喀斯特山区城乡人类活动强度及其效应时空演变研究

[目的]探究城镇与乡村人类活动强度,以及城镇与乡村地区人类活动的经济效应、生态效应的时空演变,为全面定量评估城乡人类活动机制、生态文明建设与社会经济发展等提供一定理论支撑和决策指引。[方法]通过构建城镇与乡村地区的人类活动强度指数、人类活动强度阈值及人类活动效应等模型方法,对贵州省各地市城乡人类活动强度及阈值演变进行了研究。[结果]2010—2018年,贵州省各地市乡村人类活动强度减弱(降低7.57%~28.57%),城镇人类活动强度增强(增加22.72%~124.83%),城镇人类活动强度大于乡村人类活动强度。各地市乡村人类活动强度最低与最高阈值总体呈降低变化,但多数地市超过最高阈值(1.02~1.62倍),山区土地系统承受较高乡村人类活动强度影响。各地市城镇人类活动强度阈值呈增加变化,2018年城镇人类活动强度趋近最高阈值(0.940~0.997倍),城镇人地系统承受着较大压力。各地市单位城镇人类活动经济效应与单位乡村人类活动生态效应均呈增长变化(年均增长率8.60%~13.53%),单位乡村人类活动生态效应比城镇人类活动经济效应更显著(2.24~14.84倍)。[结论]尽管贵州省乡村人类活动强度呈减弱变化,城镇人类强度及阈值均呈增加变化,但其土地系统承受人类活动强度均较高,单位乡村和城镇人类活动经济与生态效应均增长变化,未来应该继续深入探究城镇与乡村人类活动强度测算方法体系。

脆弱生态约束下贵州岩溶山区农业可持续发展

贵州岩溶地貌发育,山多地少,水土流失严重,生态环境恶化,农业生产条件差、水平低,发展可持续农业既是贵州特殊农业生态环境的客观要求,也是兴黔富农和实现农业现代化的必由之路,然而贵州岩溶山区脆弱的生态环境束缚着该区农业的可持续发展。对贵州岩溶山区生态环境脆弱性成因进行了分析,归纳为:地形的复杂性、地质环境的特殊性、降水的不均匀性和人为因素4个方面。从土地农业生产、水资源利用和自然灾害3个方面阐述了该区脆弱的生态环境对农业可持续发展的约束作用,最后提出了相应的对策。

脆弱生态约束下贵州岩溶山区农业可持续发展

贵州岩溶地貌发育,山多地少,水土流失严重,生态环境恶化,农业生产条件差、水平低,发展可持续农业既是贵州特殊农业生态环境的客观要求,也是兴黔富农和实现农业现代化的必由之路,然而贵州岩溶山区脆弱的生态环境束缚着该区农业的可持续发展。对贵州岩溶山区生态环境脆弱性成因进行了分析,归纳为:地形的复杂性、地质环境的特殊性、降水的不均匀性和人为因素等4个方面。从土地农业生产、水资源利用和自然灾害等3个方面阐述了该区脆弱的生态环境对农业可持续发展的约束作用,最后提出了相应的对策措施。

贵州喀斯特山区的土壤侵蚀性退化及其防治

论述了贵州喀斯特山区土壤侵蚀性退化的三种类型 (石漠化、土壤贫瘠化、土壤结构性恶化 )及特征 ,从岩性、地貌、人类活动等方面详细剖析了土壤侵蚀性退化的成因机理 ,指出土壤生态系统的脆弱性是喀斯特山区土壤侵蚀性退化的内因 ,而不合理的人类活动则是该地区土壤侵蚀性退化的诱因和外动力。在此基础上 ,根据各喀斯特地域的具体情况 ,结合实施西部大开发战略中有关生态建设的要求 ,提出了保护抢救喀斯特山区土壤资源、防治土壤退化的对策措施。

发展生态农业是贵州喀斯特(石漠化)山区退耕还林的基本途径

贵州喀斯特山区山多坡陡、坡耕地面积比重大,生态环境脆弱,水土流失和石漠化严重,是国家退耕还林的重点地区。本文分析了生态脆弱的贵州喀斯特退耕区发展生态农业的重要性,阐述了该地区生态农业发展的目标、任务和原则,探讨了适合喀斯特退耕区地域特征的生态农业发展的4种模式:即自给型粮食种植业、生态经济型林(果、药)业、效益型畜牧业和增值型绿色产品加工业,并提出了创新生态农业建设的投入机制、加快推进农村小城镇建设、加大生态农业建设关键技术的研究和推广力度、重点扶持生态农业建设的龙头大企业等相应的对策措施。

