林中23个林窗为研究对象,分析林窗大小结构、光照强度和土壤化学性质等空间特征及其对森林更新的影响。结果表明:林分内形成的林窗以中小型为主,光照强度为林窗>林缘>林内;林窗内光照强度与林窗面积、边缘木平均胸径的相关性不显著,而与边缘木平均高之间具有极显著的指数函数关系,边缘木平均高度越低则林窗内光度值越高;土壤养分上,80-160 m2林窗较高,<80 m2林窗较低;环境综合指数上,80-160 m2林窗和>240 m2林窗较高,161-240 m2林窗和<80 m2林窗较低;植物群落优势种的幼苗在林窗内出现的频度最高。综合来看,80-160 m2的林窗较有利于森林更新,<80 m2的林窗最不利于森林更新。在森林经营时,根据需要形成合适的林窗能够保持森林的自然更新。

岩溶区典型根系地下生境类型中土壤酶活性研究

选择了岩溶区三种不同的典型根系地下生境类型土壤为研究对象(类型Ⅰ-白云岩低倾产状多层空间类型、类型Ⅱ-白云岩中倾产状多层空间类型及类型Ⅲ-白云岩高倾产状多层空间类型),分析了不同类型和不同层次的土壤酶活性,以及土壤酶与土壤养分的相关性。结果表明:1)不同植物根系地下生境类型和不同空间土壤层次的土壤酶活性差异极显著(p<0.01);2)类型Ⅰ有利于土壤的碳素循环,类型Ⅱ有利于土壤含氮化合物的转化,类型Ⅲ有利于土壤有机物质的氧化;且三种类型的土壤酶活性均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势;3)土壤酶活性与土壤养分含量关系显著,可以作为评价土壤质量/肥力的指标。可见,不同根系地下生境土壤酶活性差异,对岩溶石漠化区的土壤质量评价、植被恢复技术研究和生态修复治理均有积极的作用。

喀斯特区不同岩性发育的土壤上植物-枯落物-土壤系统δ13C值变化特征

为了解喀斯特区不同岩性发育的土壤上林分碳元素循环特征,采用稳定碳同位素技术,研究贵州省喀斯特区白云岩、白云质砂岩、石灰岩3种岩性发育的土壤上猴樟(Cinnamomum bodinieri)、柏木(Cupressus funebris)、马桑(Coriaria nepalensis)、光皮桦(Betula luminifera)、桤木(Alnus cremastogyne)和圆果化香(Platycarya longipes)6种树种为优势种构建的林分的优势种植物-枯落物-土壤系统δ13C值的变化和土壤有机质更新。结果表明:(1)部分树种在不同岩性上的δ13C存在差异,石灰岩上柏木δ13C值与其他岩性呈极显著性差异(P<0.001),桤木在石灰岩与白云岩上呈显著性差异(P=0.024);不同树种表现为猴樟、柏木、马桑3个树种相互间或与其他树种多表现出显著性或极显著差异(P<0.05或P=0.001);树种各器官δ13C值呈叶片<枝杆<根的分配格局。(2)3种岩性上,各树种林分变化规律基本一致,均为植物叶片(新鲜枯落物)<枯落物分解层<枝杆<根<上层土壤<下层土壤。土壤层与植物体、枯落物之间的δ13C值存在极显著差异(P<0.001),土壤层与枯落物层比较,增幅较大的是白云质砂岩上的猴樟林和柏木林,分别为11.68‰,11.10‰,增幅较小的是白云岩上的马桑林和石灰岩上的桤木林,分别为1.07‰,2.73‰。(3)土壤有机质更新率最大为白云岩上马桑林43.84%,其次为石灰岩上桤木林34.17%,最低为石灰岩上的圆果化香林1.15%。白云岩上植物群落的有机碳周转率回归方程斜率K值为3.15,石灰岩上为0.85。白云质砂岩上林分的有机碳含量与δ13C值无相关性。研究结果对揭示喀斯特地区C元素循环及迁移特征和养分迁移特征具有重要意义。

