湘中北晚二叠世石煤元素地球化学特征

湘中北地区晚二叠世吴家坪组赋存少量石煤,其属性特征鲜明。为揭示湘中北地区石煤元素地球化学特征,采集4个湘中北地区晚二叠世石煤样品,利用X射线衍射仪、带能谱的扫描电镜、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子质谱仪和逐级化学提取试验,测定了石煤样品的矿物成分、常量元素和微量元素含量,进行了微量元素赋存状态分析。结果表明:湘中北地区晚二叠世石煤高灰特征显著,石煤全硫含量差异性大,以硫化铁为主,有机硫次之;石煤矿物种类较少,以石英为主,陆源碎屑输入量极大;石煤高度富集V、Cr、As、Cd、Mo和Sb,其中Cd达到了上地壳丰度的555倍;石煤微量元素赋存特征复杂,其中Ni、Zn、Sr、Mo、Cd赋存状态多样,Li、V、Cr、Cu、Rb、Zr、Ba、U和REEs赋存状态相对简单;根据湘中北晚二叠世石煤元素地球化学特征认为石煤沉积于被动大陆边缘区域,接受陆源碎屑输入,沉积物源区以长英质酸性岩为主。石煤具有海相环境沉积物特征,沉积过程受海水影响强烈,相对稳定的缺氧环境,为V、Mo等元素自生富集提供了条件。

鄂中丘陵区不同林龄马尾松人工林林下植物多样性与土壤理化性质关系

为深入了解马尾松人工林林下植物多样性与土壤理化性质的关系,采用“空间代时间”法在鄂中丘陵区选取不同林龄(5、12、28、37、56 a)马尾松(Pinus massoniana)人工林样地,通过分析林下灌草层物种丰富度、Shannon-Wiener多样性、Simpson优势度和Pielou均匀度及土壤(0-10 cm)理化性质的差异及彼此间的相关性,探索土壤理化性质对林下植物多样性的影响。结果表明:不同林龄灌草层植物多样性差异显著,灌木层植物多样性随林龄的增加而先增加后减少再增加,28 a的Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度分别高于5 a的92.02%和86.67%;草本层各植物多样性随林龄的增加而先减后增,5 a显著高于其他林龄。灌木层物种丰富度、Shannon-wiener多样性、Simpson优势度和Pielou均匀度显著高于草本层(5 a除外)。不同林龄土壤理化性质差异显著,pH、含水量、全量养分和速效钾含量随林龄的增加而先减后增,pH、全磷和全钾含量在5 a显著高于其他林龄。有机碳与碱解氮随林龄的增加而先增后减,37 a的显著高于5、12和28 a的。不同林龄马尾松林下灌草层植物多样性与pH、全磷和全钾含量显著相关。冗余分析表明土壤理化性质分别解释灌木层和草本层植物多样性的89.1%和78.5%。逐步回归分析表明增加全磷含量可提高草本层植物多样性,pH、全磷、全钾和林分密度可调控灌木层植物多样性。综上,马尾松人工林林下植物多样性受土壤理化性质的影响,全磷是调控该地区林下植物多样性的关键因子,加强磷肥的管理可提升林下植物多样性。

基于信息量和机器学习的滑坡灾害易发性分析——以湖南省中西部地区为例

以湖南省中西部地区为研究区,选取地形地貌、地质条件、环境条件和人工活动4个方面15个因子构成滑坡易发性评价体系。首先,以2015—2022年发生的1 017个历史滑坡灾害数据为样本数据,采用信息量模型统计和分析影响该区域的滑坡因子重要度,结果表明该区域内地形湿度指数、土地利用类型、距道路距离、距河流距离和植被覆盖指数是影响滑坡发生的因子。然后,结合因子相关性分析,筛选其中14个因子纳入滑坡易发性分区分析,基于5种机器学习方法进行滑坡易发性建模和对比,结果表明随机森林方法在该区域针对相关的因子体系表现出的精度相对较高。最后,采用随机森林方法,按照低易发、较低易发、中易发、较高易发和高易发5个等级对研究区进行易发性分区制图,并与历史滑坡记录进行比对,结果表明易发性等级划定结果与滑坡密度基本吻合。该研究结果可以为湖南中西部地区滑坡灾害预测预报提供技术参考。

