元谋干热河谷区红火蚁药剂防控研究

红火蚁是元谋干热河谷区一种具有重大危害的危险性入侵生物,为了筛选出适用于干热河谷区的红火蚁防治药剂,开展了7种杀虫剂对红火蚁的防效试验。结果表明:对蚁巢的防控效果,药后7 d以8%高效氯氰菊酯可湿性粉剂的最好,其次是0.73%氟蚁腙饵剂,平均防效分别为100.00%和93.75%,药后14和21 d时,8%高效氯氰菊酯可湿性粉剂和2.05%氟蚁腙吡虫啉杀虫饵剂的防效均达100.00%,其他药剂处理的防效均为93.75%;8%高效氯氰菊酯可湿性粉剂在施药后1 d时单个蚁巢工蚁的虫口减退率达100.00%,且显著高于除0.1%呋虫胺饵剂处理以外的其他处理,施药后7 d供试药剂的虫口减退率均在90%以上,但在施药后21 d时其虫口减退率均出现下降。因此,可交替使用7种供试药剂进行红火蚁的防控,建议先撒施0.2%高效氯氰菊酯粉剂、0.73%氟蚁腙饵剂、2.05%氟蚁腙吡虫啉杀虫饵剂等控制红火蚁,然后用8%高效氯氰菊酯可湿性粉剂灌巢彻底铲除红火蚁。

元谋干热河谷不同植被类型对生物多样性的影响

以元谋干热河谷草地、稀树灌草丛、人工混交林、人工纯林4种代表植被类型为对象,应用植物重要值、Simpson优势度指数、Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Jaccard相似系数,分析研究区不同植被的生物多样性水平及不同植被对生物多样性的影响。结果表明:研究区共有植物27科43属52种,其中,乔木层6科8属9种,灌木层13科16属17种,地被层17科26属26种。乔木层以滇榄仁(Terminalia franchetii)、余甘子(Phyllanthus emblica)、锥连栎(Quercus franchetii)为优势种,灌木层以华西小石积(Osteomeles schwerinae)、沙针(Osyris lanceolata)、西南杭子梢(Campylotropis delavayi)、车桑子(Dodonaea viscosa)为优势种,地被层则以扭黄茅(Heteropogon contortus)和拟金茅(Eulaliopsis binata)为优势种。元谋干热河谷主要植物群落的多样性水平较低。其中,人工混交林的Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数最高,分别为1.90、2.28,植物种类相对较多、物种多样性较好;以禾本科为主要优势种的草地Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数最高,分别为0.82、0.98。不同植被类型间Margalef丰富度指数差异显著,Simpson优势度指数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数差异不显著。元谋干热河谷植被生物多样性指数普遍较低,4种植被类型的Jaccard相似系数为0.16~0.31,相似性程度较低,物种组成有较大差异。

基于贝叶斯分析的干热河谷区橙子林冠层蒸腾耗水模拟

需耗水机制是进行农田/果园水分管理和调控的基础。本文聚焦蒸腾耗水机制,基于贝叶斯参数估计方法对比了不同Jarvis-Stewart模型配置对干热河谷区橙子林蒸腾耗水量的模拟效果,探索了Jarvis-Stewart模型在影响因子交互效应较强条件下蒸腾耗水模拟中的适用性。结果表明,考虑不同影响因子及其限制函数会对模拟效果产生较大影响,其中考虑土壤含水率和叶面积指数对模拟效果改善作用明显,而引入饱和水汽压差和气温则不同程度地降低模拟精度;考虑的影响因子越多,模型结构越复杂,模拟效果不一定越好;筛选出的最佳模型结构基本实现了橙子林蒸腾耗水的可靠模拟,但模拟效果仍有明显改进空间,因此,应综合考虑模型复杂程度、模拟精度及不确定性等,进一步探究适宜的模型结构。研究可为果园节水灌溉技术体系建立和水分管理优化提供科学依据,也能为耗水模型的进一步发展和完善提供理论支撑。

