基于文献计量的贵州喀斯特地区石漠化等级土壤养分状况分析

明确贵州喀斯特地区不同石漠化等级土壤养分状况,为石漠化防治和生态系统恢复提供参考。收集公开发表的涉及贵州不同石漠化等级土壤养分的研究论文,对有关数据进行整理和分析。研究发现:(1)随石漠化等级增加,土壤容重不断增加,<0.001 mm黏粒含量有下降趋势,>0.05 mm砂粒含量则有增加趋势,但不同石漠化等级之间黏粒和砂粒含量均无显著差异;(2)土壤有机质、全氮、全磷、速效养分含量均表现为无石漠化(ND)>轻度石漠化(LD)>中度石漠化(MD)>重度石漠化(SD),随石漠化等级增加呈幂函数下降,衰减速度为有机质>有效磷>碱解氮>全氮>速效钾>全磷,从无石漠化到轻度石漠化演替过程土壤养分下降幅度最大;(3)土壤有机质和全氮与其他土壤理化指标之间极显著相关,且对石漠化地区土壤肥力贡献极大,可作为表征土壤-石漠化关系的敏感性土壤指示因子;(4)不同土地利用方式对石漠化地区土壤养分影响明显,土壤养分高低为林地>草地>耕地。土壤养分和地表植物群落结构与石漠化演替进程密切相关,贵州喀斯特石漠化地区增加地表覆盖度和开展有机培肥对防止土壤退化和石漠化生态恢复具有重要意义。

不同石漠化等级的孢粉组合特征及其生态指示意义——以花江实验区为例

以贵州省关岭县南部北盘江试验示范为例,分析了不同等级石漠化土地上的表土孢粉组合特征,揭示了孢粉组合特征与石漠化等级的相互关系。结果显示:石漠化地区的孢粉组合具有鲜明的特征,乔木与灌木合占16.1%,草本与蕨类植物合占58.9%,这反映了石漠化地区以草蕨类植物为主的植被状况;孢粉组合与石漠化等级呈良好的相关性,草蕨类植物随石漠化等级的升高比重由41%增加到77.6%,种类由14种增加到27种,乔木花粉所占比重由6.9%降到2.6%,植物种类不变;孢粉组合反映出三出凤尾蕨等蕨类植物对岩溶石漠化生态环境的适应性和代表性。

广西不同石漠化等级下SPAC水势梯度及其环境效应

以野外观测为基础,对广西不同石漠化等级(无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化)下土壤-植被-大气连续体(Soil-Plant-Atmosphere Continuum,简称SPAC)系统中的水势日变化、气象因子日变化过程进行了研究。结果表明:随着石漠化程度的增加,大气水势降低,大气水势对不同石漠化程度的反应敏感。岩溶区石漠化等级下植物和土壤水势较低,不同石漠化条件下的植物叶水势在-7.79±0.43^-2.68±0.11 Mpa之间,土壤水势在-4.00±0^-0.08±0.04 Mpa之间,重度石漠化等级下植物处于萎蔫状态。植物在正午受到的水分亏缺程度为:重度石漠化>中度石漠化>无石漠化>轻度石漠化。无石漠化下植物叶片水势与大气温度呈正相关关系,与大气相对湿度呈负相关关系,轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化下植物叶片水势与大气温度呈负相关关系,与大气相对湿度呈正相关关系。水分在SPAC系统中运移,其能量消耗主要集中在叶片-大气的过程。叶-气水势差差值大小为:中度石漠化>重度石漠化>轻度石漠化>无石漠化。随着石漠化程度的增加,SPAC水势梯度提高,各介质层水势差的增大,提高了水分循环和能量交换的强度。

