花江喀斯特峡谷区顶坛花椒林生态系统服务功能价值评估

运用生态系统服务功能的价值评价理论和方法对花江喀斯特峡谷区顶坛花椒林生态系统的林产品、水源涵养、固土保肥等服务功能进行了初步的量化评估。结果表明:花江喀斯特典型峡谷区顶坛花椒林服务功能总价值为9.69×104万元,其中直接经济价值1.41×104万元,间接经济价值8.28×104万元,间接经济价值是直接经济价值的5.87倍。在间接经济价值构成中,以年固土保肥的经济价值最大,达到8.09×104万元;其次是年固碳释氧总价值为1.7×103万元。评估结果说明顶坛花椒林生态系统在维系和促进当地社会经济发展及改善喀斯特峡谷生态环境中具有巨大的作用。

不同林龄顶坛花椒林地土壤微生物浓度与生物量化学计量特征

阐明顶坛花椒人工林土壤微生物化学计量随林龄的变化特征,以及对土壤化学特性的响应规律,可揭示喀斯特区土壤养分与质量状况,有助于制订林分管理措施。以贵州喀斯特区4个林龄级(5—7、10—12、20—22、28—32 a)的顶坛花椒人工林土壤为对象,通过测定微生物浓度、生物量,阐明不同林龄土壤微生物化学计量特征及其互作关系,探讨土壤理化性质的变化。结果表明,(1)土壤细菌、真菌、放线菌浓度依次为3.3×10^(5)—7.9×10^(5)、2.10×10^(3)—4.15×10^(3)、2.20×10^(5)—3.95×10^(5) CFU·g^(−1),表现为细菌>放线菌>真菌,随林龄增加优势菌群未发生改变。(2)随顶坛花椒生长年限增加,土壤微生物生物量碳(MBC)差异不显著,微生物生物量氮(MBN)先升高后降低,微生物生物量磷(MBP)以28—32 a的林分最低;土壤MBC/MBP和MBN/MBP以28—32 a林分最高,MBC/MBN在4个龄级之间差异显著。(3)土壤微生物浓度、生物量之间的相关性较其计量比相对偏低。(4)冗余分析表明,土壤微生物生物量对土壤养分的依赖程度强于其计量比,其中土壤pH值、全钾和速效钾等是土壤微生物化学计量变化的主要影响因子,土壤微生物化学计量与部分化学因子具有趋同效应。综上表明,喀斯特区土壤微生物化学计量对林龄的响应存在差异,顶坛花椒人工林经营管理过程中应适当施加K肥与调控pH值。

黔中石漠化区不同海拔顶坛花椒人工林生态化学计量特征

了解黔中石漠化区不同海拔顶坛花椒(Zanthoxylum planispinum var.dintanensis)人工林的生态化学计量特征,有助于深入认识其养分循环规律和元素丰缺状况。对顶坛花椒人工林叶片、凋落物和土壤C、N、P、K含量进行了测定,分析了生态化学计量特征及之间的关系。结果表明:(1)顶坛花椒人工林叶片OC、TN、TP、TK分别为228.11—446.81、0.96—5.69、2.17—5.60、6.42—17.74 g/kg,凋落物OC、TN、TP、TK依次为239.19—415.25、1.70—4.62、1.83—2.63、1.80—4.26 g/kg,土壤OC、TN、TP、TK分别为29.69—53.17、2.99—6.41、0.18—1.52、15.01—21.14 g/kg,土壤养分呈现低N高P格局;(2)叶片、凋落物、土壤C、N、P、K生态化学计量随海拔的分异规律不完全一致,其变化特征能够表明C、N来源多样,P、K来源相对固定;(3)土壤养分含量与叶片养分含量、生态化学计量之间多表现出显著相关,表明叶片养分主要来自土壤;总体上,土壤养分含量及其生态化学计量与凋落物养分含量具有弱的相关性,与凋落物养分生态化学计量具有强的相关性,表明凋落物和土壤之间存在一定的养分转换强度但是并非完全继承。