垂直结构对桂西北干热河谷木本植物枝叶关系的影响

【目的】探索桂西北干热河谷木本植物枝叶大小关系在垂直结构上的变化规律,为桂西北干热河谷地区植物保护及植被恢复提供理论依据。【方法】以广西雅长林场天然次生林群落为研究对象,采用单因素方差分析法、标准化主轴估计法和相关分析法,分析不同林层木本植物枝叶的性状大小差异、枝叶性状间的异速生长关系及相关关系。【结果】不同林层木本植物大部分枝叶性状存在显著差异(P<0.05,下同),随着林层的升高,枝条鲜质量、枝条干质量、小枝直径、总叶面积、叶片鲜质量、叶片干质量和叶片干物质含量均呈上升趋势,枝条相对含水量、分梢密度、单叶面积、叶片相对含水量和比叶面积均呈下降趋势。不同林层木本植物小枝横截面积与总叶面积均呈显著正向的异速生长关系,与分梢密度呈显著负向的异速生长关系,均存在共同斜率,且回归方程截距均存在显著差异,说明垂直结构变化未能改变木本植物枝条大小与枝条数量和叶面积的生物量权衡关系,但可显著改变枝叶性状资源配置比例,其中,高林层木本植物单位面积小枝上所支持的小枝数量更少,所支撑的总叶面积更多;相关分析结果表明,垂直结构变化对木本植物枝叶性状间相关性影响显著,相较于上层林,下层和中层林木本植物枝叶性状间的相关性更紧密。【结论】垂直结构变化未对木本植物枝叶性状间的权衡关系产生显著影响,但对枝叶的生物量配置方式影响显著,上层林木本植物单位面积小枝上具有更高的叶面积,而下层林木本植物单位面积枝条上所支撑的小枝数量更多,这是桂西北干热河谷木本植物适应异质环境所采取的生态策略。

干热河谷稀树灌丛藤本植物叶片养分重吸收特性

为探明我国西南干热河谷地区特殊的植被类型稀树灌丛的养分重吸收规律,选取元江干热河谷的稀树灌丛10种优势藤本植物为研究对象,测定叶片热值、灰分含量、形态性状、成熟叶和凋落叶的氮磷元素含量,计算叶片构建成本,探讨叶片构建成本、叶片性状与氮磷重吸收效率之间的相互关系。结果显示:元江干热河谷稀树灌丛藤本植物叶片的氮磷重吸收效率在不同物种之间存在较大的变异,叶片氮和磷重吸收效率平均值分别为48.0%和46.2%;叶片磷重吸收效率与氮重吸收效率呈显著正相关关系(P<0.05),而氮磷重吸收效率与叶片构建成本、比叶重呈显著负相关关系(P<0.05)。叶片构建成本较低的植物采取较快速的养分周转策略,以提高养分再利用效率;叶片构建成本较高的植物采取较保守的养分利用策略,养分回收效率较低。元江干热河谷的稀树灌丛藤本植物存在生活史策略的分化,以适应长期干热的生境。

元谋干热河谷1988—2022年参考作物蒸散量的演变趋势及其影响因素

为研究元谋干热河谷地区参考作物蒸散量的变化及其影响因素,以元谋干热河谷1988—2022年气象站点逐日气象数据为基础,采用敏感度分析、贡献率分析、主成分分析、通径分析、分层聚类分析、灰色关联度等定量和定性的方法分析元谋干热河谷参考作物蒸散量变化规律及其影响因素。结果表明:近35 a,元谋干热河谷年度、旱、雨季参考作物蒸散量均呈显著上升趋势(Z>1.96),每10 a增幅分别为18.663、3.903、14.761 mm,增幅表现为雨季大于旱季,2008年既是年度参考作物蒸散量转折点也是突变点,旱、雨季的参考作物蒸散量无突变点;主成分分析结果显示,根据综合得分系数和权重对8个气象因子进行排序,从大到小依次为,日最高气温、日平均气温、日相对湿度、日照时间、日最低气温、日平均风速、日平均降水、实际水汽压;聚类分析结果将8个气象要素划分为6类,灰色关联度值计算结果与主成分分析结果一致,灰色关联度和主成分分析互相验证;元谋干热河谷的年度参考作物蒸散量主要受到日最高气温的影响,而在不同季节,参考作物蒸散量的主导因素不同。