湘中丘陵区4种森林类型土壤微生物生物量碳氮含量

采用氯仿熏蒸浸提法,比较湘中丘陵区4种不同森林类型（杉木人工林、马尾松＋石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎＋青冈常绿阔叶林）土壤微生物生物量碳和氮含量及其季节动态变化,分析土壤微生物生物量碳氮含量与土壤养分含量、含水率的相关性.结果表明：4种森林各层土壤总有机碳、全氮平均含量的变化趋势基本一致,呈现出随着林分组成树种数量的增加而增大;南酸枣落叶阔叶林和青冈＋石栎常绿阔叶林各土层土壤微生物生物量碳和氮含量均高于马尾松＋石栎针阔混交林和杉木人工林,且以南酸枣落叶阔叶林最高,杉木人工林最低;土壤微生物生物量碳含量占土壤总有机碳含量的2.3％ ～2.9％,土壤微生物生物量氮含量占全氮含量的4.5％ ～6.4％,均以南酸枣落叶阔叶林最高,马尾松＋石栎针阔混交林最低;4种森林土壤微生物生物量碳和氮含量的季节变化均表现为“单峰曲线型”,呈现出“夏高冬低”型或“秋高春低”型,杉木人工林、马尾松＋石栎针阔混交林土壤微生物生物量碳含量季节波动幅度较其他2种森林明显,但其土壤微生物生物量氮含量季节波动幅度没有其他2种森林明显;土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤总有机碳、全氮、碱解氮含量之间均极显著正相关（P＜o.o1）,但与土壤含水率不存在显著的相关性（P＞0.05）,初步揭示该地区4种森林土壤微生物生物量碳和氮含量的季节变化不直接受控于土壤自然含水率,4种森林与环境因子长期共同作用导致土壤总有机碳和全氮含量的差异是影响不同森林土壤微生物生物量碳和氮含量差异及其季节动态变化的主要因素之一.

不同土地利用方式对湘中丘陵区土壤质量的影响

对湘中丘陵区7种典型土地利用方式(次生林、经济林、杉木人工林、苗圃地、坡耕地、采伐迹地、弃耕地)的表层(0～15cm)土壤性状进行比较分析,筛选出土壤密度、pH值、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量作为土壤质量评价指标,运用土壤质量综合指数和土壤退化指数评价不同土地利用方式的土壤质量水平及退化程度。结果表明:7种不同土地利用方式之间,表层土壤密度、pH值、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量均表现为差异显著;7种土地利用方式的土壤质量综合指数表现为次生林(95.35%)>经济林(73.83%)>采伐迹地(64.41%)>杉木人工林(62.61%)>弃耕地(56.30%)>坡耕地(27.35%)>苗圃地(4.84%),土壤退化指数表现为次生林(0)>经济林(-9.90%)>采伐迹地(-14.35%)>杉木人工林(-14.96%)>弃耕地(-22.22%)>坡耕地(-32.16%)>苗圃地(-40.44%),土壤退化指数与土壤质量综合指数评价结果一致,表明土壤退化指数和土壤质量综合指数均能有效地评价不同土地利用方式的土壤质量。

湘中南丘岗地区土壤发生特性及系统分类

选取湖南省中南部丘岗地区11个土壤剖面,研究其土壤成土环境和形成特点。结果表明,该区土壤质地以黏土为主,土壤黏粒淋溶明显,黏化过程较强,各剖面表现出铁游离度高、活化度低的特点,处于中度富铁化过程。根据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,鉴定了诊断层和诊断特性,确定了供试土壤剖面在中国土壤系统分类中的归属,其中原发生分类中的红壤(04、22、23号剖面)属普通强育湿润富铁土;红壤(07、13号剖面)属网纹简育湿润富铁土;菜园土(19号剖面)属斑纹肥熟旱耕人为土;紫色土(20号剖面)属酸性紫色正常新成土;粗骨土(21号剖面)属普通湿润正常新成土;石灰土(01号剖面)属普通钙质湿润雏形土;紫色土(16、17号剖面)属斑纹紫色湿润雏形土。

