三峡库区降雨特征和林草覆被格局对坡面水沙产出的影响

[目的]为探析三峡库区降雨特征和林草覆被格局对坡面水沙产出的影响,适应人地矛盾突出和乡村特色产业发展对林下土地资源优化利用提出的新需求。[方法]以三峡库区典型退耕林地为研究对象,设置林下全坡草本覆盖格局(QF)、上坡裸地+下坡草本覆盖格局(XF)、等高横坡草本条带覆盖格局(TF)、全坡无草本覆盖格局(WF)4种林草覆被的径流小区,开展24场侵蚀性降雨事件的坡面产流产沙野外观测,辨识降雨特征和林草覆被格局对坡面产水产沙的影响。[结果](1)24场侵蚀性降雨分为A雨型(雨量小、强度较大、历时短)、B雨型(雨量大、强度大、历时短)和C雨型(雨量小、强度小、历时长)3类。A雨型发生频率最高,为45.83%,B雨型累积降雨量最大,占总降雨量的63.44%。(2)4种林草覆被格局的累积径流深和累积侵蚀量总体呈现QF<XF<TF<WF;径流深和侵蚀量峰值均发生于B雨型,其产流量相比于A雨型增加337.74%~410.32%,产沙量增加283.47%~504.58%。(3)WF径流深和侵蚀量占比为75.75%和98.51%,XF、TF分别占12.20%和1.08%,7.28%和0.34%。与WF相比,XF和TF的径流减少84.18%和75.85%,产沙减少96.99%和93.30%。[结论]对比不同林草覆被格局的坡面水沙产出,上坡耕种+下坡草本覆盖、条带耕种+等高植物篱的林下适度利用可兼顾林地调水保土和林下生态种植的功能,为三峡库区生态修复与林下土地资源优化利用提供理论依据。

基于CiteSpace的三峡库区消落带研究热点与进展

基于CiteSpace软件对CNKI和Web of science数据库中关于三峡库区消落带的已发表文献进行可视化分析,从文献计量视角探讨了三峡库区消落带研究的现状、进展及热点演变。结果表明,(1)截止2019年底,检索到相关中文文献936篇,英文文献225篇;国内外三峡消落带研究论文数量均存在缓慢增长-快速增长-波动稳定的发展过程,中文文献年发文量近两年有降低趋势;(2)研究团队主要集中在重庆、湖北地区的高校和研究所,以西南大学、重庆大学、中国地质大学、中国科学院等为主,形成了较为稳定的研究团队,但各机构及团队之间合作交流较薄弱;(3)发文期刊,中文以《生态学报》、《环境科学》、《长江流域资源与环境》为主,外文以《Environmental Science and Pollution Research》《Ecological Engineering》《PLoS One》发文较多,外文高水平期刊发文较少;(4)研究热点主要以植物、土壤两大生态要素为轴心,高频关键词有“水位变化”“水淹”“土壤”“重金属”“狗牙根”“riparian zone”“vegetation”“sediment”等;分析表明三峡水库消落带研究内容主要包括水位波动下植物群落逆向演替与格局变化、植物对水淹胁迫的生理生态响应、植被恢复技术研发、消落带微生物群落演变、土壤养分或重金属的赋存与迁移过程以及溶解性有机质特征等,近年来消落带重金属环境行为、消落带生境异质性的生态效应、生态格局与水库安全的关系等问题成为研究热点。然而,单一要素和单一过程研究限制了消落带研究的系统性,相关研究陷入瓶颈;新技术方法的运用以及生态系统观的引入是未来三峡消落带研究突破的关键,应开展消落带生境异质性带来的生态过程的复杂性研究,同时加强消落带植物-土壤-水耦合长期观测,探索消落带生态恢复技术及其持续的生态影响。