1956—2019年元谋干热河谷潜在蒸散发的变化及影响因素

为探究元谋干热河谷地区潜在蒸散发变化特征及其影响因子,通过应用彭曼蒙特斯模型、曼-肯德尔突变检验、气候倾向率和距平相关方法,分时段分析1956—2019年逐日气象要素值。结果表明:元谋干热河谷地区潜在蒸散发整体呈极显著下降的趋势,年度潜在蒸散发在1982年发生突变;各季潜在蒸散发变化明显,变化速率从大到小依次为3—5月、12月—次年2月、6—8月、9—11月;除1956—1982年12月—次年2月,1982—2019年9—11月、12月—次年2月潜在蒸散发有所增长外,剩下时段都呈减少趋势,1982年为各季的突变点。潜在蒸散发转折点为1982年;1982年前,年度潜在蒸散发距平占主导;1982年后,负距平占据主导,2008、2015年发生两次较大的波动。元谋干热河谷地区年潜在蒸散发变化主要取决于日照时间、气温和平均相对湿度;各季潜在蒸散发主要是由各气象要素共同作用的结果,且具有季节性差异;1982年以前,6—8月、9—11月潜在蒸散发的减少和12月—次年2月潜在蒸散发的增加仅与平均风速的减弱有关。

基于MaxEnt模型的云南干热河谷适生树种选择

基于MaxEnt模型识别和预测云南干热河谷适生树种,对于改善和恢复其生态治理能力具有重要意义。收集40种具有代表性的潜在适生树种地理分布数据,结合气候、地形和土壤等环境因子,利用MaxEnt模型筛选适生树种。预测当前和2021—2040年四种气候情景下(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)适生树种适生区的分布格局,划分优先种植区域,并明确MaxEnt模型用于树种选择的可行性。结果表明:(1)当前气候情景下,影响干热河谷潜在适生树种分布的主导因子是气候因子,其次是海拔、植物归一化指数、地表太阳辐射量和人类足迹。(2)未来,24种适生树种适生区稳定,发生概率与海拔关系呈单峰分布且高海拔下适生树种丰富度将降低。(3)干热河谷适生树种优先种植区域沿干热河谷呈狭长分布;实际调查发现,元谋县适生树种实际分布区域面积略高于最佳种植区域面积。应用MaxEnt模型筛选干热河谷适生树种选择是可行的,但在应用之前必须通过实地调查来验证树种实际生存情况与预测结果的差异。在干热河谷生态修复造林时,可优先考虑白枪杆、车桑子等24种树种。

干热河谷冲沟系统土壤团聚体对优先路径的影响

[目的]为探究金沙江干热河谷冲沟系统土壤团聚体结构对优先路径形成的影响,深化对冲沟系统土壤水分和溶质运移的认识。[方法]选取金沙江干热河谷活跃和稳定冲沟不同部位(集水区、沟头、沟床和沟底)为研究对象,基于染色示踪和形态学图像解析技术,提取土壤水平剖面优先路径。采用RDA、灰色关联和耦合协调度等分析方法探究土壤团聚体结构与优先路径的关系。[结果](1)稳定冲沟土壤团聚体稳定性高于活跃冲沟。除个别土层外,活跃冲沟>0.25 mm机械稳定性团聚体(DR 0.25)、水稳定性团聚体(WR 0.25)、平均质量直径(MWD)含量均显著小于稳定冲沟(p<0.05),团聚体破坏率(PAD)和不稳定团粒指数(E LT)则呈相反趋势。冲沟系统由集水区向沟底延伸,土壤大团聚体占比减少,团聚体稳定性下降。(2)活跃冲沟优先路径数量和连通性优于稳定冲沟,冲沟系统由集水区向沟底延伸优先路径连通性变差。各部位以>10 mm优先路径为主要通道。活跃冲沟Simpson指数较稳定冲沟增加3.12%,不同径级的优先路径丰富度高于稳定冲沟。(3)优先路径的形成和分布受土壤团聚体稳定性的影响,MWD和WR 0.25与优先路径数量达到极强关联且影响最为显著(p<0.01)。(4)冲沟系统由集水区向沟底延伸,土壤团聚体结构与优先路径的耦合协调性降低,整体上表现为沟头>集水区>沟底>沟床。[结论]土壤团聚体结构是优先路径形成的重要驱动因素之一,优先路径的分布对干热河谷冲沟系统发育具有重要影响。

