从土壤保持角度探索全国生态桑产业发展布局

桑树具有十分强大的土壤保护功能。本文基于全国生态功能区划,瞄准生态桑在土壤保持生态系统服务功能中持续作用的重大科学问题,考量了桑树在各类生态重点区域的定位和价值实现途径。通过分析各生态区域蚕桑产业发展的基础状况,确定了西南喀斯特区、川滇干热河谷区、三峡库区、黄土高原区、鲁中山区和昆仑山区等6个桑树土壤保持核心服务区。针对上述6个桑树土壤保持核心服务区的产业生态特征,分别提出了保墒增碳、护土保水、保土降污、屯水治沙、肥土增碳和防风固沙的土壤管理技术,并推荐了广西宜州、四川盐边、重庆巫溪、陕西榆林、山东烟台和新疆和田等6个技术先行示范区。

利用2米级卫星数据在喀斯特高原地区的油菜遥感监测

喀斯特地貌使得贵州省耕地面积少,坡耕地多,油菜作为贵州省的主要农作物之一,其种植面积的准确评估对贵州省的农业管理具有重要意义。为解决高分辨率卫星数据获取成本高和喀斯特高原复杂地形带来的监测难题,本文以贵州省西秀区作为研究区,结合2米级卫星数据,通过实地调绘油菜为训练样本,基于卷积神经网络UNet++框架,构建了一种层次更深的残差网络ResNet-101模型自动提取油菜面积。试验结果表明,利用该网络模型来提取2米级卫星数据的油菜种植面积可行性较高,其面积统计精度和范围套合精度分别为99.69%、88.47%,达到相关部门统计油菜种植面积的精度要求。

喀斯特地区耕地生态系统产品价值核算——以贵州省安顺市为例

以贵州省安顺市为例,探讨喀斯特地区耕地生态系统产品价值的内涵,并参考理论模型,结合安顺市耕地生态系统相关数据,运用数理统计与计量模型进行核算。结果表明,2019年安顺市耕地生态系统产品价值为292.35亿元,占2019年安顺市GDP总量的31.64%;耕地生态系统产品产量价值为166.53亿元,占耕地生态系统产品价值的56.96%;耕地生态系统调节服务功能价值为111.66亿元,占耕地生态系统产品价值的38.20%;耕地生态系统文化服务功能价值为14.16亿元,占耕地生态系统产品价值的4.84%。该成果可为政府部门制定耕地的数量、质量、生态三位一体保护政策和耕地价值核算提供借鉴。

丽江黑龙潭地下水系统温度场特征研究

研究旨在通过地下水温度场的特征来推导岩溶泉域的地下水活动,并验证岩溶地下水系统划分的合理性,文章以黑龙潭岩溶泉域为例,采用对比分析等手段,对泉域地下水温度的时空变化特征进行研究,并探讨各变化特征的指示意义。结果表明:在空间分布上,泉域内地下水温与高程呈反比关系;在时间分布上,降雨作为引起地下水温度变化的主导因子,汛期补给区入渗增加后引起地下水温升高,同时大量的补给加快了地下水径流速度,致使排泄区地下水温降低。此外,还根据不同岩溶系统地下水温度场的差异性特征及其指示意义,验证了黑龙潭泉域系统划分具有合理性。

高原喀斯特地区基桩穿越溶洞关键施工技术研究

针对位于复杂高原喀斯特地貌岩溶强发育区的云南丘北县普者黑某酒店建设工程,本文通过工程地质调查、钻探和物探等方法查清了工程场地的稳定性、地基土的特点、岩溶发育和溶洞分布情况。采取多项关键技术保证该工程基桩高效安全穿越溶洞,如根据勘察成果调整基桩入岩深度提高单桩承载力;基桩旋挖成孔时应用新型聚合物泥浆护壁提高桩身泥浆质量,降低桩底沉渣厚度;合理处置桩身钢筋笼降低充盈系数,减少桩身混凝土用量等。研究结果表明:(1)采用工程地质勘察、钻探、物探相结合的勘察方法,可以快速、准确地查明岩溶发育强烈地区的溶洞分布情况;(2)采用前述关键施工技术保证了工程基桩高效安全穿越溶洞并保证了工程基桩的质量。该研究成果对复杂高原喀斯特地貌岩溶强发育区岩土工程勘察及工程基桩穿越溶洞施工有一定借鉴意义。

