喀斯特峰丛洼地3个建群树种“植物-凋落物-土壤”系统氮同位素特征

以喀斯特峰丛洼地3种常见次生林及其建群树种为研究对象,测定3种林分建群种的不同器官及凋落物、土壤的氮含量及氮同位素丰度值(δ^(15)N),探讨植物-凋落物-土壤氮含量及稳定氮同位素组成变化及内在联系。结果显示:3种次生林建群种植物中叶片氮含量最高,茎的氮含量最低,3种次生林建群树种叶片氮含量均显著高于掉落物和土壤氮含量,0~30 cm土壤氮含量显著高于30~90 cm土壤氮含量,土壤养分主要集中于表层土壤;白栎、栓皮栎和光皮桦器官中δ^(15)N变化范围分别为-2.82‰~14.94‰、-1.37‰~9.35‰和-4.39‰~26.06‰,3种建群种器官间氮同位素组成均表现出显著差异(P<0.05);3种建群种群落表层土壤δ^(15)N差异显著,3种林分中0~30 cm土壤δ^(15)N均显著低于30~60 cm和60~90 cm的土壤,δ^(15)N可能是这些群落土壤氮循环过程中的敏感指标,光皮桦叶片氮含量略大于白栎和栓皮栎,光皮桦林土壤表层δ^(15)N大于白栎林和栓皮栎林,光皮桦可能比白栎和栓皮栎更为适应喀斯特生境。

漓江峰丛片区高位岩溶洼地洪涝水文过程及有效治理

漓江峰丛片区高位岩溶洼地洪涝频发,严重影响该地区农村经济发展和自然景观资源开发与保护。本研究选择在漓江峰丛片区暗嵅高位洼地开展洪涝水循环过程研究,对洼地内主要消水口(A01、A03落水洞)进行扩宽和疏通,加大过水能力,使洪涝水害得到有效治理。结果表明:洼地积水成涝对降雨响应迅速,降雨结束后,12~24 h内洼地积水深度就能达到最大,日降雨量超过50 mm或72 h累计降雨量超过90 mm,洼地就容易积水成涝。2023年4-7月共造成了8次洪涝灾害,洪涝总时长达417.5 h(18.6 d)。鱼嵅地下河出口排泄量达到大气降雨补给量的77.77%和87.32%,为暗嵅洼地地下水总排泄口,主要通过中部A01、A02、A03、A044个消水洞排水,4个消水洞不同的消水速度造成了出口流量的4个峰值。A01消水洞水力坡度小,下部管道受方解石矿渣堵塞,消水速度较慢,现仅对A01洞口进行整治,未能有效解决洼地洪涝问题。A03、A04消水洞位于方解石脉矿的南侧,未受到方解石尾矿渣的影响,岩溶管道过水通畅。通过疏通A04消水洞,并将南侧古蚕洼地的洪流引至A03消水洞,缩短洪涝时间66.71 h(2.8 d)。因此,修建好南部排水沟系统,使南部古蚕洼地的水全部通过A03、A04消水洞快速向鱼嵅地下河出口排泄,是进一步减轻暗嵅洼地洪涝受灾程度的重要措施。

弄拉典型峰丛岩溶区青冈栎叶片形态特征及对环境的适应

选取广西弄拉典型峰丛洼地生态系统中不同地貌类型的青冈栎 (Cyclobalanopsisglauca)叶片进行形态解剖特征比较分析 ,结果表明 :( 1 )峰丛洼地生态系统中不同地貌青冈栎叶片形态解剖特征差异显著。山顶青冈栎叶片部分表皮结构 (角质膜、表皮毛、表皮细胞、气孔 )趋向旱化。山顶青冈栎下表皮毛比山腰青冈栎的浓密且长。两者叶片的厚度和宽度、上表皮细胞个数、气孔指数、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度存在着显著性差异 ;位于山顶的青冈栎受到水分的胁迫 ,在形态解剖上呈现出中生偏旱的结构。 ( 2 )青冈栎的各种形态解剖指标说明在岩溶区青冈栎的抗旱性主要是通过抵御干旱来适应水分的胁迫 。