赤水河上游主要树种枯落物调蓄水分效应

以赤水河上游27种地带性及乡土树种为对象,从持水和失水2方面研究枯落物调蓄水分效应。结果表明：1）枯落物现存量为0.15~4.50 t/hm2,自然含水率为10.23%~137.66%,最大持水速率为3 122.83~9 555.80 g/（kg·h）,饱和持水深为0.04~1.70 mm,有效拦蓄深为0.02~1.27 mm,最大失水速率为209.52~2 423.21 g/（kg·h）,失水24 h的含水率为85.02%~256.18%,最大失水深为0.01~0.43 mm;2）所有枯落物持水速率和失水速率均表现出前期大于后期、初期下降更快、后期趋于平缓的特征;3）影响枯落物调蓄水分效应的因素主要有现存量、饱和持水深、有效拦蓄深、最大失水深、叶生活期和叶质地;4）按照持水、失水特征和叶片特征可划分为3类功能群,叶生活期可作为枯落物调蓄水分能力的评定指标。

典型岩溶石漠化区根系生境及其类型研究

在贵州岩溶石漠化区,根据碳酸盐岩分布、地貌类型及岩石类型分布情况,共计调查152个根系生境剖面,利用岩性、产状、根系分布范围内的岩石斑块数、土层深度、裂缝宽度、垂直剖面土壤分布范围、植物根系分布的长宽幅度等指标,采用RDA排序方法,分析根系生长空间类型及其特征;采用定性和定量分析相结合的方法进行快速聚类,划分植物根系生境类型,并进行生境类型命名及类型特征描述。结果表明:1)石漠化区植物根系生长空间分为表层空间、单层空间、多层空间3种类型,植物根系对多层空间类型利用最多;2)贵州岩溶石漠化区根系生境分为18个类型,各类型特征不同。研究成果加深了对岩溶石漠化区植物根系生境的认识,对植物生态修复与石漠化治理均具有重要的意义。

赤水河上游主要树种叶片与枝条持水性能

以赤水河上游32个树种为对象,采用吸水法和自然失水法测定叶片和枝条的持水能力。结果表明：叶片最大持水倍数为0.33~1.59,表面被毛的叶片持水能力相对较强。枝条的最大持水率多小于自然含水率,说明单位质量枝条的持水能力较叶片低。叶片和枝条均表现为持水速率大于失水速率,二者与时间的关系可用幂函数模型较好地表达。通过叶片最大持水倍数可推导出持水速率与时间的关系式,但不能推导出失水速率与时间的关系式。叶片质地、粗糙度、绒毛、最大持水倍数、持水曲线常数项是决定其持水能力差异的主要因素,通过RDA排序可将32个树种的叶片划分为低持水、中低持水、中持水和高持水4类功能群。上述研究结果可用于赤水河上游水源涵养林树种选择及森林结构配置。

赤水河上游水源涵养树种的水分生理特征

以赤水河上游32个水源涵养树种为试验材料,研究其水分、光合等生理特征差异。结果表明:(1)叶片δ13 C值变幅为(-26.97‰)^(-31.72)‰,均值为(-29.44±1.19)‰,低于中国总体水平,与最大持水率、最大持水速率呈显著的指数函数关系(P<0.05),但与自然含水率无显著的相关关系;(2)叶片含水量为54.44%~80.46%,束缚水/自由水为0.02~10.07,蒸腾速率为0.06~1.30g/(cm2·h),水势为(-2.43)^(-14.74)MPa,相对水分亏缺为34.74%~69.03%,比叶面积为230.15~585.39cm2/g,干物质量为8.39~31.83;(3)光合特征表现为高光合低蒸腾高水分利用效率、低光合低蒸腾高水分利用效率、低光合高蒸腾低水分利用效率、低光合低蒸腾低水分利用效率和高光合高蒸腾低水分利用效率5种类型;(4)可将植物适应水分特征划分为高水分亏缺低自由水、高水势高束缚水、高干物质量低水分亏缺、高自由水低水势和高光合高蒸腾低水势5组适应功能群。