喀斯特高原盆地聚落空间演变——以贵州省红枫湖水系盆地为例

贵州是我国喀斯特分布最广的地区,喀斯特高原盆地是贵州主要的人口聚集地。充分认识高原盆地聚落的空间分布及其演化态势,对区域城镇规划、社会主义新农村建设及可持续发展有重要意义。以红枫湖水系盆地为例,基于GIS技术及相关软件,主要利用景观格局指数、Moran’s I系数以及居民点数据与等高线数据的空间叠置及转换技术,从水平和垂直两个维度对案例地区聚落空间分布的变化进行研究。研究表明:喀斯特高原盆地聚落的空间分布和演变具有强烈的喀斯特地域基因,在喀斯特地貌的限制下聚落总体分布分散;近年来聚落规模不断增加,在局部有一定小规模集聚并随地形限制而表现出不同的集聚形式和集聚程度;而随着数量的增多和规模的增大,聚落形态更为复杂且景观趋于破碎,空间分布更加复杂;喀斯特地貌的垂直空间特点在决定聚落的垂直分布及演变规律的同时也加剧了聚落空间分布的复杂性。

喀斯特高原山区IRS-P6影像最佳融合方法选择研究——以贵州平塘县四寨镇为例

贵州处于中国西南喀斯特的腹心地带,属岩溶高原山区,生态环境背景复杂,地表切割剧烈,海拔落差大,坡度较陡,同时地处季风气候区还伴有常年多云多雨现象,因此卫星遥感数据质量常受到严重影响。文章以贵州南部平塘县四寨镇为例,主要针对IRS-P 6卫星遥感影像的多光谱4,3,2波段与其全色PAN波段之间的融合,运用比值变换、主成分分析法(PCA)、乘法变换和IHS变换四种常见融合方法进行对比分析,并对融合后的影像进行主观定性评价和客观定量评价。研究表明IHS融合法效果相对最好,在保持原多光谱影像光谱信息的同时,大大提高了影像的空间分辨率,改善了图像的目视效果,清晰度和纹理细节表现力也得到了较大的提高,是一种适宜于亚热带喀斯特高原地区的融合方法,对解决喀斯特高原山区受雨云天气条件限制难以获取高质量影像的问题有重要意义。

草海高原湿地湖泊水质时空变化及水质分区研究

针对草海水质污染状况,开展水质季节变化特征研究,为草海湿地污染治理及保护提供依据。在草海湿地湖泊设置了15个采样点,于2014年8月、11月和2015年1月、4月,分4季进行水样采集。以所测水质参数为基础,运用水质综合评价和GIS空间分析方法,研究草海湿地水环境质量时空变化,并基于营养状态对湖泊水体进行了分区。研究表明:(1)草海TP、TN、CODMn、Chl-a 4种主要水质指标浓度在春季高于其他3个季节,浓度分别达到0.03、0.98、6.30和0.025 mg/L,空间分布呈现由东至西逐渐降低的趋势,草海入水口及码头区域要明显高于湖泊其他区域。(2)草海湖泊营养状态为中营养级别,按4个季度的综合营养状态指数(TLI)平均值分为3个区域,A区为东北角入水口及西海游客码头,长年处于富营养状态,为富营养状态区,53.9≤TLI≤63.0,水质处于Ⅳ与Ⅴ类等级;B区为临近县城及入水口区域,季节性富营养状态,为中营养状态区,41.2≤TLI≤46.6;C区为草海湖泊中心延续到阳关山的下游出水口区域,为贫中营养状态区,35.8≤TLI≤39.7;B区和C区水质全年为Ⅲ类等级。(3)各区域主要污染物指标以Chl-a、TN为主,A区形成的主因是城市污水注入,B区形成的主因是农业面源污染。控制城市污水和农药、化肥施用量是治理草海湖泊水环境的重要途径。

喀斯特高原山区旱坡地蓖麻品种选优研究

[目的]筛选适宜喀斯特山区的能源植物蓖麻(Ricinus communis L.)优良品种。[方法]开展品比试验、区域试验及油分检测研究。[结果]在喀斯特山区不同立地条件下种植,连续3年平均产量达3000 kg/hm2以上、含油量达50%的品种4个分别为淄蓖麻7号、淄蓖麻5号、泰国202号和淄蓖麻8号,产量分别比对照高70.27%、69.21%、62.62%和58.28%,含油率分别比对照高5.97%、5.24%、5.74%和3.10%。淄蓖麻5号和淄蓖麻7号适宜种植区域为海拔700～900 m的喀斯特山区立地环境;淄蓖麻8号适宜海拔600～1 200m的不同气候环境条件推广种植;泰国202号适宜海拔500～1 500 m的不同气候环境条件推广种植。[结论]淄蓖麻7号、淄蓖麻5号、泰国202号和淄蓖麻8号表现出丰产、稳产、优质的特性,而且综合性状良好,在贵州喀斯特山区推广种植,可有效提高蓖麻单位面积产量及产油量。