整合生态系统服务与驱动因素阈值效应的生态安全分区研究——以西南地区为例

生态系统服务供给能力和权衡/协同关系已被广泛用于生态保护和生态安全分区研究中。但现有分区研究多侧重于生态系统服务供给能力或权衡/协同关系的某一方面,且在分区过程中较少考虑生态系统服务对驱动因素的非线性响应。基于此,以西南地区为例,在对区域土壤保持、产水、净初级生产力(NPP)及粮食供应四类服务供给量和权衡/协同关系进行估算的基础上,构建生态系统服务供给指数、关系指数和综合指数。在对三类指数时空变化特征进行剖析的同时,重点探讨主要驱动因素与生态系统服务综合指数间的约束关系,识别临界阈值,进而明确区域生态安全分区及优化方案。结果显示:(1)2000—2020年,区域生态系统服务供给指数呈上升趋势,体现了生态修复的积极作用;同时,在追求生态系统服务供给能力最大化输出的过程中,造成了区域生态系统服务权衡关系的增强。因此,有必要将生态系统服务供给和权衡/协同关系同时纳入生态安全分区中。(2)空间上,三类指数的低值区高度重合,均位于川西高原;但高值区的分布存在一定差异,供给指数的高值区位于研究区西南角,而关系指数和综合指数的高值区位于研究区东部。(3)自然⁃社会条件、植被环境条件和社会⁃经济条件是影响区域生态系统服务综合指数变化的主要因素,三者与综合指数间呈倒“U”型约束关系,即存在明显的阈值效应。且随时间推移,自然⁃社会条件和植被环境条件对生态系统服务综合指数的约束效应略有收紧。(4)研究区以相对修复区为主,其次是重点修复区和相对安全区,生态安全区面积最小。未来可以对不同分区上的限制因素进行调整以实现区域生态系统服务供给最大和关系最优。

三峡消落带不同坡度狗牙根及实生土壤生态化学计量特征

三峡库区消落带反季节水位波动驱使下植物的养分适应策略和内稳态特征研究对消落带植被恢复及生态功能调控有重要意义。然而,三峡消落带范围广、地形复杂,不同生境下植物适应特征仍存在不确定性。本研究以三峡消落带广泛分布的优势植物狗牙根为研究对象,选取28个地形差异较大的样地进行采样分析,重点探讨不同坡度(0—5°、5—10°、10—15°、15—20°、>20°)狗牙根及其实生土壤生态化学计量特征的变异关系,揭示坡度对狗牙根养分适应及内稳态的影响机制。结果表明:(1)坡度对狗牙根实生土壤的养分及化学计量特征具有显著影响,土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、速效氮(SAN)、全磷(STP)、速效磷(SAP)含量均随坡度增加而降低,<10°的缓坡消落带土壤养分显著高于10°以上的样地;土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)均随坡度增加而降低,而氮磷比(N∶P)比相对稳定,表明坡度增大,土壤营养物的流失具有同步性,且流失速度较有机碳慢;(2)随坡度增加,狗牙根各营养器官C含量呈增加趋势,而氮(N)、磷(P)则呈降低趋势,且坡度变化改变了狗牙根各营养器官间的养分分配;植物根、茎C∶N、C∶P随坡度增加而增加,N∶P随坡度增加而降低,而叶片均没有明显变化,表明在坡度改变了土壤养分供应水平的情况下,狗牙根优先稳定其叶片化学计量比以提高适应能力;(3)坡度与土壤中SOC、STN、SAN含量呈现显著负相关,而土壤STN与狗牙根植物养分及化学计量特征均有显著相关关系,由此可见,坡度变化导致土壤氮素流失增加是影响狗牙根生态化学计量特征分异的主要机制;(4)狗牙根与实生土壤的碳氮磷元素内稳性整体表现为C>P>N,化学计量比内稳性表现为C∶P>C∶N>N∶P,随着坡度增加,狗牙根N、P的内稳性呈增强趋势,而C∶N、N∶P呈显著降低,表明坡度变化导致狗牙根形成了不同的适生策略。研究表明,在三峡库区复杂的地形条件下,狗牙根能有效维持体内化学计量平衡以响应不同的坡度条件,并且内稳性较好,是三峡库区消落带植被恢复与保护的优势植物物种。

水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响研究进展

淡水生态系统温室气体(CO2、CH4、N2O)排放是全球气候变化背景下的研究热点。水生植物作为淡水生态系统重要的组成部分,对水体生源要素的生物地球化学循环过程具有重要影响,进而影响水体温室气体产生与排放。本研究基于目前水生植物与水体温室气体排放关系的研究,探讨了水生植物对淡水生态系统温室气体排放动力学过程的影响,提出水生植物分布区可能是温室气体排放热点;水生植物种类、生活型的多样性增加了水体温室气体排放的变异性和不确定性,对监测和估算方法的准确性产生一定影响;进一步总结了水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响机制:1)机械作用,包括气体传输通道作用和浮叶植物的滞留作用;2)水生植物光合/呼吸作用参与水体碳循环,同时水生植物凋落物分解为水体代谢提供新鲜碳、氮源,提高温室气体产生速率;3)改变根际厌氧环境,影响根际CH4和N2O产生与排放;4)水生植物群落改变水体生态因子分配格局,影响水体异养代谢等。基于当前研究现状,本文提出要进一步开展不同尺度或不同生境条件下水生植物种类、生活型和生长代谢等对水体温室气体排放动力学的影响研究,并从水生植物群落尺度构建温室气体排放动力学模型,优化监测方法与估算模型,为推进我国淡水生态系统温室气体排放研究提供理论基础。