基于亚米级卫星数据的典型喀斯特小流域石漠化空间格局与演变特征

【目的】阐明石漠化演变的过程和机制,为下一步石漠化综合治理的方向和重点提供科学依据。【方法】选取契合喀斯特地区景观特点的亚米级卫星数据,使用指数分类法提取2003年和2013年研究区不同等级石漠化信息,对研究区石漠化空间格局和演变特征进行分析。【结果】指数分类法分类精度评价结果显示,Kappa系数大于0.8,且野外验证精度为85%,说明解译结果可信。2003—2013年,研究区石漠化面积从96.55km^2减少至88.97km^2,石漠化面积呈现减少的趋势,总体减少速率为0.76km^2/a;无明显石漠化增加速率最大,为20.11km^2/a,轻度和中度石漠化演变速率为-0.23km^2/a和-0.02km^2/a。虽然不同等级石漠化面积之间均有转化,但是向无明显石漠化转移的面积(7.65km^2)大于向强度石漠化转移的面积(3.04km^2)。演变方向上,石漠化轻度改善的面积最大为10.56km^2。【结论】研究区整体的石漠化状况有所好转,总体上石漠化治理取得一定的成效,但是轻度恶化的面积(6.08km^2)也不容忽视,需要对石漠化治理工程效果进行巩固。

武陵石漠化山地林分有机碳密度分布特征研究

通过对武陵石漠化山地不同石漠化等级、林分类型、林龄共9种林分有机碳密度分布特征的研究,为石漠化山地植被恢复及其生态服务功能研究提供参考。结果表明:土壤有机碳密度与石漠化等级及林分密度均呈显著性负相关,与乔木层有机碳密度、林龄均呈正相关,特别是与林龄的相关性达极显著水平。乔木层及林地土壤有机碳密度均表现为轻、中度石漠化山地针阔混交成熟林>重度石漠化山地的针阔混交中龄林>重度石漠化山地的枫香中龄林。

黔中白云岩石漠区小流域土地利用变化及生态效益

为明析灰质白云岩石漠区和砾质白云岩石漠区综合治理工程中植被恢复模式的治理效果,采用科研示范和工程治理相融合、遥感影像和实地调查相结合的方法,在黔中不同白云岩组石漠化小流域分析了相应研究区及不同林草恢复模式的生态效益变化。结果表明:(1)普定研究区属灰质白云岩石漠区,凯里研究区属砾质白云岩石漠区,2016年2个研究区农林地景观基质相似度较高,普定研究区石漠化趋势性较强。(2)2016—2020年,普定研究区和凯里研究区林地面积转入量>转出量、耕地面积转入量<转出量。植被覆盖率增加、土壤侵蚀模数降低和石漠化等级面积率降低,普定研究区综合治理生态效益显著。(3)普定研究区和凯里研究区植被覆盖率增加量、土壤侵蚀模数降低率和石漠化等级面积降低率呈生态修复模式>封山育林模式>草地畜牧业模式的变化趋势,生态修复模式和封山育林模式的生态效益呈普定研究区>凯里研究区的变化趋势。综上,具有相似景观背景的石漠化小流域经综合治理后,呈植被覆盖率增加、土壤侵蚀模数降低和石漠化等级面积率降低的趋势,石漠化治理效果呈生态修复模式>封山育林模式>草地畜牧业模式的变化趋势,灰质白云岩石漠区治理效果比砾质白云岩石漠区显著。

典型石漠化生态系统演替过程优势植物种叶片功能性状特征及影响因素

为了明确喀斯特石漠化生态系统不同演替阶段优势种的叶片功能性状特征及其影响因素,探讨石漠化梯度上优势种的适应策略,在中国南方喀斯特2个典型石漠化地区(贵州关岭-贞丰花江、毕节撒拉溪),以不同等级石漠化地区植物优势种为研究对象,运用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析和冗余分析,对优势种叶片功能性状以及与环境因子的关系进行分析。结果表明,随着石漠化的加剧,比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)呈先增后降的趋势,变化范围分别为101.89-195.68cm^2·g^-1、0.40-0.32g·g^-1、6.44-12.82μmol·m^-2·s^-1、0.36-0.95mol·m^-2·s^-1和2.49-4.99μmol·mmol-1,而叶厚度(LT)、叶面积(LA)呈降低趋势,变化范围分别为0.35-0.18 mm和357.41-15.90 cm^2。环境因子中,pH(6.24-7.13)和岩石裸露率(PER)随着石漠化的加剧逐渐升高,而SWC(46.90%-29.10%)呈逐渐下降的趋势,TN、AN和AK呈现先升高后降低的趋势;TP、AP和光和有效辐射(PAR)呈先降低后升高的趋势。主成分分析显示无石漠化地区优势种具有较高的LT和LDMC,较低的SLA,而强度石漠化地区优势种具有较高的Pn、SLA,较低的LMDC。相关性分析显示SLA与Pn、Gs和WUE呈显著正相关,与LT呈显著负相关,WUE与Tr呈显著负相关;TN与AN和TP呈显著正相关,与AP呈显著负相关,PER与SWC呈极显著负相关(r=-0.62,P=0.001),与PAR呈极显著正相关。结合RDA分析,环境因子对优势种叶片功能性状和光合的影响大小为PER>SWC>pH>TK>TN,表明PER是最大影响因子,随着石漠化的演替,SWC、pH和土壤养分随之发生变化,SWC、pH、TK和TN是石漠化梯度上优势种功能性状变化的主导因素。综上,石漠化生态系统正向演替伴随着植物生境条件的改善,但优势种适应策略由演替早期的开拓型适应策略转变为演替后期的保守型适应策略。