岩溶区典型根系地下生境的土壤质量分析

选择岩溶区三种不同的典型根系地下生境类型土壤为研究对象(类型Ⅵ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅸ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅺ——白云岩直立产状多层空间类型),根据不同类型的土壤物理、化学及生物学指标,计算土壤肥力的综合指标值,对其土壤质量进行综合分析评价。结果表明:(1)不同植物根系地下生境类型和不同空间土壤层次的土壤指标值差异极显著;(2)不同类型的土壤质量存在差异,且具有明显的层次性,土壤质量表现为白云岩倾斜产状多层空间类型最好,且三种类型的土壤质量均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势。该文揭示了根系地下生境的土壤质量差异,这为岩溶石漠化区的植被恢复技术研究和治理均有积极的作用。

喀斯特石灰岩产状地下生境的土壤质量

为揭示喀斯特石灰岩地下生境的土壤质量差异,选择基于喀斯特石灰岩的3种不同典型地下生境类型样地(石灰岩低倾产状地下生境、石灰岩中倾产状地下生境、石灰岩高倾产状地下生境)的土壤为研究对象,测定不同类型样地土壤的物理、化学及生物学指标,计算土壤质量综合指数,对其土壤质量进行综合评价。结果表明,不同石灰岩地下生境类型及其不同层次的土壤指标值差异显著,层次性明显,土壤质量均表现为表层>中层>下层;不同类型的土壤质量存在差异,石灰岩低倾产状生境最好,中倾生境次之,高倾生境最差。

岩溶区根系地下生境对土壤微生物生物量的影响

选择岩溶区3种不同的典型根系地下生境类型土壤作为研究对象(类型Ⅰ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅱ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅲ——白云岩直立产状多层空间类型),分析不同类型及层次对土壤微生物生物量的影响,以及土壤养分、土壤酶活性的变化。结果表明:(1)根系地下生境类型和层次对土壤微生物生物量的影响极显著(p<0.01);(2)3种类型的土壤微生物生物量差异极显著(p<0.01),均随土壤层次的下降而降低,类型Ⅰ的微生物环境较差,类型Ⅱ较好,类型Ⅲ居中;(3)类型Ⅰ在一定程度上能促进碳循环,类型Ⅱ利于有机碳的循环、氮的供应,类型Ⅲ利于磷的供应及有机物质的氧化。该研究可为探索岩溶地区的根系地下生境及其土壤条件,并为同等条件的土壤肥力评价、植被恢复技术研究提供参考。

不同岩性土壤养分对广玉兰幼苗的影响

以广玉兰幼苗为试材,采用生态学方法,研究了喀斯特地区6种不同岩性的土壤与广玉兰幼苗养分含量间的变化和影响,以期为喀斯特地区广玉兰幼苗的培育、生长和施肥提供参考依据。结果表明:在不同岩性的土壤上,土壤养分及广玉兰幼苗体内营养元素含量之间均存在显著差异;在不同岩性的土壤上,广玉兰幼苗对土壤有效养分的吸收在石英砂岩上最好,在第四纪红色粘土上最差;广玉兰幼苗在其整个生长过程中,对氮素和磷素的吸收较多,对钾素的吸收则相对较少。

基于不同岩性的黔中地区土壤肥力评价

[目的]通过评价黔中喀斯特地区6种不同非碳酸盐岩的土壤肥力,旨在了解喀斯特地区不同岩性土壤的基本状况及肥力。[方法]以黔中地区6种非碳酸盐岩类岩石上发育的土壤为研究对象,分别选取土壤物理、化学及生物学指标进行土壤肥力评价,利用主成分分析对指标进行筛选,提取4个主成分及其贡献率、特征值及得分值,通过土壤肥力综合指数计算各类岩性土壤肥力的综合得分,并进行排序。[结果]土壤化学性质,即土壤养分在土壤肥力评价中具有重要作用;在喀斯特地区,不同岩性非碳酸盐岩类岩石的土壤肥力不同,以玄武岩上发育的土壤肥力最好,其次为变余砂岩、第四纪红色黏土、煤系砂页岩、石英砂岩,最差的为长石石英砂岩。[结论]该研究在一定程度上深化了前人对于喀斯特土壤肥力的研究,为了解喀斯特地区的非碳酸盐岩类土壤肥力提供参考,同时也可促进喀斯特地区的植被培育、生态修复和治理。