中亚热带土地利用方式对土壤易氧化有机碳及碳库管理指数的影响

为了解土地利用方式对中亚热带土壤易氧化有机碳（ROC）及碳库管理指数（CMI）的影响,采用KMn O4氧化法,对湘中丘陵区6种土地利用类型：石栎（Lithocarpus glaber）-青冈（Cyclobalanopsis glauca）次生林、杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林、毛竹（Phyllostachys edulis）林、苗圃、农用旱地、水田土壤ROC含量及其季节动态变化进行测定,以石栎-青冈次生林土壤为参照,计算土壤CMI,分析土壤ROC含量、CMI与土壤理化性状的关系。结果表明,同一土层ROC含量、ROC分配比例在不同土地利用类型之间差异显著,ROC含量表现为石栎-青冈次生林〉毛竹林〉水田〉杉木人工林〉农用旱地〉苗圃,ROC分配比例为水田〉石栎-青冈次生林〉毛竹林〉农用旱地〉苗圃〉杉木人工林;与石栎-青冈次生林相比,毛竹林、水田、杉木人工林、农用旱地、苗圃土壤ROC含量依次下降了9.8%-15.6%、22.0%-36.3%、27.6%-40.1%、47.4%-51.2%、58.0%-65.5%,水田、毛竹林、杉木人工林、农用旱地、苗圃土壤CMI依次下降了11.6%-18.4%、9.1%-20.9%、40.0%-44.1%、48.6%-51.5%和59.3%-66.6%;6种土地利用类型土壤ROC含量的季节变化节律基本一致,表现为春夏季较秋冬季高,夏季最高,冬季或秋季最低;土壤ROC含量、CMI与土壤SOC、全N、全P、水解N、有效P含量之间呈显著或极显著正相关,与土壤p H呈极显著负相关,与土壤含水率、全K、速效K不相关。土地利用方式对土壤ROC含量、CMI影响显著,次生林转变为人工林或农用地后,土壤碳库稳定性和生物可利用性下降。

湘中红壤丘陵区景观格局变化研究

湘中红壤丘陵区是中国非常脆弱的生态系统之一。在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术的支持下,以湘中红壤丘陵区的典型区域———长沙市为例,应用景观生态学原理对湘中红壤丘陵区景观格局多样性变化进行了研究。通过对长沙市1986年和2000年的遥感影像资料分析表明,湘中红壤丘陵区现状景观格局以林业景观为主,农田是景观类型中的重要组分;同时由于人类活动的影响,湘中红壤丘陵区景观格局的多样性和破碎化程度逐年明显的增加,景观格局的稳定性逐渐增强。应用马尔柯夫模型对于湘中红壤丘陵区景观格局变化趋势进行了模拟,表明该模型可以应用于湘中红壤丘陵区景观格局的模拟预测中;对长沙市2005~2020年的模拟研究结果表明,由于城市化速度的加快,城镇居民地景观面积将逐年增加。

湘东南地幔柱对大规模成矿的控矿作用

湘东南是钨、锡、锑及铅锌、稀有、稀土矿床的成矿集中区。该区出露的玄武岩、与成矿有关的花岗岩和区域成矿作用是地幔柱构造环境的统一产物。湘东南地幔柱控制矿床与岩体的时空分布、区域成矿分带和成矿岩浆源区。湘东南地幔柱为成矿岩浆的熔融、分异演化和浅部就位提供了有利的热源和构造条件。地幔柱的发展演化阶段是大规模成矿得以保存的重要因素。

湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳密度

通过实测对比分析了湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其密度。结果表明,不同土地利用方式下土壤有机碳含量随土壤深度的增加呈指数函数下降趋势(R2≥0.8184),且水平分布上表现为:经济林地(10.12 g/kg)>人工林地(9.94 g/kg)>次生林地(9.11 g/kg)>坡耕地(7.90 g/kg)>弃耕地(6.77 g/kg)>苗圃地(5.95 g/kg);经济林地、人工林地、次生林地土壤有机碳含量与土壤pH值之间存在显著负相关性(p<0.05),6种不同土地利用方式土壤有机碳含量与全氮含量之间均存在极显著正相关性(p<0.01),人工林地和次生林地土壤有机碳含量与硝态氮含量之间存在显著的正相关性(p<0.05),经济林地、弃耕地土壤有机碳含量与碱解氮含量之间存在极显著正相关性(p<0.01),其它4种利用方式与碱解氮含量之间存在显著正相关性(p<0.05);6种不同土地利用方式下土壤(0-60 cm)有机碳密度表现为:人工林地(91.57t/hm2)>经济林地(89.51t/hm2)>次生林地(83.13 t/hm2)>坡耕地(72.70 t/hm2)>弃耕地(58.05 t/hm2)>苗圃地(43.63 t/hm2),与次生林地相比,苗圃地土壤有机碳的损失量最大。

湘中丘陵区不同土地利用方式对土壤有机碳和微生物量碳的影响

为了解土地利用方式对土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(SMBC)的影响,研究湘中丘陵区5种不同土地利用方式(天然次生林、杉木人工林、苗圃、农用坡耕地、水田)SOC和SMBC的差异及其与土壤养分的相关性。结果表明,土地利用方式明显影响了SOC和SMBC含量,且SOC与SMBC变化趋势基本一致,SMBC含量对土地利用方式的响应比SOC、微生物商更为敏感。与青冈+石栎次生林地相比,苗圃、农用坡耕地、水田SOC含量分别下降了36.99%～55.60%,31.70%～51.23%,23.73%～41.51%,且差异极显著,杉木人工林SOC含量也下降了25.75%～27.74%,且差异显著,水田SMBC含量增加了71.63%以上,而杉木人工林、苗圃、农用坡耕地分别减少了34.06%～35.20%,46.93%～57.04%,48.46%～55.06%,水田SMBC/SOC增加了130%以上,而杉木人工林、苗圃、农用坡耕地分别减少了6.77%～10.93%,7.20%～15.04%和10.15%～13.14%。SOC和SMBC间均呈极显著的相关性,SOC、SMBC与全N、碱解性N、全P、有效P、全K、速效K的相关性也均达到显著或极显著水平,表明SMBC可作为衡量SOC变化的敏感指标,SOC和SMBC含量均可作为衡量土壤养分变化的重要指标。表明湘中丘陵区天然次生林开垦为水田降低了SOC的积累,但增加了土壤微生物活性,天然次生林转变为杉木人工林、苗圃、农用坡耕地不同程度降低了SOC的积累和微生物活性。

湘中丘陵区土壤微生物指标对土地利用方式的响应

为了探明土地利用方式对土壤微生物性质的影响,研究了湘中丘陵区6种土地利用方式(石栎+青冈常绿阔叶次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田)土壤微生物指标(微生物生物量碳Cmic、氮Nmic含量、微生物熵、微生物生物量碳氮比、土壤基础呼吸强度、土壤微生物代谢熵)。结果表明,土地利用方式明显影响了土壤Cmic、Nmic含量,6种土地利用方式各土层Cmic、Nmic含量的变化趋势基本一致,与青冈+石栎常绿阔叶林相比,毛竹林、水田土壤Cmic、Nmic含量显著提高,而杉木人工林、苗圃、农用旱地却显著下降;6种土地利用方式各土层微生物熵的变化不一致,毛竹林、苗圃、农用旱地、水田土壤微生物熵普遍高于青冈+石栎常绿阔叶林,而杉木人工林最低;水田土壤Cmic/Nmic最高(9.35以上),青冈+石栎常绿阔叶林最低;青冈+石栎常绿阔叶林土壤基础呼吸强度、代谢熵最高,水田土壤基础呼吸强度较高,代谢熵最低,表明湘中丘陵区土壤微生物生物量主要受土壤有机碳源的制约,青冈+石栎常绿阔叶林土壤具有较多活性微生物种群,有机碳利用率较低,有利于土壤有机碳的积累,水田有机碳利用率较高。