典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分空间变异性研究

采用线形取样,利用地统计学方法研究了典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分的空间变异特征。结果表明:有机碳、全氮、碱解氮和速效钾具有相似的空间变异结构,其变程变化在212～251 m之间,与坡面不同土地利用方式的空间范围相当。全磷和全钾的变异尺度较小,为141.2 m和120.6 m。受部分耕地施用磷肥影响,速效磷的变异尺度最小,仅为85.1 m。除pH值外,土壤各养分均表现为强烈的空间相关性。有机碳、全氮、碱解氮等养分的空间分布表现出随着海拔高度增加而增大的特征,人类的耕作管理和峰丛洼地特殊的水文地质过程是影响土壤养分空间变异的主要因素。

桂西北喀斯特峰丛不同土地利用方式坡面产流产沙特征

由于缺乏长期定位观测资料,西南喀斯特山区坡地水土流失规律一直不明确,严重影响了该区石漠化综合治理和水土流失防治工作的成效和进程。该文基于13个大型径流小区(宽20m、投影面积>1000m2)5a(2006-2010年)的定位观测资料,分析了桂西北喀斯特峰丛洼地不同利用方式坡面降雨产流规律和地表侵蚀产沙特征。结果表明:观测期内年降雨量为1300～2000mm,无论平水年还是丰水年,不同利用方式坡面次降雨径流系数<5%,地表产流很少,降雨几乎全部入渗。不同利用方式地表侵蚀产沙模数虽有较大差异,但土壤侵蚀以微度(<30t/(km2a))为主,部分甚至只有0～5t/(km2a)。植被类型、土地利用方式对坡面降雨产流的影响较小,但人为干扰会增加地表侵蚀产沙量。该文为喀斯特坡地植被恢复重建和水土流失防治提供参考。

喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究

以线形取样方式测定了喀斯特峰丛洼地坡面表层（0～5、5～10、10～15cm）的土壤水分，采用经典统计结合地统计学方法分析了其空间分布特征及变异结构。结果表明：在坡面特定土地利用结构下（上坡到下坡分布有自然坡地、退耕地和耕地），表层土壤水分沿上坡向下具有不断减小的变化趋势，坡面纵向和横向土壤水分均呈中等变异，横向上由于特殊的土壤分布和地形地貌特征使得变异程度较纵向强烈，土地利用和坡度因子是造成坡面土壤水分分布和变异的重要因素；半方差分析显示，坡面表层土壤水分具有明显的块金效应和较大的基台值，呈中等或较强的空间相关性，土壤水分总体上具有较好的变异结构和空间连续性，因此可以应用地统计学方法在该地区开展土壤水分空间变异研究。

喀斯特地区典型峰丛洼地旱季表层土壤水分空间变异性初探

土壤水分空间变异性研究在喀斯特地区生态环境的恢复和重建过程中具有重要意义。通过网格（5m×5m）取样，用地统计学方法研究了喀斯特洼地典型区域（150m×50m）表层土壤水分（0～5cm和5～10cm）的空间变异特征。结果表明：土壤水分在采样区内呈比较简单的斑块状分布，相同性质斑块与土被连续分布区和石丛集中分布区范围相当；半变异函数在不同性质斑块内呈现出截然不同的变异特征，在整个采样区内表现出各向异性；旱季洼地表层土壤水分主要受石丛和地形两个不同尺度的环境因素影响；土壤水分具有一定的尺度效应，半变异函数的变程随着最小采样间隔增大而增大；当研究区域存在多重尺度的变异结构时，需要根据研究的目的和精度确定合理的采样尺度。