基于GIS和RS的喀斯特石漠化时空变化图谱分析——以贵州省罗甸县为例

[目的]研究贵州省罗甸县喀斯特石漠化时空变化。[方法]运用地学信息图谱的理论与方法，基于Erdas9．2和ArcGIS9．3的软件平台，对2005和2014年罗甸县的喀斯特石漠化进行时空变化图谱分析。[结果]2005～2014年石漠化等级变化很大，其增长最多的是轻度石漠化，增加面积为264．38km2，占总面积的8．80％，主要来源于中度石漠化、轻度石漠化；其次为中度石漠化，增加面积为89．04km2，占总面积的2．96％，主要来源于轻度石漠化；石漠化等级图谱单元减少最多的是无明显石漠化；潜在石漠化和轻度石漠化的类型属于最不稳定的等级类型。[结论]2005～2014年罗甸县石漠化等级由轻度石漠化逐渐向强度石漠化演变，石漠化程度加重。

云南石林县石漠化区治理规划

文章结合石林县土地特点,将石漠化区石漠化表征程度划分为:无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化。在生态治理时,按不同等级分别采取不同措施加以治理,取得了一定效果。

高原山地石漠化过程中土壤团聚体稳定性及其化学计量特征

石漠化演替过程中不同石漠化等级土壤团聚体稳定性及其碳、氮、磷化学计量特征是评价石漠化地区土壤恢复效应的有效途径。该文以五个不同石漠化等级的样地为研究对象,利用湿筛法分析0~20 cm土层土壤不同粒级团聚体分布状况、稳定性水平和化学计量特征。结果表明:(1)相较而言,无石漠化样地中>2 mm和0.25~2 mm两级水稳性团聚体含量最高,其平均直径(MWD、GMD)最大,而可蚀性K值最低。(2)不同石漠化环境中团聚体有机碳、全氮和全磷的变化范围是20.78~56.28 g·kg-1、1.17~2.14 g·kg-1和0.41~0.97 g·kg-1,无石漠化样地各级团聚体有机碳、全氮含量较高,全磷含量在五种环境中变化规律不明显;团聚体C/N、C/P和N/P的变化范围分别是11.50~28.60、25.19~121.75和1.65~4.69,无石漠化样地团聚体C/N、C/P和N/P均明显高于潜在、轻度、中度和强度,较小粒径C/N较高,而C/P和N/P较高为>2 mm和0.25~2 mm两粒径。(3)团聚体中有机碳分别与其C/N、C/P呈极显著正相关,而全磷含量则与C/P、N/P两者呈极显著负相关(P<0.01),团聚体C/N、C/P和N/P变异水平表现为C/P>C/N>N/P。该地从无石漠化到强度石漠化演替过程中土壤团聚体稳定性和各粒径团聚体中有机碳和全氮含量均呈现先下降后上升的趋势,无石漠化土壤结构较好,团聚体中氮元素成为影响该退化生态系统中土壤质量的主要限制性元素。

紫云县不同石漠化阶段土地防治措施的有效性分析

用层次分析法研究紫云县不同等级石漠化土地防治措施的有效性发现:不同等级石漠化土地对总体目标的有效性排序是:轻度石漠化(B1)>中度石漠化(B2)>重度石漠化(B3)>极重度石漠化(B4);在轻度石漠化和中度石漠化下,各项治理措施的有效性排序是:弃耕还林草(C2)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>防治水土流失(C4);在重度石漠化和极重度石漠化下,各项治理措施的有效性排序是:防治水土流失(C4)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>弃耕还林草(C2);层次单排序和层次总排序一致性检验系数都<0.1,表明具有满意的一致性。