金沙江干热河谷不同土地利用类型土壤水分变化特征及对降雨响应

为探究干热河谷地区土壤水分变化特征及其对降雨的响应,选取位于元谋干热河谷流域的草地、青枣林地、银合欢林地、坡耕地为研究对象,运用HOBOH21_USB土壤水分监测系统实时监测土壤含水量,同时使用TE525 mm翻斗式雨量筒测定2021年1—12月的降雨量,以探明该流域土壤水分时间变化特征和垂直变化特征及各土层土壤含水量对不同级别降雨的响应。结果显示:(1)研究区4种土地利用类型土壤水分季节变化可划分为稳定期(1—5月)、快速增长期(6—7月)、稳升期(8—9月)和消耗期(10—12月)。(2)土壤水分含量垂直变化整体随土层深度增加而增加,小部分土层与总趋势有偏差。(3)在小雨(0.1~10 mm)情况下,4个样地均只有0~20 cm土层水分含量有微弱响应;在中雨(10.1~25 mm)条件下,降雨量对各样地的0~40 cm土层含水量产生补给作用;在大雨(25.1~50 mm)条件下,降雨量对各样地补给范围扩大到60 cm土层;在暴雨(>50 mm)情况下,各个样地各个土层均对降雨量有反应。结果表明:从土壤水分时空变化以及降雨响应整体来看,在该区域坡耕地比造林地更易储存土壤水分。研究结果可为气候炎热少雨,蒸发量远远大于降雨量的元谋干热河谷地区植被重建和生态恢复工作的开展提供参考。

昆明市东川干热河谷蚂蚁物种多样性

为阐明干热河谷蚂蚁多样性规律,采用样地调查法对昆明市东川干热河谷蚂蚁物种多样性进行研究。结果表明,在8个样地中共采集到蚂蚁5亚科24属53种,蚂蚁群落的优势种为罗氏铺道蚁[Tetramorium wroughtonii(Forel)],此外发现常见种7种(占物种总数的13.21%),较常见种11种(占20.75%),较稀有种21种(占39.62%),稀有种13种(占24.53%)。各样地蚂蚁群落主要指标为物种数目5~22种(平均12.8种),个体密度4.8~147.2头/m2(平均62.4头/m2),多样性指数1.0492~2.0480(平均1.4633),均匀度指数0.5058~0.7086(平均0.5954),优势度指数0.2091~0.4866(平均0.3472);蚂蚁群落间相似性系数0.0000~0.3000,显示2个不同样地间相似性处于极不相似至中等不相似水平。东川干热河谷蚂蚁物种丰富度总体偏低,主要是气温和湿度的联合作用对研究区植被类型产生了重要影响,进而影响蚂蚁群落的主要指标。

紫花苜蓿种植模式对干热河谷咖啡园土壤质量的影响

为改善干热河谷地区咖啡园脆弱的生态环境,探讨不同的覆盖作物种植模式对咖啡园土壤质量的影响,本研究通过设置紫花苜蓿单播(A1),紫花苜蓿×光叶紫花苕混播(A2)两个处理,以休闲处理(CK)为对照,分析了覆盖作物盛花期时对土壤酶活、理化性质、细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:A1、A2处理都能显著提高咖啡园土壤有机质和氮素含量(P<0.05),促进土壤pH从弱碱性恢复到中性,更利于咖啡树的生长;与CK相比,A1的土壤脲酶显著提高(P<0.05),A1、A2、CK的土壤过氧化氢酶活性无显著差异(P>0.05);A1的Sobs指数、Chao1指数显著低于A2、CK处理(P<0.05),A1、A2的Shannon指数显著低于CK(P<0.05),与休闲处理相比,单播/混播覆盖作物种植降低了土壤细菌多样性,但紫花苜蓿×光叶紫花苕混播的土壤细菌多样性比紫花苜蓿单播更丰富;酸杆菌门是A1的优势菌门,放线菌门是A2、CK组的优势菌门,酸杆菌门的RB41是3个处理的优势菌属;pH值对土壤细菌种群分布的影响最大;细菌群落的主要功能是碳水化合物代谢和氨基酸代谢。覆盖作物种植可以显著增加干热河谷地区咖啡园土壤营养,调整土壤酸碱度,影响土壤细菌群落结构和功能,土壤改良效果显著,紫花苜蓿和光叶紫花苕混播是干热河谷地区咖啡园覆盖作物种植的较优模式。