岩溶山区土壤水的地球化学特征及其与土壤环境的关系

对2015年所采集的0~20 cm、20~40 cm土壤水样品和对应的土壤样品进行了测试分析,运用灰度关联和典范对应分析的方法研究了岩溶峰丛山区土壤水的地球化学特征及其与土壤环境条件的关系。结果表明:岩溶峰丛山区土壤水地球化学性质及其对应的土壤环境指标均存在不同程度的空间异质性,其中土壤水和土壤中的p H值变异系数在2.48%~10.44%,变异最小;除了镁离子和氯离子,土壤水的其他地球化学指标的变异系数均表现为0~20 cm大于20~40 cm,20~40 cm土壤水地球化学性质更为稳定。土壤水的HCO-3、Ca2+、SO2-4浓度是影响土壤水地球化学特征的主要因子,且HCO-3起到主导作用。典范对应分析结果显示,不同的土壤水地球化学性质与土壤环境因子关联性差异明显,影响土壤水地球化学特征的主要土壤环境因子中的全钾含量、交换性镁含量、有效锌含量、0.2~2.0 mm粒径和0.002~0.020 mm粒径的土壤颗粒等因子对土壤水中的Mg2+浓度、HCO-3浓度、p H值影响较大,有效铜含量、胡敏酸含量、胡敏素含量主要影响土壤水中Na+浓度、K+浓度,而速效钾含量、土壤含水率、小于0.002 mm粒径机械组成等土壤因子则主要是通过Na+浓度、K+浓度、Cl-浓度、SO2-4浓度等指标影响土壤水的地球化学特征。

黔南喀斯特峰丛洼地3种建群树种不同器官C、N、P化学计量特征

研究植物器官中碳(C)、氮(N)、磷(P)的生态化学计量特征,对了解植物体内养分的吸收、运输和分配机理,揭示植物生活史策略及其响应和适应环境的机制具有重要意义。以喀斯特峰丛洼地3种建群树种为研究对象,对其根、茎、枝、叶中的C、N、P化学计量特征及其相关性进行了分析,研究结果表明:C含量在3种建群树种器官中的分配表现为叶(496.45±20.28 mg/g)>根(472.35±13.8 mg/g)>茎(471.01±8.85 mg/g)>枝(468.04±11.36 mg/g),N、P含量分配表现为叶(21.39±3.11 mg/g,0.99±0.19 mg/g)>枝(6.30±1.30 mg/g,0.50±0.13 mg/g)>根(6.27±1.0 mg/g,0.39±0.08 mg/g)>茎(1.65±0.47 mg/g,0.22±0.05 mg/g),同一养分元素在不同器官中的分配有显著差异;N、P含量在各树种和各器官(干、皮、枝、叶)之间表现出较大的变异,而C含量在各树种和各器官之间变异较小;C∶N和C∶P表现茎中最高,叶中最低;3种建群种植物N∶P平均值为22.02±3.79,受P限制;相关性分析表明植物同一器官对不同养分的吸收以及不同器官对同一养分元素的吸收和利用均具有一定的协同特征。研究可为喀斯特峰丛洼地地区植物的养分循环、生态策略及环境适应机制研究提供基础数据。

贵州喀斯特峰丛区石漠化土地调查与评价——以毕节老街村为例

脆弱喀斯特生态环境在人口压力和不合理经济活动作用下日益恶化,土地石漠化已成为喀斯特地区最严重的生态环境问题之一,直接威胁着当地居民的生存与发展。在对老街村进行实地踏勘和采样的基础上,调用SPSS软件分析,结果显示:地形坡度、表土层厚度、岩石裸露程度是引起该区土地景观分异的主导因素,其方差累积贡献率达81.224%。在此基础上,以地貌面、土壤类型、裸石景观特点为主导标志,并结合灌草分布,以GPS为定位手段,借助GIS平台,完成老街村土地类型单元调查和制图;并利用多因子得分的几何平均数综合评价石漠化土地适宜性,评价结果与实际吻合较好,为土地生态设计和生态修复奠定基础。