基于Freeman分解的喀斯特高原山区烟田土壤水分反演研究

为探究SAR技术在喀斯特高原山区烟田旱情监测,选取贵州省清镇市流长乡现代烤烟农业基地单元为研究区,采用SAR目标极化分解技术反演团棵期烟田土壤水分。选取Radarsat-2全极化数据,通过Freeman-Durden极化目标分解技术,分解出3种散射机制,并从目视解译假彩色合成影像与散射功率两个角度综合分析主要散射机制,根据SAR影像散射量中的介电常数与土壤水分密切相关的原理,尝试不同的回归模型,用主要散射机制占比反演烟田土壤水分,并用线性回归检验法检验其反演精度。结果表明:此方法能够较好地反演喀斯特高原山区烟田团棵期土壤水分,体现出SAR影像信息中单次散射模拟微粗糙表面散射及反演土壤水分的优势,为喀斯特高原山区烟田旱情监测提供技术参考。

岩溶高原区农业地膜中邻苯二甲酸二乙基己酯的释放及其对覆膜土壤的影响

随着邻苯二甲酸酯类(PAEs)增塑剂在塑料大棚、地膜覆盖栽培技术中的广泛应用,我国农业土壤中已普遍存在邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)污染问题。针对我国中西部岩溶高原区农业土壤中存在的DEHP环境问题,本文选取云南岩溶高原区的红壤及烟草地膜作为研究对象,通过田间试验模拟覆膜土壤环境,并采用气相色谱-质谱分析法检测农膜、土壤介质中DEHP含量,定量研究了地膜中DEHP的释放及其在覆膜土壤中的浓度分布特征。结果表明:覆盖于原状土壤上的地膜,其DEHP释放量最大,均值为13.57mg/kg;覆盖于加生物抑制剂土壤上的地膜,其DEHP释放量略高于未覆土壤地膜,前者DEHP平均值为10.83mg/kg,后者为10.77mg/kg;地膜中DEHP的释放表现为缓慢释放和集中陡升两个释放段,总体释放量随时间的延长而增加。两组覆膜土壤中DEHP的检出浓度范围分别为0.17~3.74mg/kg(原状土)、0.34~4.29mg/kg(加生物抑制剂土壤),在国内外覆膜农田土壤PAEs类化合物检出浓度范围内;土壤中DEHP含量具有随时间呈先增后减的变化规律。相关性分析表明土壤中DEHP主要来自于地膜中DEHP的释放。研究认为在短周期内岩溶高原红壤不会出现DEHP的累积,合理安排农作物的覆膜种植可有效削减土壤的有机污染。

喀斯特高原山地石漠化地区核桃产业发展潜力分析——以毕节撒拉溪示范区为例

发展生态产业是治理石漠化的重要手段和途径,核桃具有良好生态效益和经济效益。通过采用问卷调查法和实地探测法对毕节撒拉溪示范区核桃产业发展潜力进行调查,结果表明:气候、土壤等自然条件适合核桃的生长;有1 589.36hm2生产用地可用于发展核桃产业,发展空间较大;富裕的劳动力资源,保证了人力需求;政策支持力度大,提供了强有力的政策保障;市场前景广阔,提供了发展动力。同时存在技术体系不完善、资金投入不足、思想落后、缺乏销售渠道等问题,并据此提出引进技术、培养人才、多层次筹集资金、培养市场意识、加强经营管理体制等对策。

喀斯特高原山区刺梨种植空间格局变化与地形土壤影响因素——以贵州省盘州市为例

为了研究近年来喀斯特高原山区刺梨种植空间格局变化与地形土壤的影响,以盘州市为例,对影像采用目视解译、地学统计分析及实地调研等方法获取2017年和2019年的刺梨种植空间分布特征,引入RS和GIS技术手段详细研究了2017年和2019年的刺梨种植空间分布格局时空变化特征与地形因子、土壤养分含量之间的相关性。研究结果表明:①受海拔、地貌类型和城市分布的影响,通过2017年和2019年的刺梨种植空间分布格局两期监测数据,直观地看出盘州市刺梨种植主要在除中部以外区域的空间分布特征;②盘州市刺梨种植空间分布面积占比情况和种植面积增加区域的占比情况均与全市的坡度分类面积占比规律一致,其坡度类型占比最大为缓陡坡,2017年和2019年刺梨种植空间分布主要在缓陡坡类型,2019年相比较2017年在各个坡度等级种植面积均有增加,在缓陡坡类型刺梨种植增长量占比最大,刺梨种植面积占比主要分布在地形起伏度为70~200 m范围内;③盘州市的土壤pH平均值约为5.98,为适宜种植刺梨的微酸性土壤,有机质、全氮、速效钾等含量主要为丰富和极丰富范围值,有效磷的含量较低,但土壤中各元素含量的丰富程度符合刺梨种植空间分布格局及变化情况。