南方丘陵区生态水资源库脆弱度评价--以湖南省为例

以南方生态水资源库为研究对象,提出生态水资源库脆弱性概念,分析了其脆弱性成因和主要表现。从脆弱性成因角度构建了包含10个具体指标的南方丘陵区生态水资源库脆弱性评价指标体系。以湖南为研究案例,运用模糊物元评价模型对85个县级评价单元的生态水资源库脆弱度进行综合评判。结果表明,全省生态水资源库脆弱性等级以中等脆弱为主,其中,微脆弱等级3个,占总评价单元的3.5%,中等脆弱等级70个,占总评价单元的82.4%,强脆弱12个,占总评价单元的14.1%。脆弱度空间分布存在"西部大于东部,南部大于北部"的总体分布态势。其中,以湘西北、湘西南和湘南所构成的外部环形地带和以长沙、衡邵盆地为中心的中东部地带为全省两个比较明显的高脆弱区(带)。

湘中丘陵区不同土地利用方式土壤碳氮含量的特征

对湘中丘陵区杉木人工林、油茶经济林、苗圃地、坡耕地、采伐迹地、弃耕地6种土地利用方式下土壤碳氮含量垂直分布特征进行比较分析.结果表明:6种土地利用方式下,土壤有机碳含量的空间垂直分布大体随着土层的深入而降低,按分异程度(变异系数)由大到小的次序为:弃耕地(80.09%)>经济林地(67.21%)>坡耕地(62.41%)>杉木人工林(58.03%)>苗圃地(35.58%)>采伐迹地(25.32%);6种土地利用方式的土壤有机碳加权平均含量(g/kg)从高到低依次为:采伐迹地(9.87)>经济林(9.78)>弃耕地(7.35)>杉木人工林(6.84)>坡耕地(5.48)>苗圃地(5.36);6种土地利用方式的土壤有机碳含量在空间分布上呈极显著差异(F=5.43,p<0.01);土壤全氮含量的空间垂直分布与有机碳相似,按分异程度(变异系数)由大到小的次序为:弃耕地(55.71%)>坡耕地(48.43%)>经济林地(46.22%)>杉木人工林(33.75%)>采伐迹地(20.56%)>苗圃地(19.65%);6种土地利用方式的土壤全氮加权平均含量(g/kg)从高到低依次为:采伐迹地(0.84)>弃耕地(0.80)>坡耕地(0.78)>经济林(0.75)>苗圃地(0.71)>杉木人工林(0.62),且6种土地利用方式的土壤全氮含量在空间水平分布上呈极显著差异(F=4.63,p<0.01);不同土地利用方式下,土壤铵态氮、硝态氮空间垂直分布没有明显的规律性,水解氮空间垂直分布表现为表层较其它土层高;6种土地利用方式的土壤铵态氮含量在空间分布上呈显著差异(F=2.30,p<0.05),硝态氮含量呈极显著差异(F=3.34,p<0.01),水解氮含量无显著性差异(F=1.21,p>0.05);土壤有机碳含量与土壤全氮含量之间均存在极显著线性正相关(R2≥0.84,p<0.01).