喀斯特峰丛洼地原生林区土壤矿质元素空间异质性研究

运用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特峰丛洼地原生林保护区土壤矿质元素钙、镁、硅、铁、铝、锰的空间变异和相关关系，结果表明，在喀斯特峰丛洼地原生林区土壤矿质元素存在空间上的异质性。从半变异函数的模型拟合来看，决金值与基台值的比均小于25％的标准，表明变量具有强烈的空间相关性，且由结构性因素引起的空间变异占主导因素。Kriging等值线图显示，在不同的坡位出现了高值区和低值区，硅、铁和铝在中上坡出现高值区，而钙、镁和锰在中下坡出现低值区，这6个指标在研究区域均出现围绕1～3个中心点聚集分布出现高值或低值区，说明气候、母质、地形和微地貌对喀斯特原生林区土壤矿质元素空间变异起主导作用。

典型喀斯特峰丛洼地降雨特性及浅层地下水埋深变化特征

以桂西北典型喀斯特峰丛洼地连续6年(2006-2011年)的降雨资料和浅层地下水埋深的实测数据为基础,分析研究区降雨特性和浅层地下水的变化特征。结果表明:研究区虽然降雨丰富,但年际变化大且季节分布不均。除2008年为丰水年(1 979.8mm)、2011年为欠水年(1 127.3mm)外,其余年份均为平水年(1 302.7～1 510.1mm);降雨主要集中在4-9月(雨季),其占全年降雨量的比例表现为平水年(82.4%～85.1%)>丰水年(74.7%)>欠水年(65.9%);有效降雨次数、累计有效降雨量和最大日降雨量有随年降雨量增加而增加的趋势;60min雨强大于16mm/h的降雨和最大日降雨量的最大值分别为67.4mm/h和152.9mm,主要集中在5-8月;年内50%以上为无雨天气,其中,平均出现26次连续3d以上,5次连续10d以上的无雨天气,不同水文年差异不大,且多发生在旱季,年降雨量并未因无雨天数的增加而降低。雨季地下水埋深约为2m,旱季大于3m,呈中等变异,且雨季大于旱季;地下水埋深年内随降雨呈单峰型分布,但峰值维持时间短,前期降雨对地下水位的涨落有重要影响。

三只羊岩溶峰丛洼地果-药复合栽培模式研究

岩溶峰丛洼地的耕地可分为3种类型:洼底平地、带状阶梯地和高坡石穴地。传统的玉米+黄豆种植模式在三种类型耕地上的产值均很低,需要调整品种结构,改革种植模式。该文报道了基于三种耕地特点的四种果-药复合种植试验,即沙田柚+绞股蓝、大果枇杷+射干+扶芳藤、无核黄皮+射干+扶芳藤、四月桃+金银花。初步结果显示,四种模式均可大幅度提高耕地的产值,可作为岩溶峰丛洼地地区生态农业可持续发展的重要模式。

贵州喀斯特峰丛洼地石漠化区土壤物理特征时空分异

喀斯特峰丛洼地在全国8个石漠化治理区中面积(310万hm^2)居第二位,贵州是全国石漠化最严重的地区。喀斯特生境的高度异质性、土被不连续性,导致土壤物理特性的差异,使持水保水能力有较大差异。为了弄清喀斯特峰丛地石漠化区土壤物理特征时空分异,利用环刀法对贵州喀斯特峰丛洼地石漠化实验区不同季节、不同地貌部位的土壤取样,用SPSS19.0数学统计方法对样品进行统计分析,结果表明:(1)土壤物理特征存在较大的时空分异,除了少部分为弱变异外,其它均表现为中等变异程度,这与生境类型复杂多样、生境高度异质性有关。(2)不同坡度土壤物理特征变化不显著,但土壤物理特征在不同地貌部位(上、中、下坡)随季节(春、夏、秋、冬)变化而变化。(3)不同植被类型下,除了非毛管孔隙度外,土壤自然含水量等物理特征变化极显著。以灌木林、人工林(经果林)分布区域土壤较为疏松、透气性好,而以针叶林或荒草地分布区,土壤粘重,透气性相对较差。