武陵石漠山地林分表层土壤有机碳密度分布特征研究

以龙山县、桑植县及花垣县石漠山地为代表的3个典型武陵山地喀斯特石漠化综合治理区为研究对象,对其不同石漠化等级、林分类型、林龄的林分表层土壤有机碳密度分布特征进行研究,初步探讨武陵石漠山地植被恢复区林分表层土壤有机碳密度的主要影响因子,为石漠山地植被恢复及生态服务功能提供参考。结果表明:土壤有机碳密度与其石漠化等级、林龄呈现出显著相关性。林分土壤有机碳密度与石漠化等级呈显著性负相关,轻-中-重度典型阶段石漠化样地土壤平均有机碳密度分别为5.09、4.76、3.18 t·hm^(-2),远小于湖南省内一般森林类型土壤有机碳密度;与林龄呈极显著正相关性;林分类型对土壤有机碳密度影响表现为:针阔混交林>阔叶纯林,且针阔混交林中针叶树种比例较高的林分其土壤有机碳密度较高。

喀斯特地区小气候与土壤理化性质的耦合关系

通过典型样地观测,对贵州省毕节高原山地5种石漠化等级样地的小气候进行常规监测,对比分析其气温、光照度、相对湿度和5、10、15、20 cm处土壤温度的分布状况和日变化动态。结果表明,不同等级石漠化地区由于植被数量和组成结构存在差异,其样地小气候也表现出不同的特征。夏季,随着石漠化等级的提高,石漠化样地内的光照度与气温逐渐降低,降幅趋缓,峰值出现时间也滞后;冬季,由于人为干扰,光照度变幅表现为ST(强度)>SL(轻度)>M(中度)>L(潜在)>N(无),气温变幅表现为ST>SL>L>M>N;相对湿度变幅在夏季表现出与石漠化等级相吻合的现象,冬天则表现为M>ST>L>N>SL。与其他研究不同,本研究中出现了下层土壤温度高于上层土壤的独特现象。各样地光照度、气温和土壤温度之间呈正相关,三者均与空气相对湿度呈负相关。总体来说,无石漠化、潜在石漠化样地环境趋于凉湿化,小气候条件最佳;而中度、强度石漠化样地环境趋于干热化,小气候条件较差,有待于经历较长时间的演替改善。

贵州喀斯特石漠化地区苔藓结皮对土壤酶活性及碳氮磷含量的影响

【目的】探索在喀斯特石漠化退化生态系统下苔藓结皮及覆被土壤的养分的变化特征,以期为喀斯特石漠化生态环境修复提供新的理论参考。【方法】以我国贵州典型喀斯特石漠化生态系统-花江石漠化综合治理示范区的苔藓结皮覆被土壤、移除结皮(一年后)以及裸土为研究对象,采用双因素分析方法探讨不同石漠化(无、轻、中、重度)生境下有无结皮覆被及不同土层深度(结皮层、0~5 cm、5~10 cm)对土壤酶活性、土壤碳氮磷含量及计量特征的影响。【结果】(1)苔藓结皮层土壤脲酶和β-葡萄糖苷酶活性均随着石漠化的等级的升高而升高,而蔗糖酶和碱性磷酸酶则无显著变化;无石漠化区的土壤有机碳含量和碳/氮、碳/磷、氮/磷比值显著高于轻、中、重度石漠化区。(2)土壤碳氮磷含量及计量特征、酶活性在结皮层与结皮下土层间存在显著差异,结皮层显著高于结皮下0~5 cm和5~10 cm土壤。(3)与苔藓结皮相比,除脲酶活性外,移除结皮一年后的土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶活性、碳氮磷含量及计量特征均有所减少,而与裸土相比则无明显变化。【结论】苔藓结皮的存在提高了其覆被土壤的酶活性及碳氮磷含量,突出了苔藓结皮在退化喀斯特石漠化生境中生态功能的重要性。