喀斯特高原山地水土流失影响因素及生态效益评价——以贵州毕节石桥小流域为例

为进一步认识喀斯特地区的水土流失影响因素及其生态效益,以喀斯特高原山地石漠化典型区贵州毕节石桥小流域为研究对象,通过对小流域的土壤物理特性和植被因子进行分析,结果表明:土壤机械组成直接影响径流区土壤的渗透能力,不同的土地利用类型水稳定性能相差较显著;土壤容重、持水率对水土流失的影响表现在土壤容重均较低,土壤结构较为疏松,依次是灌草丛地<(陡坡地)退耕还林地<缓坡耕地;植被覆盖的多少与水土流失的变化表现出很强的相关性,土壤侵蚀量与植被覆盖度在a=0.05水平显著相关,相关系数r=0.779,0.853,植被覆盖度愈大,侵蚀愈弱。喀斯特高原山地水土流失因素与土壤物理性质有着最直接、最敏感的相关性,以植被恢复及控制人为干扰来减少水土流失效果最佳,生态效益能实现最大化。该研究成果必将对同类喀斯特地区的水土流失治理起到积极作用,为喀斯特山区水土保持工作提供科学依据。

贵州岩溶山区生态系统的脆弱性及其对策

为了给岩溶山区生态系统的保护、重建与合理开发利用提供科学依据 ,通过对岩溶山区生态系统特征的辨识 ,着重从多样性和易损性、容量、生物生产力与生物量、敏感性和承灾能力等 5个方面的分析 ,阐述贵州岩溶山区生态系统的脆弱性特征 ,根据我国西部大开发中生态建设的要求和贵州经济社会持续发展需要 ,提出了适度开展生态移民、加快小城镇建设等适合贵州岩溶山区生态系统建设的对策措施。

应用模糊聚类分析划分黔中岩溶山区农业地域系统类型

以黔中岩溶山区的17个县(市、区)为例,采用模糊聚类法对黔中山区农业地域系统类型进行了初步划分,并对各类型的主要特征及其农业发展方向作了简单的探讨,旨在为黔中山区农业综合规划及山区农业资源的合理开发利用提供科学依据.图2,表3,参5.

黔中喀斯特山地森林乔灌层植物区系研究

以黔中喀斯特山地鱼梁河流域为代表，流域路线踏查和典型地段森林植被调查相结合，分析了黔中喀斯特山地森林乔灌层植物的区系特征，比较了乔木层与灌木层植物在种类组成、区系地理成分方面的异同。所调查森林乔灌层中共有植物74科161属341种。乔木层植物共42科72属106种，分别占总数的57％、45％、31％。灌木层植物共67科148属292种，分别占总数的90％、93％、86％。在乔、灌层同时出现的有28科47属55种，分别占总数的38％、29％、16％。只含1种的有22科、占总科数的30％；含2～10种的有45科、占总科数的61％。11～20种的有6科、占总科数的8％。单型属94个、2～5种属57个、6～9种属8个、〉10种属1个。5个植物属分布型中，温带性质属占51．92％，大于热带亚热带性质属。灌木层植物的科、属、种数和分布类型均高于乔木层，二者具有明显的趋同性和趋异性。灌木层植物与乔灌层植物在种类组成、区系地理成分等方面更加接近。

贵州岩溶山区多花木蓝根瘤菌及高效菌株筛选

为了筛选获得寄主识别范围广、结瘤固氮能力强的抗逆高效多花木蓝(Indigofera amblyantha)根瘤菌资源,本研究从贵州省22个县(市)5个不同生态功能区采集多花木蓝根瘤样品,经分离、纯化根瘤菌株,观察菌体形态结构,结合16S rRNA基因序列分析比对结果后,选择来自不同地域、不同种类的多花木蓝根瘤菌,采用盆栽回接方法,结合菌株固氮酶活性的测定,筛选结瘤固氮能力强、植物促生效果好的优良根瘤菌株。结果发现:共分离纯化获得33个根瘤菌株,经鉴定分属6属22种。筛选出优良促生固氮根瘤菌6株,其中分离自罗甸县沫阳镇多花木蓝根瘤样品的菌株LMIR32-1为最优促生根瘤菌,其固氮酶活性高达263.05 IU·L^(-1),酶活力及植物促生效果与另外5个优良菌株的差异均达显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平。本研究结果为豆科牧草共生体系在本地区农牧业生产及生态环境建设中的综合应用提供了理论基础。

贵州岩溶山区生态建设与可持续发展保障体系构建

贵州是我国岩溶最发育的省份,人地矛盾突出,生态环境脆弱,经济社会发展严重滞后,是我国可持续发展能力最低的省份之一。本文结合岩溶山区的地域特点,从组织上、法律法规、政策、投入、科技等方面对岩溶山区生态建设与可持续发展保障体系的构建进行了初步探讨、设计,为相关部门科学制定、实施岩溶山区生态建设与经济社会可持续发展规划提供参考。