广西峰丛岩溶区水质现状与评价

根据我国饮用水质标准C J3020-93和农灌水质标准GB 5084-92,对广西峰丛岩溶区水柜水、泉水等水质进行连续多年监测。结果表明:广西峰丛岩溶区水柜水、泉水等水源点水质均符合饮用水和农灌水质标准,可作饮用水和农灌水;水中pH值普遍较高,饮用时最好作酸化处理;中日水柜COD含量及村中水柜NO3-N含量有上升趋势,需加强监测。

典型岩溶峰丛洼地土壤温度的空间异质性

应用地统计学方法与GIS技术，将土壤温度室内布点与实地监测相结合，对果化示范区土壤温度空间变异特征进行了研究。结果表明，各层土壤温度均值为26．75～27．24℃，变异系数为6．2l％～9．52％，说明果化示范区土壤温度呈低强度变异（CV〈10％），且随土壤深度的增加土壤温度的变异系数逐渐减小；各深度土壤温度的空间数值呈现一定的变异．主要呈弧状分布和条状分布．其中．南北分异较东西分异更为明显。

桂西峰丛岩溶区的环境特点及农业生态系统优化设计

桂西岩溶峰丛山区生态系统功能脆弱、抗干扰能力低 ,面临严重的生态危机 ,急需修复和重建。以生态学的原理与方法为指导 ,进行土地利用的优化设计 ,调整农村产业结构 ,通过全面封育与先锋群落的构建 ,实行乔灌藤草优化配置、生态防护林体系与特色农林产品基地建设结合 ,恢复良好的森林植被 ,涵养表层岩溶水 ,改善生存环境 ,进行不同地貌部位和岩溶地质背景下适生植物合理布局 ,是峰丛岩溶区生态恢复重建的基本步骤。

基于探地雷达技术估算喀斯特峰丛洼地不同坡位土壤有机碳密度的方法

在典型喀斯特峰丛洼地区按上、中、下坡位和洼地分别选取四个样方,利用探地雷达技术探测土壤深度,获得各层次土壤体积分数,结合土壤剖面采样获得的土壤有机碳含量、石砾含量和容重等数据,计算土壤有机碳密度。结果表明:该峰丛洼地区上、中、下坡位的土壤主要集中在0~30 cm深度范围内,体积分数范围为72%±16%~78%±6%,洼地的土壤则主要集中在0~70 cm,体积分数为64%±17%;土壤剖面0~30 cm内有机碳含量逐层显著下降(P<0.05),在深度30 cm以下下降趋势变缓,表层土壤有机碳含量从上坡至洼地逐渐降低,符合喀斯特地区特有的"养分倒置"现象;基于探地雷达法测得的0~20 cm土壤有机碳密度由上坡至洼地逐渐减小,上坡与洼地差异显著(P<0.05),而0~100 cm土壤有机碳密度则洼地显著大于坡地(P<0.05);探地雷达法与"平均深度法"相比,后者对前者的相对误差为0.3%~14.5%,未达到显著差异。通过研究建立了基于探地雷达准确获取土壤深度的土壤有机碳密度的估算方法,适用于喀斯特非连续性土壤,为进一步准确估算喀斯特地区土壤有机碳储量提供了更可靠的方法。

