贵州贞丰—关岭花江喀斯特石漠化地区土壤厚度的空间分布特征

土壤厚度与石漠化发展程度有着密切的关系,土壤也是石漠化地区生态恢复以及农业生产的基础。为了研究典型高原峡谷中-强度石漠化地区的土壤厚度空间分布规律,在土壤厚度野外调查的基础上,利用地统计学方法分析了贵州典型石漠化地区—贞丰—关岭花江小流域土壤厚度空间分布特征及主要影响因素。结果表明:(1)研究区土壤平均厚度仅为26 cm,土壤平均厚度表现为坡耕地>荒地>林地;(2)土壤厚度空间变异性以强度为主,荒地的土壤厚度空间分布连续程度优于林地和坡耕地,林地的土壤厚度空间分布有明显突变性,坡耕地的土壤厚度具有点状分布特征,有耕作物附近土壤厚度较大;(3)土壤厚度与海拔、基岩裸露率、坡度之间均有明显负相关关系;(4)自然和人为因素综合影响下的土壤强侵蚀是研究区土壤厚度分布极为不均的主要原因,对该区域石漠化的治理可以采用工程措施与生物措施相结合的方法。研究结果对研究区石漠化因地制宜地防治及其他地区水土流失防治、生态恢复、农业合理生产具有一定的参考价值。

岩溶峡谷区不同退耕还林地土壤有机碳库差异分析

为揭示岩溶区不同退耕还林地对土壤有机碳库及碳库管理水平的影响,探讨花江峡谷地区耕地和5种典型退耕还林（草）地（撂荒、车桑子、花椒、椿树和油桐）土壤剖面有机碳质量分数、密度以及碳库管理指数的变化情况.结果表明：1）与耕地相比,退耕还林明显提高了有机碳质量分数和密度（P＜0.05）,0 ～ 20 cm土层总有机碳质量分数为13.00 ～ 34.07 g/kg,其中耕地最低,椿树林地最大;土壤剖面中有机碳密度大小表现为椿树林＞油桐林＞撂荒地＞车桑子地＞花椒地＞耕地.2）6种样地土壤有机碳质量分数和密度均随土层深度的增加而降低,O ～ 20cm土层总有机碳质量分数分别是剖面均值的1.11 ～1.37倍,0～ 20 cm土层有机碳密度占整个剖面的35.68％～46.45％,显著高于其他各层,具有明显的表聚性.3）以耕地为参照,除花椒地外,其他4种退耕还林地碳库管理指数均明显大于1,即退耕能有效提高土壤碳库管理水平,且以椿树和油桐林地效果最佳.此外,土壤活性有机碳比率的变化与总有机碳质量分数的变化一致,土壤活性有机碳比率可以作为反映土壤碳库管理水平的重要指标.退耕具有提升土壤碳库及其质量的潜力,该区在生态恢复中要注意选择合适的退耕模式,增加植被盖度、减少人为扰动.

典型岩溶区不同退耕还林地对土壤有机碳和氮素积累的影响

为揭示岩溶区不同退耕还林地对土壤有机碳和氮素积累的影响，在花江峡谷地区采集典型坡耕地（Ⅰ）、撂荒地（Ⅱ）、坡耕地退耕后种植车桑子（Ⅲ）、油桐（Ⅳ）和椿树（V）5类样地的土壤剖面样品，对有机碳、全氮的含量与密度进行了研究。结果表明：1）研究区表层土壤有机碳和全氮含量均表现为：椿树林地和油桐林地含量差异不显著（P〉0．05），椿树和油桐林地显著高于车桑子林地、撂荒地及坡耕地（P〈0．01）；2）土壤有机碳、全氮含量及其密度均随土层深度增加而降低，0～20cm层土壤有机碳和全氮密度分别占整个剖面的36．84％～46．01％和35．63％～44．50％，表现出明显的表聚性；3）研究区有机质分解较为容易、氮素矿质化作用明显，土壤C／N介于9．79～13．59之间，C／N水平总体偏低，并且表现为除坡耕地外，4种退耕还林地C／N均随土层深度增加而降低；4）5种土地利用类型土壤有机碳、全氮含量均与碱解氮、全磷和速效钾含量呈极显著正相关（P〈0．01），土壤有机碳、全氮含量与pH值呈负相关（P〉0．05）。植被类型和人类活动是影响有机碳和全氮含量的关键因子，研究区坡耕地退耕后土壤有机碳、全氮的含量和密度均增加，表现了退耕还林还草促进土壤碳库和氮库积累的作用。

典型喀斯特石漠化地区降雨产流产沙特征

为分析喀斯特石漠化地区降雨对水土流失的影响,以贵州省关岭-花江石漠化治理示范区2018年雨季17次侵蚀性降雨的产流产沙数据为例,对水土流失监测径流小区的次降雨特征、降雨产流产沙特征及两者相关性进行分析。结果表明:研究区不同土地利用方式坡面次降雨径流系数平均值为0. 175,降雨大部分入渗。不同径流小区降雨产流产沙存在显著差异,5块样地产流大小为柚木(Tectona grandis)地>火龙果(Hylocereus undulatus Britt)地>裸地>花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim)地>荒草地,产沙大小为柚木地>火龙果地>裸地>荒草地>花椒地。植被覆盖度、土壤厚度对坡面降雨产流、产沙均影响较大,土地利用方式及植被类型对坡面降雨产沙影响次之,对降雨产流影响较小。对径流小区的次降雨径流深、次降雨产沙模数及描述次降雨特征的各指标进行相关性分析,降雨产流与次降雨量之间相关性最好,5块样地平均相关系数为0. 864;降雨产沙与降雨总动能之间相关性最好,5块样地平均相关系数为0. 785。

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。