云南高原岩溶区极端降水变化规律研究

利用云南高原岩溶区9个气象站1960-2017年逐日降水量数据,通过MATLAB软件计算了6个极端降水指数,基于反距离加权插值、线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验以及Morlet连续小波变换等技术方法,探讨了云南高原岩溶区极端降水的演化规律。结果表明:云南高原岩溶区1960-2017年各极端降水指数中,CDD、RX1day、RX5day、SDII主要呈缓慢的上升趋势,CWD呈显著的下降趋势,PRCPTOT整体减少趋势不显著;1960-2017年间仅有CDD和PRCPTOT发生了显著突变,突变年份分别为2006年以及2000年,其余4个指数CWD、RX1day、RX5day、SDII无明显突变现象;各极端降水指数周期性震荡较为明显,CDD、CWD、RX1day、RX5day分别存在28~30a、26~30a、27~30a、27~30a的主周期,SDII与PRCPTOT在27~30a时间尺度上周期最为明显;1960-2017年云南高原岩溶区各极端降水指数空间差异较为明显,除CDD表现为由南向北逐渐递增趋势外,其余5个指数表现为由北向南逐渐递增的相反趋势;1960-2017年间,CDD、CWD、RX1day、RX5day以及SDII均与PRCPTOT呈一致的极显著正相关,相关系数均达0.98以上。极端降水的这些变化可为未来岩溶水资源管理、生态环境建设等方面提供参考。

喀斯特高原山地区主要人工林土壤生态化学计量特征

【目的】探究喀斯特高原山地区主要人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及生态化学计量特征,为揭示喀斯特高原山地区土壤养分限制状况、植被恢复和生态系统重建提供参考。【方法】在贵州省毕节市撒拉溪示范区内选取刺梨林(Rosa roxburghii)、核桃林(Juglans regia)和裸地进行野外定点取样,结合室内分析方法对3种人工林样地不同深度的土壤化学性质进行分析比较。【结果】3种人工林样地的有机C、全N、碱解N、全P和速效P含量总体上随土层深度的增加呈递减趋势,全K和速效K含量在不同深度土层间变化不显著(P>0.05)或略有增减,养分总体上呈表层聚集性。土壤C/N、C/P、C/K、N/P、N/K和P/K均表现出一定的差异性,不同深度土层的C/N均以刺梨林最高,C/P表现为刺梨林>裸地>核桃林,C/K均随土层深度增加呈递减趋势,N/K和P/K均表现为核桃林>裸地>刺梨林。刺梨林、核桃林和裸地土壤生态化学计量特征的变异系数分别为11.14%~31.25%、5.59%~17.14%和6.82%~23.71%。相关性分析结果表明,有机C含量与全N含量、全P含量、C/K、N/K,全N含量与全P含量、C/K、N/K,全P含量与C/K、N/K,全K含量与N/P及C/K与N/K均呈极显著正相关(P<0.01,下同);全N含量与全K含量、C/N,全P含量与全K含量、C/N、N/P,全K含量与C/K、N/K及C/N与N/K均呈极显著负相关。【结论】不同人工林样地的土壤养分分配均受土层深度影响,主要聚集在表层,N和P含量处于亏缺状态;生态化学计量比总体上为表层显著高于底层,土壤养分对其贡献存在差异。