套种模式对顶坛花椒土壤矿质元素含量的影响

【目的】探明不同套种模式顶坛花椒土壤矿质元素的含量变化,为黔中石漠化区顶坛花椒及套种作物的合理施肥提供科学依据。【方法】选择玉米、红薯、火龙果、砂仁、构树、金银花、山豆根和花生与顶坛花椒套种,以顶坛花椒纯林模式为对照,研究不同套种模式顶坛花椒土壤不同矿质元素含量的差异。【结果】不同套种模式顶坛花椒土壤矿质元素含量变化存在差异。Ca、Mg和S含量,除套种玉米土壤Ca含量较顶坛花椒纯林略有上升外,其余套种模式3种矿质元素含量均呈不同程度的下降趋势;Cl、Si和Co含量,除套种金银花土壤Co含量较顶坛花椒纯林有所下降外,其余套种模式3种矿质元素含量均呈不同程度上升趋势;Ni和Al含量,除套种玉米和火龙果土壤较顶坛花椒纯林有所下降外,其余套种模式均呈不同程度上升趋势;Na和Se含量,除套种玉米和花生土壤Se含量较顶坛花椒纯林有所上升外,其余套种模式2种矿质元素含量均呈不同程度下降趋势;As、Pb、Cr、Cd、Ti和Sr含量,除套种火龙果土壤6种矿质元素含量均有所降低外,其余套种模式均呈不同程度的上升趋势。【结论】顶坛花椒套种后有利于部分土壤矿质元素含量的增加,但套种红薯、砂仁和金银花模式土壤应适当补充含Ca、Mg、S、Na和Se元素肥料,套种玉米和构树模式土壤应适当补充含Mg、S和Na元素肥料。

干热河谷石漠化区顶坛花椒叶片功能性状的海拔分异规律

为阐明顶坛花椒人工林叶片功能性状的海拔分异规律,探讨顶坛花椒对不同海拔生境的适应策略,该研究测定了叶片厚度、比叶面积、叶全氮含量等9个功能性状和土壤有机碳、全氮、全磷等8个环境因子,揭示了顶坛花椒人工林叶片功能性状的内在关联及其随海拔的分异规律。结果表明:(1)随海拔升高,顶坛花椒比叶面积、叶全磷、叶全钾含量先升高后降低,叶干物质含量、叶全氮含量先降低后逐渐升高,叶片厚度、叶面积及叶片含水率逐渐增大。(2)顶坛花椒叶片功能性状间具有显著的相关性,叶全氮与叶全磷呈显著负相关,与叶片厚度的关系则相反;叶干物质含量与比叶面积、叶片含水率呈显著的抑制效应。(3)土壤因子对顶坛花椒叶片的影响表现为速效氮>速效钾>有机碳,其他土壤因子的影响较小。研究显示顶坛花椒主要通过增强防御功能性状、协调叶片养分含量的生存策略来提高获取资源和抵御外界环境胁迫的能力,对土壤养分具有强烈的依赖性,其干旱适应属性为干旱避免,该研究为顶坛花椒人工林复壮、高产与稳定,及喀斯特石漠化区生态修复提供科学依据。

不同林龄花椒光合特性及对土壤养分的响应

为揭示顶坛花椒人工林光合特性随林龄增长的变化规律,探究土壤养分元素与光合特性的耦联关系,以贵州喀斯特高原峡谷区5~7、10~12、20~22、28~32年生顶坛花椒人工林为对象,测定土壤养分含量及叶片叶绿素SPAD值、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、水分利用效率(WUE)和光响应曲线等光合参数,分析4个林龄级光合特性变化规律及其与土壤养分的内在关联。结果表明:顶坛花椒叶片光合参数之间密切关联,5~7年生的WUE最高(6.61μmol·m^(-2)·s^(-1));P_(n)、T_(r)和G_(s)以10~12年生的11.16、2.11和107.24μmol·m^(-2)·s^(-1)为最高,C_(i)开放科学标识码(OSID码)则以28~32年生的271.25μmol·mol^(-1)为最高;叶绿素SPAD值的峰值为20~22年生的40.62。综合来看,10~12年生顶坛花椒的光合能力最强,但随林龄增长其变化规律不显著。通过冗余分析表明,土壤养分与光合特性的相关性密切,单一元素亏缺对顶坛花椒的生长发育具有抑制作用,氮(N)元素匮乏会减少叶绿素合成,降低叶片P_(n);磷(P)和钾(K)元素的亏缺会降低G_(s),抑制叶片P_(n)和T_(r);钙(Ca)元素限制会降低T_(r);铁(Fe)和镁(Mg)元素亏缺会显著降低光合速率。因此,要注重补充土壤养分元素,以增强顶坛花椒光合能力,延缓植株衰退。