桂西北峰丛洼地土壤结构对不同耕作模式的响应

桂西北喀斯特峰丛洼地区因其广泛分布的石漠化和较强的石漠化风险,一直是我国典型的生态脆弱与社会贫困区,也是我国生态恢复与精准扶贫的攻坚区域。土壤障碍和人类不合理活动是该区石漠化的主要驱动因子,评价人类活动对土壤的影响,既是综合防治该区生态退化的基础,也是持续利用该区有限土壤资源,提升农户土地收入的前提。以桂西北典型峰丛洼地农作与生态恢复区——广西果化岩溶生态研究基地(建设于2001年初)为研究区,研究了火龙果(HLG,相当于免耕)、玉米(YMD,相当于翻耕)、甘蔗种植(GZD,相当于垄作+枝叶覆盖还田)3种耕作模式下的土壤结构性质,并将其与退耕还林恢复模式(LD)进行了对比,以评价不同耕作模式的土壤结构效应。结果表明:4种模式下土壤结构差异明显,与LD相比,3种耕作模式显著降低了湿筛土壤大团聚体含量,尤以YMD为甚,其>10 mm含量为17.99%,而LD的高达85.36%,相同的趋势同样体现在干筛土壤团聚体含量方面,HLG,YMD,GZD,LD>10 mm含量分别为57.78%,9.29%,28.07%,59.55%;各地类下干筛、湿筛的平均重量直径与几何平均直径变化趋势与含量趋势一致,均以LD最高,YMD最低;土壤质地方面,四者0.01～2,2～20,20～2 000μm含量大小顺序分别为YMD>LD>HLG>GZD,LD>HLG>YMD>GZD,GZD>HLG>LD>YMD;同时,耕作强度较为强烈的YMD增加了土壤容重,并减少了土壤孔隙度。本研究认为火龙果种植具有较好的土壤结构保持效应,相当于一种保护性耕作,加之其较高的经济效益,适于在桂西北喀斯特峰丛洼地区推广种植。

桂西北峰丛洼地农作区土壤真菌多样性对不同耕作模式的响应

农作区是峰丛洼地区居民生产生活的聚集区,土地利用强度大,石漠化风险性高,是生态保育的焦点区。合理的耕作模式是该区土地可持续利用与生态安全的基础。以桂西北典型峰丛洼地农作区——广西果化岩溶生态研究基地为研究区,采集典型农田类型火龙果地(相当于保护性耕作模式,HF)、玉米地(相当于翻耕模式,MF)、甘蔗地(相当于少耕+秸秆还田耕作模式,SF)和水稻田(PF)的土壤样品,分析其土壤真菌群落结构、功能及土壤理化性质,并将其与退耕还林(人工林,FL)、退耕还草(自然恢复,AF)样地相应性质进行对比,以评价不同耕作模式的生态环境效应,为该区可持续耕种与生态保育提供科学依据。结果表明:(1)与退耕模式(FL、AF)相比,耕作活动(HF、MF、SF)降低了土壤pH值与有机质、全氮含量,改变了土壤粒度(粘粒、粉砂、砂砾)组成比例;(2)HF、MF、PF、FL提升了土壤真菌α多样性指数,SF、AF反之;土壤真菌α多样性指数均随着土壤深度的增加而下降;(3)各耕作模式及其不同土层的优势真菌门均为Ascomycota、Basidiomycota、Mortierellomycota;耕作没有改变土壤优势真菌的种类,但影响着其相对丰度;(4)β多样性分析结果显示,各耕作模式真菌群落结构自成一类,但HF与退耕模式间真菌群落结构差异较小;0—10 cm、10—20 cm间的真菌群落结构差异较小,但两者与20—40 cm相差较大;FL、SF和HF具有较多的显著性差异物种(Biomarker),其次为MF、PF,AF最少;(5)土壤pH值、碳氮比、氮磷比是影响土壤真菌群落结构的重要因子;(6)耕作模式对土壤功能类真菌影响明显,HF、MF、SF、PF土壤腐生营养型真菌、病理营养型真菌的含量显著高于FL、AF;同时,SF中的土壤腐生营养型真菌含量最高;HF中的共生营养型真菌含量最高。HF具有与退耕模式较为一致的土壤真菌群落结构特征,拥有最丰富的共生营养型真菌与较优的土壤理化性质,具有良好的生态效应。