三峡水库消落带生境特征与植被恢复模式

[目的]三峡水库蓄水运行后消落带生境破碎斑块化加剧,极端生境胁迫严重损害植被的结构和功能。厘清三峡水库消落带生境状况,提出适宜性植被恢复对策,重建河流受损廊道综合生态功能,对构建区域生态安全格局和保障长江流域水资源安全具有重要意义。[方法]针对三峡水库消落带植被退化与生态功能受损的突出问题,系统解析了消落带生境特征及其对植被生长的影响,围绕水库河岸受损廊道生态修复重大需求,探讨面向消落带微生境构建与植被格局功能优化的三峡水库消落带植被恢复模式。[结果]三峡水库消落带生境状况受水库运行形成的独特水位节律、出露期植被生长季气候条件、土壤侵蚀与泥沙沉积过程、土壤环境等多生境因子协同影响,呈现高度空间异质性特征。水位变动形成的淹没时长、出露时令、淹水强度是影响植株繁衍、生长的首要因素;土壤侵蚀、泥沙掩埋、土壤水养条件等影响植被生长状况。[结论]三峡水库消落带植被恢复需综合考虑水位节律、立地条件与物种形态-功能性状,选育优质抗逆物种,注重土壤基质保育,突出植被格局的分区优化配置。重建消落带综合生态功能,为水库消落带生态治理提供理论支撑和科学依据。

基于提高森林覆盖率目标的跨区县横向生态补偿与供需对接——以重庆市为例

建立以提高森林覆盖率为目标的横向生态补偿,使保护发展生态的地区利益得到保障,绿化空间有限的地区在发展经济的同时也尽到绿化责任,从而推动各地间生态保护与经济发展的良性互动。以重庆市为例,考虑不同类型森林资源的数量、质量、造林管护成本差异,确定森林生态补偿指标价,同时建立灰色预测GM(1,1)模型,对标十四五规划,分析38个区县2025年森林覆盖率预期目标达成率,探索在全市森林覆盖率达到供需平衡下跨区县横向生态补偿供需对接关系。结果表明:(1)兼顾森林资源数量、质量和成本下38个区县单位面积森林补偿指标价介于5.69—7.32万元/hm^(2),平均为6.72万元/hm^(2),较目前基于成本的统一指导价3.75万元/hm^(2),高出0.79倍。(2)近10a森林覆盖率除大渡口区、江北区、九龙坡区、南岸区、长寿区、永川区、潼南区和忠县8个区县出现负增长外,其余30个区县呈正增长,预测到2025年达标的区县数量占全市总数的45%,其中达成率最高的是沙坪坝区(117.37%),最低是江北区(41.49%)。(3)依据各区县供需级别、对口帮扶结对关系、区位关系和政府购买意愿四个方面对接了14对补偿主体与客体,需购买森林面积介于0.13×10^(4)—3.82×10^(4)hm^(2),生态补偿总金额介于0.91×10^(4)—25.20×10^(4)万元,平均金额为8.72×10^(4)万元。结合不同类型森林数量结构、质量和造林管护成本等多方面构建的生态补偿标准,有利于提升森林质量、增强森林生态功能,可为重庆市各区县多途径达成横向生态补偿提供参考和实践借鉴。

近20a三峡库区(重庆段)县域尺度耕地利用碳源/汇时空演化特征

耕地碳状况的研究对农业可持续发展与达成我国双碳目标具有重要意义,又可反应农业对生态影响程度。基于三峡库区(重庆段)各区县农业数据、耕地数据等,对库区各区县近20年来耕地利用碳状况的时空演变进行了研究。结果表明:(1)从时间上看,库区耕地利用碳吸收从2000年到2020年增加了818.15万t,增幅为62.68%,蔬菜和粮食作物的碳吸收比例最大;碳排放量21年间增加了8.49万t,增幅为15.23%,化肥为主要碳排放贡献者,年均碳排放比例为57.22%;库区耕地利用21年间均存在碳生态盈余,且碳足迹与单位面积碳足迹逐年递减,碳足迹减幅高达44.72%。(2)从空间上看,库区耕地利用碳排放、碳吸收在空间上均成西南高、东北低的分布格局,而碳足迹呈现出南北高、中部低的分布格局,但三者的空间差异和变化幅度差异都较大。库区耕地利用的碳汇功能总体在增强。