干热河谷区橙子树蒸腾耗水环境响应与生理调节研究

为探究西南干热河谷地区典型经济林木橙子树的蒸腾耗水机制,利用热扩散式探针TDP、冠层分析仪、土壤水分传感器TDR、全自动气象站等设备获取橙子树蒸腾量、叶面积指数、土壤含水率和气象因子(气温、辐射、饱和水汽压差、降雨量等)的长期数据。对橙子树蒸腾规律的环境控制和生理调节特征进行系统研究,结果表明:相比于干季和雨季,干热季橙子树表现出较为保守的水分利用机制,日蒸腾量、冠层导度和退耦系数都显著低于其他两个季节。干季和雨季,橙子树蒸腾活动受太阳辐射和饱和水汽压差的交替控制,而干热季蒸腾活动主要受饱和水汽压差的驱动。冠层导度与气象因子日内动态变化特征之间存在时滞效应,且这种效应在不同天气不同季节具有差异。受叶面积指数影响,饱和水汽压差与冠层导度在整个年份呈负对数相关关系,其他环境因子与冠层导度在叶面积指数小于4 m^(2)/m^(2)时呈负对数相关关系,大于等于4 m^(2)/m^(2)时呈二次函数相关关系。不同环境条件下虽然冠层导度对饱和水汽压差的敏感性不同,但蒸腾耗水在大多数环境条件下基本遵循等水势调节策略,但个别环境条件下存在环境胁迫应对失衡风险。研究结果可为干热河谷区橙子园环境胁迫诊断提供直接依据,有利于灌溉制度的科学优化和节水调控技术体系的高效制定。

金沙江干热河谷区土壤侵蚀时空演变及其定量归因分析:以云南楚雄元谋地区为例

金沙江干热河谷区土壤侵蚀的时空演变对于生态安全和下游水利水电的安全运行具有重要的意义。本文基于GIS技术和RUSLE模型分析区内云南省元谋县2015—2021年土壤侵蚀时空变化特征,利用地理探测器模型定量分析影响元谋县土壤侵蚀分布格局的主导因子。结果表明:(1)2015—2021年研究区年均土壤侵蚀模数与土壤侵蚀总量整体呈减小趋势,期间土壤侵蚀模数降幅为16.53%。(2)土壤侵蚀空间分异显著,基本特点为北高南低,集中分布在金沙江沿岸。从侵蚀强度看,微度和轻度侵蚀所占面积在95%以上,其它侵蚀面积较小。(3)2015—2021年,元谋县土壤侵蚀强度较高的区域有向微度侵蚀转化的趋势,表明近年来区域退耕还林还草、小流域水土流失治理等工程的实施一定程度上缓解了水土流失强度。(4)坡度为影响元谋县土壤侵蚀分布格局的主导因子,其解释力最强(25.66%)。金沙江沿岸、1200~1800 m高程带、>25°坡度带、30%~40%植被盖度带是土壤侵蚀的高风险区,可加强这些区域的生态恢复及水土保持措施建设。

干热河谷气候环境对碾压混凝土性能的影响研究

采用大型步入式极端气候模拟器模拟干热河谷地区低湿度、强日照复杂气候环境,深入开展了大坝碾压混凝土力学性能、体积变形性能演化规律研究。结果表明,干热河谷气候环境对大坝三级配碾压混凝土的立方体抗压强度、轴压性能、轴拉性能等均存在较大影响,混凝土标准养护时间越短,干热河谷气候环境作用下混凝土的力学性能下降越明显;干热河谷气候环境下大坝三级配碾压混凝土的干缩变形呈双曲线模型演化规律,在干热河谷地区实施碾压混凝土工程应特别注意加强早期养护。