湖南湘中经济圈的区域科技协同创新研究

邵阳和娄底位于湖南中部核心位置,由于没有得到配套的优惠政策,目前经济发展总量处于全省后列,两市存在科技自主创新能力不强,产学研合作的动力不足,科技创新投入总量偏小、科技人才缺乏等问题,使得湘中经济圈成为中部崛起的短板区域;建议加大科技整体投入,通过各种手段提升科技人才队伍的素质,打造娄底和邵阳两市的科技协同创新的基础平台,以重大科技项目为突破口实现湘中高新技术快速的产业化,以科技协同创新带动传统资源消耗性产业转型升级。

湘中丘陵区农业生态系统服务价值与城镇化水平弹性关系研究

城镇扩张对生态功能的发挥有重要影响。为协调城镇扩张与提升生态效益间的矛盾,本文以湘中丘陵区58个县(市、区)为研究对象,基于2005年和2015年2期土地利用遥感监测数据,借助土地利用转移矩阵、农业生态系统服务价值评估方法、城镇化水平测度、探索性空间数据分析以及构建弹性系数等手段,分析了农业生态系统服务价值和城镇化水平间的时空动态关系。结果表明:1)2005—2015年,农业生态系统服务价值总体呈减少趋势,减少了23.75×10^(8)元,高低价值区相互邻近分布;城镇化水平总体呈增加趋势(增加6.24%),大致呈丘陵区中部低四周高的特点。2)城镇化水平和农业生态系统服务价值间具有显著的空间负相关性(P<0.001),高(低)城镇化水平的区域被低(高)农业生态系统服务价值所包围。3)城镇化水平和农业生态系统服务价值之间主要以冲突关系为主。基于此,未来应强化对绿色植被的保护,合理控制建设用地增长比例,推行产业结构转型,促进资源的集约节约利用,以期协调城镇扩张、农业生产和生态效益间的关系。

中南丘陵区耕地与基本农田保护研究——以湖南醴陵市为例

以醴陵市为例,在实地调查的基础上,分析了该市土地资源利用与基本农田保护现状,探讨了土地利用中存在的主要问题,分别对耕地需求量与基本农田保护面积进行了预测,然后针对中南丘陵区土地利用的特点提出了合理保护和利用耕地与基本农田的对策。

湘东中山区风景游憩林林内景观质量评价与分析

以湘东中山区风景游憩林林内景观为研究对象,共设置36个林内景观样地,采用SBE法对林内景观质量进行评判,研究采用逐步线性回归法,保留7个景观要素,并构建了林内景观质量评价模型,保留的要素按贡献率大小排列依次为林下层统一度(30.6%)、枯树倒木(20.3%)、趣味性(14.2%)、枯落物(13.4%)、水平透视距离(8.7%)、草本高度(7.0%)和色彩丰富度(5.8%)。该研究构建了湘东中山区风景游憩林林内景观评价体系,可为林内景观的质量评价分析和林间抚育、林下清理和地被植物培育等方面的经营管理提供参考。

中部地区小城镇空间规划思考——以湖南省为例

构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局是新型城镇化时代的重要内容。过去,中部地区小城镇发展基础落后,在新时期小城镇空间发展面临新机遇。湖南省小城镇空间格局呈现等级规模格局明显、沿交通干线空间集聚性强、特色小城镇分布集中、生态空间格局分明四大特征。结合国土空间规划新要求,应从优化区域小城镇规模等级空间格局、分层引导特色产业空间、双重目标导向生态空间等方面,对湖南省小城镇空间规划格局体系优化。

甘肃中部黄土丘陵沟壑区农林复合生态系统综合效益评价

在对甘肃中部黄土丘陵沟壑区典型流域农林复合生态系统大面积调查和示范区定点观测的基础上 ,参考国内外农林复合生态系统综合效益评价的研究成果 ,采用层次分析法 (AHP) ,对区域内典型农林复合生态系统模式 :沙棘 -仁用杏 -紫花苜蓿复合经营模式 (T1)、侧柏 -甘蒙柽柳 -紫花苜蓿复合经营模式 (T2 )、甘蒙柽柳 -农作物复合经营模式 (3)、雨水集流庭院经济复合经营模式 (T4 )、围栏放养模式 (T5 ) ,以坡耕地农田生态系统 (T6 )作为对照 ,从生态效益、经济效益、社会效益及综合效益方面进行了分析和评价 ,该研究成果将为甘肃中部黄土丘陵沟壑区水土保持综合治理、退耕还林工程、实现当地农业和林业可持续发展及提高农村社会经济发展水平提供理论依据。