贵州云台山喀斯特森林土壤有机碳及黑碳分布特征

为给云台山森林土壤增加土壤有机碳固定量,减少温室气体排放量和实现林业可持续发展提供科学依据,根据喀斯特地区林地资源的实际情况,以贵州省云台山森林土壤为研究对象,在保证采样点具有典型性和代表性的基础上,采集混合样和土壤剖面样品(0～60cm),对样品中有机碳及黑碳分布特征进行研究。结果表明:云台山喀斯特森林土壤中有机碳含量总体较高,不同土地利用方式下土壤有机碳含量具有明显的差异,其中,自然林地有机碳平均含量为69.08g/kg,显著高于其他3种土地利用方式;坡耕地的有机碳平均含量最低,仅为30.19g/kg。不同质地类别的耕作层土壤有机碳含量排序为粘土>粘壤土>壤土>砂土。土壤中有机碳、POM-C和黑碳含量占总碳的比值均随剖面深度增加而下降,其中,POM-C占总碳的比例农用地明显低于林地土壤。

黔桂喀斯特山地主要生态系统服务时空变化

黔桂喀斯特山地的生态系统服务评估是生态系统恢复、生态功能区划和建立生态补偿机制、保障国家生态安全的重大战略需求。本文在降水贮存量法、修正土壤流失方程RUSLE、植被固碳释氧等方法基础上,基于实际径流小区实验数据,修正或引入径流系数、降雨侵蚀力、石漠化因子、岩石风化固碳等参数模型,定量评估1990-2015年包括水源涵养、土壤保持和固碳释氧等3项主要生态系统服务的时空变化。研究结果表明:(1)研究区水源涵养、土壤保持、固碳量和释氧量的总量为630.15亿m^3/a、189.02亿t/a、6187.49万t/a和16 002.18万t/a;单位量分别为2943.43 m^3/(hm^2·a)、885.18t/(hm^2·a)、2.89t/(hm^2·a)和7.47t/(hm^2·a);(2)水源涵养功能以低、较低等级为主,分别占总面积的33.72%和20.55%;土壤保持能力以低、较低和极高等级为主,分别占总面积的24.90%、20.90%和21.44%;固碳释氧功能等级以较低、中等和较高等级为主,分别占总面积的35.47%、29.83%和21.49%;(3)林地对生态系统服务的贡献最大,其水源涵养、土壤保持和固碳释氧生态系统服务分别是耕地和草地的1.85与2.55倍,1.70与1.03倍,1.16与1.09倍;(4)1990-2015年,黔桂喀斯特山地水源涵养量、土壤保持量和固碳释氧均呈现增加趋势:对比1990-2000年和2000-2015年两个时段,前一时段水源涵养量和土壤保持量均呈下降趋势,下降幅度分别为6.25%和3.45%;后一时段水源涵养量、土壤保持量、固碳量和释氧量均呈增加趋势,增加幅度在2.65%～7.49%之间。

贵州毕节喀斯特地区优势植物种子萌发特性初步研究

对采自贵州毕节地区的11种植物的种子萌发特性进行了初步研究,结果表明:①盐肤木、火棘、化香、云贵金丝桃与白栎种子在4周之内能够萌发;除云贵鹅耳枥胚坏死之外(萌发实验前后对种子进行解剖),其他5种植物的种子都未萌发,处于不同的休眠状态。②盐肤木、化香、云贵金丝桃的种子光照时的萌发率远高于黑暗时的萌发率,具有显著差异,尤其是云贵金丝桃,因此3种植物种子均属于喜光性种子;而火棘与白栎种子有无光照都可以萌发,而且萌发率没显著差异,因此属于光不敏感或光中性种子。③盐肤木、云贵金丝桃的种子在30℃较高温条件下萌发最好;白栎、火棘种子在15℃、20℃低温条件下萌发更好;化香种子萌发温度既不能低于20℃也不能高于25℃。④刺异叶花椒种子吸水率高达85%,胚包埋在胚乳之中非常微小、未分化,因此可以初步判定属于形态休眠或者形态生理休眠;而平枝荀子、西域旌节花、云南旌节花种子吸水率都在20%以上,胚长/种子长都超多1/2,并且胚已发育完全,应属于生理休眠;小果蔷薇种子吸水率约27%,胚长/种子长都达2/3,并且通过对种子的解剖发现胚还未发育,应属于形态生理休眠。

基于地理加权回归的石漠化影响因子分布研究

分析和识别石漠化的关键影响因子,有助于有效治理和恢复石漠化。以往研究对影响因子的空间局部差异关注较少,本文以黔桂喀斯特山地为研究区,选取自然及社会经济等12个影响因子,利用地理加权回归(GWR)模型,在普通线性回归的基础上嵌入空间因素,分析石漠化影响因子的空间分异。结果表明:(1)黔桂喀斯特山地的石漠化Moran’s I大于正态函数在99%显著水平,存在明显空间聚集现象;(2)GWR模型R^2(0.508)明显高于传统统计模型的R^2(0.156),回归模型拟合效果显著提高;(3)12个影响因子与石漠化关系呈现不同数值大小、正负效应和线性组合关系的空间分布差异;(4)人类活动叠加在喀斯特特殊的岩性、土壤和植被组合上,显著影响石漠化分布;同时,局部区域高强度人类活动导致石漠化的急剧变化。GWR模型可揭示石漠化影响因子的空间分异规律和局部的关键影响因子,刻画多因子组合作用对石漠化的影响,有助于差别化的小流域石漠化治理。