干热河谷木棉树采种和育苗技术

干热河谷是横断山区乃至我国植被修复的重点难点区域,造林成功的关键是选择适宜的乡土树种,加之科学合理的采种和育苗技术,培育良种壮苗是植被恢复成功与否的关键。木棉树是干热河谷重要的乡土生态经济树种,也是地区植被建设的重点发展对象。基于此,对干热河谷木棉的采种技术、育苗关键技术、苗期管理和起苗技术进行了详细汇总,以期为木棉种植业的发展及干热河谷生态修复提供技术依据和科技支持。

干热河谷余甘子育苗与造林技术

干热河谷是云南省乃至我国生态修复的重点和难点地区,运用科学合理乡土树种、关键的育苗技术、适宜的造林抚育技术是干热河谷植被恢复成功与否的关键。余甘子是干热河谷重要的乡土生态经济树种,也是干热区域植被建设的重点发展对象。本文对干热河谷地区余甘子采种技术、育苗关键、栽培管理、林分抚育技术进行了详细汇总,以期为余甘子产业发展及干热河谷地区生态修复提供技术依据和科技支持。

怒江干热河谷木棉种子大小的变异格局

为揭示怒江干热河谷木棉种子大小的变异格局,在该气候区的不同生境采集木棉种子,测定种子生物量、直径用于量化种子大小,并借助回归模型分析种子大小随环境梯度的变化。结果显示:(1)在怒江干热河谷,木棉种子大小呈正态分布;(2)在不同干热区,种子大小依次为轻度干热区﹥中度干热区﹥重度干热区;(3)木棉种子随海拔升高而呈变小的趋势;(4)木棉种子大小的变异性随海拔(或干旱强度)上升不断减小。结论表明,木棉种子大小受到水热条件的选择压力,在稳定的水热环境中木棉种子更大,其大小的变异性也更高。

干热河谷区典型植被土壤抗剪性能影响因素评价

[目的]探讨植被对边坡固土效应的影响,为金沙江干热河谷区防治土壤侵蚀、减少水土流失提供数据支持。[方法]以云南省永仁县4种典型植被(台湾相思、锥连栎、余甘子、云南松)为研究对象,开展室内单根拉伸试验和直剪试验,研究了不同植被类型土壤抗剪性能的差异性及各因素对其的影响程度。[结果](1)4种植物平均单根抗拉力表现为:锥连栎>余甘子>云南松>台湾相思;平均单根抗拉强度表现为:余甘子>台湾相思>云南松>锥连栎;单根抗拉力与根径呈指数函数关系,单根抗拉强度与根径呈显著负相关关系。(2)在4种垂压下,4种植被根土复合体抗剪强度均大于素土,且抗剪强度指标随土层深度的变化也各不相同,云南松植被土壤黏聚力随土层深度变化变幅最大(51.47%),锥连栎植被土壤内摩擦角随土层深度变化变幅最大(37.96%)。(3)采用灰色关联法综合分析根系抗拉性能、土壤理化性质与土壤黏聚力和内摩擦角之间的关联度,其中黏聚力与根系抗拉强度关联度最高,根系抗拉力次之,含水率最低;内摩擦角与土壤容重关联度最高,有机质次之,全钾最低。[结论]植物根系抗拉性能和土壤理化性质能显著影响土壤的抗剪性能,其中根系抗拉性能对土壤黏聚力的影响较大,对土壤内摩擦角的影响不显著。

川滇干热河谷区土壤容重空间变异特征--以滇中楚雄地区为例

土壤容重是土壤最重要的物理性质之一,是植被恢复、生态修复和估算土壤有机碳储量的重要参数。滇中楚雄州北部特殊的地理位置和独特的地形地貌特征组合形成了典型的干热河谷气候和非干热河谷气候,为探讨土壤容重变化影响因素提供了极好的自然条件。通过系统实测土壤容重,采用统计学方法拟合容重传递函数,探讨了研究区内土壤容重特征和空间分布规律。结果显示:研究区干热河谷区土壤容重高,果园对土壤容重影响深度最大,燥红土容重最高,容重传递函数中有机碳贡献最大。研究结果可为干热河谷区生态保护修复、土壤碳储量估算提供基础数据和理论支撑。