酸沉降背景下马尾松林土壤水文物理性质比较研究

【目的】探讨酸沉降背景下马尾松林土壤水文物理性质及其与其他森林类型的差异。【方法】采用土钻法和环刀法,对重庆酸雨区马尾松林和毛竹林、针阔混交林、阔叶林4种森林类型的土壤水文物理性质进行研究。【结果】①马尾松林和毛竹林的各月土壤含水量较接近,且高于阔叶林和针阔混交林,以阔叶林最小;②马尾松林土壤容重、孔隙度、持水量和贮水量均与毛竹林差异不显著(P>0.05),但显著低于阔叶林(P<0.05)及针阔混交林(P<0.05);③马尾松林土壤初渗率变化在0.53~18.24 mm/min之间,稳渗率变化在0~7.33 mm/min之间,它们均与土壤容重呈负相关(P<0.01),但与土壤总孔隙度和非毛管孔隙度呈正相关(P<0.01)。【结论】酸沉降背景下4种森林类型的土壤水文物理性质以马尾松林和毛竹林较差,而阔叶林最好。

淡水生态系统温室气体通量监测方法综述

淡水系统是全球温室气体排放清单中最具不确定性的组成部分。淡水生态系统温室气体通量监测的方法多种多样,不同方法之间观测结果存在偏差,在一定程度上限制了全球或区域间的相互比较,是造成目前全球估算不确定性的重要原因。然而,目前关于淡水系统温室气体排放通量监测方法的系统梳理、比较及影响因素分析等鲜见报道。本研究在总结淡水系统温室气体排放特征的基础上,整理当前主要监测方法(箱法、边界层模型法、微气象法、倒置漏斗法)的基本原理、通用模型与算法、适用条件以及优缺点等,评价不同方法在实际应用中的适应性;进一步分析不同方法观测偏差的主要影响因素,提出当前箱法与边界层模型法存在方案众多、缺乏统一规范等问题,为研究方法的优化提供科学支撑;同时,综述了不同方法的对比研究,大部分研究发现箱法估算结果高于边界层模型法,而微气象法与箱法、边界层模型法观测的结果的一致性仍存在争议;最后,本研究提出未来应重点关注淡水系统温室气体通量监测方法的偏差来源及潜在影响,建议开展更多相关的方法学研究,进一步优化相关的估算模型及参数,研发具有普适性的监测规范,为提高监测结果的精度提供支撑。

三峡库区澎溪河消落带典型草本植物养分及生态化学计量特征

【目的】探究消落带植物的养分利用、养分分配特征以及水位梯度下不同植物的适应策略,为水库消落带植被恢复和生态重建提供科学依据。【方法】以三峡库区澎溪河白家溪消落带不同水位梯度的狗牙根(Cynodon dactylon)、狼杷草(Bidens tripartita)、苍耳(Xanthium sibiricum)、苘麻(Abutilon theophrasti)等4种典型草本植物为研究对象,测定植物根、茎、叶中C,N,P和K的含量,并计算化学计量比,比较不同植物养分利用及分配策略,探讨不同水位梯度下植物生态化学计量特征的响应规律。【结果】4种植物根、茎的C含量、C和N的含量比(C/N)、C和P的含量比(C/P)、C和K的含量比(C/K)均比在叶片中更高;4种植物叶片的N,P,K的含量及N和P的含量比(N/P)、N和K的含量比(N/K)均比在根、茎中更高。狗牙根和狼杷草在叶片C含量方面明显高于苍耳、苘麻;狗牙根各器官具有略低的N,P,K含量以及较高的C/N,C/P,C/K;狼杷草茎、叶具有较高的N含量和N/P,N/K;苍耳、苘麻叶片具有较高的K含量和K和P的含量比(K/P)。4种植物叶片的C,N,P,K含量随水位的增加均呈现先增加后降低的趋势,而C/N,C/K均呈相反的规律,N/P,N/K,K/P则相对稳定且变异均较小。【结论】4种植物各养分分配策略相似,均优先保障叶片的N,P,K含量以维持自身生长代谢;4种植物间养分含量和计量比特征存在明显差异,形成了各自独特的养分适应机制;水淹胁迫对植物叶片养分含量有明显影响,消落带中部植物养分含量略高于下部和上部,更有利于植物养分积累,下部极端水淹和上部夏季极端干旱可能导致植物养分利用效率提高、生长速率减慢;除C/N以外,消落带草本植物的养分计量比特征对水淹胁迫具有一定的稳定性,表现出较好的内稳性。水淹胁迫能够促使物种养分策略的分化,进而影响消落带生态系统养分的分布格局,同时不同物种形成了对水淹环境独特的养分适应对策,是消落带植物群落演变和稳定的重要驱动机制。