喀斯特高原峡谷优势种叶片功能性状分析

该研究对喀斯特石漠化高原峡谷地区优势种的叶片功能性状进行了分析,调查了17种植物的叶片厚度、叶面积、叶片鲜重、叶片干重、叶干物质含量、比叶面积、叶组织密度等能反映植物生存策略且易于测量的叶片功能性状,并采用逐步回归的方法探究了叶片功能性状与土壤养分之间的关系。结果表明:(1)不同优势种叶片功能性状差异明显,叶片的厚度为0.18~0.78 mm、鲜重为0.07~6.51 g、干重为0.04~3.19 g、叶面积为3.07~325.64 cm^2、叶干物质含量为318.61~573.22 mg·g^-1、比叶面积为60.98~236.90 cm 2·g^-1、叶组织密度为0.022 1~0.036 g·cm^-3。(2)植物通过较小的比叶面积与较大的叶干物质含量来减少水分散失、增加养分储存,以适应高温、缺水少土的环境。(3)叶片功能性状之间存在广泛的相关关系,且均达到极显著水平。叶片厚度对鲜重、干重均表现为促进效应,比叶面积与叶干物质含量及叶组织密度之间均存在极显著的抑制效应。(4)叶片功能性状随土壤养分的变化产生规律性变化。土壤全氮、全钾和有机碳对叶片功能性状产生显著影响,尤以土壤有机碳的影响更为显著。进一步分析发现,喀斯特高原峡谷地区植被恢复及重建的优势种或建群种为翅荚香槐、清香木、枇杷等;施用有机肥能够提高花椒、金银花等经济林树种的适应能力。

喀斯特高原峡谷区花椒林土壤质量评价

为研究喀斯特高原峡谷不同立地环境花椒林土壤肥力特征,以贵州省喀斯特高原峡谷石漠化综合治理区坡改梯、溶沟、洼地花椒林土壤为研究对象,对比分析坡改梯、溶沟、洼地花椒林土壤理化性质特征,利用数理统计方法确定最小数据集并评价花椒林土壤质量。结果表明:研究区花椒林土壤质量评价的最小数据集包括土壤容重、田间持水量、总孔隙度、pH值、有效磷(AP)含量、速效钾(AK)含量、有机质(OM)含量和全氮(TN)含量等8个土壤指标,土壤质量呈现出洼地>溶沟>坡改梯的规律。土壤OM、水解氮(AN)、AK、全磷(TP)和AP含量均呈现出洼地>溶沟>坡改梯的规律,田间持水量、毛管持水量和总孔隙度也呈现出同样的规律;而土壤容重和p H值则呈现出坡改梯>溶沟>洼地的规律,土壤TN和全钾(TK)含量均呈现出溶沟>洼地>坡改梯的规律。

喀斯特高原山区蓖麻施肥量对产量性状的影响

以淄蓖麻7号为供试材料,采用随机区组设计,设置了7种肥料梯度(N、P2O5、KCl)施用量处理,并对蓖麻的生长、结果和产量性状进行了比较,结果表明:株高随N、P2O5、KCl施用量的增加而增高,以处理6的最高,为301.67 cm;单株蒴果数以处理4的最多,为243.51个,其次是处理3,为222.44个;产量也以处理4的最高,为3610.17 kg/hm2,处理3次之,为3229.83 kg/hm2,其他处理均在3000 kg/hm2以下。因此,喀斯特高原山区蓖麻施肥量,以施N 172.5 kg/hm2、P2O545.0 kg/hm2、KCl 180 kg/hm2以及N∶P2O5∶KCl=3.83∶1∶4作为氮磷钾肥配比最佳。

云南玉溪抗旱找水定井典型实例分析

西南大旱百年不遇,山东找水专家组紧急驰援云南抗旱。通过对云南抗旱找水成功定井实例的分析,总结了高原岩溶水和"红层"基岩裂隙水的找水勘察工作,并联系云南、四川、山东等贫水区找水定井实践,阐述了贫水区找水定井思路与方法。

喀斯特高原山地农户生计资本对生计策略的影响:以贵州省毕节市撒拉溪为例

为喀斯特高原山地农户生计的可持续性和精准扶贫提供参考依据,采用问卷调查与参与式评估法,以贵州省毕节市撒拉溪为例,依据问卷调查数据并建立Logistic回归模型,分析当地农户生计资本状况与生计策略转化的关系。结果表明:研究区农户主要采取纯农型、农兼型和兼农型的生计策略,农户生计资本整体表现失衡;金融资本指数最高,人力资本、社会资本和物质资本次之,自然资本最低;自然资本和物质资本是影响纯农型生计策略选择的主要因素;人力资本、物质资本和金融资本是影响纯农型向农兼型和兼农型生计策略转化的关键因素;获得信贷的机会和亲友提供帮助的可能性是影响毕节撒拉溪农户生计策略转化的生计关键指标,对纯农型向农兼型和兼农型的生计策略转化起促进作用。针对毕节撒拉溪不同生计策略类型农户,提出改善农户生计状况和促进当地区域经济发展的政策建议。