基于生态系统服务供需的贵州省生态安全网络构建与优化

贵州喀斯特地区生态本底条件脆弱、生态问题频发,严重制约了区域可持续发展。构建合理的生态安全网络对保障生态环境健康、促进社会-经济可持续发展意义重大。当前针对喀斯特生态安全网络构建的研究多强调生态系统服务的最大输出,忽视了社会-生态系统的相互联系和制约关系,导致构建的生态安全网络总体效果欠佳。基于此,本文以贵州省为例,依据生态系统服务总供给、供需关系界定生态斑块,并结合景观连通性以及重要生态斑块的数量和面积识别生态源地,筛选合适指标构建生态阻力面,通过最小累积阻力模型和重力模型生成生态廊道,并选出重要的生态节点,构建区域生态安全网络;在此基础上,结合生态保护与修复规划,提出区域生态安全格局优化策略。结果显示:(1)基于生态系统服务供需和景观连通性,共识别出研究区23个生态源地,面积为3.42×10^(4) km^(2),以林草地和耕地的景观类型为主,其中大型生境斑块主要分布在研究区东南部和北部。(2)构建了31条一级生态廊道和34条二级生态廊道,廊道总长度为8.75×10^(4) km;识别出生态节点共78个,沿廊道分布于各区县。(3)为加强盲区生态建设,在西部新增五处生态源地辐射区,生态源地辐射区面积为9.37×10^(4) km^(2)。同时,根据本文研究及区域相关规划,提出了“一带两轴三区多中点”的生态安全格局优化策略。本研究可为贵州省生态保护及区域生态安全提供科学参考。

贵州省碳吸收/碳排放时空变化特征及其与经济的脱钩效应

贵州省是我国喀斯特生态系统的典型分布区,生态敏感且脆弱,同时其也曾是我国的连片特困区,经济发展愿望迫切。对区域环境-经济发展状况及相互作用关系进行研究具有重要意义。研究从植被净生态系统生产力、土壤碳储量、岩溶碳通量三方面计算了贵州省陆地生态系统碳吸收,以能源燃烧排放的CO_(2)表征碳排放量,对区域碳吸收和碳排放的时空变化特征进行剖析,在此基础上构建环境碳负荷指数和脱钩弹性系数,用于解析贵州省碳收支状况及环境碳负荷与经济发展之间的脱钩关系。结果显示:(1)贵州省植被净生态系统生产力均值为257.72 g C/m^(2),呈逐步增强趋势,空间上呈现西高东低、南高北低的分布格局;岩溶碳通量的均值为6.71 t C/km^(2),年际波动较大,集中分布在研究区东北和西南部;土壤碳储量的均值为8.38 t/hm^(2),其高值区主要位于研究区南部和东部边缘;(2)区域碳排放呈现出了逐年增长的特征,表明了能源消耗的增强,形成了以城市高值区为中心向外辐射递减,各点之间以道路连通为特征的分布格局;(3)环境碳负荷指数呈逐年增长趋势,表征区域面临的环境压力越来越大,特别是在贵州省主城区出现了明显的收支不平衡,能源结构优化亟待加强;(4)综合脱钩状态整体以弱脱钩和扩张连接为主,且随时间推移脱钩状态由弱脱钩向扩张连接转变,说明环境保护滞后于经济发展,也就意味着贵州省经济的发展一定程度上牺牲了环境保护。未来应进一步强化生态修复工程的可持续性,同时发展绿色经济以促进区域生态-经济可持续发展。

黑龙滩水库消落带植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响

[目的]为阐明水库消落带不同植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响。[方法]以川中丘陵区黑龙滩水库消落带人工恢复与自然恢复植被下的土壤为研究对象,利用湿筛法测定分析土壤水稳性团聚体组成特征及其稳定性指标。[结果]消落带土壤>0.25 mm水稳性大团聚体含量与未淹水对照相比降低4.21%,其中,自然恢复植被下土壤水稳性大团聚体含量较对照下降12.27%,人工恢复植被下大团聚体含量较对照增加3.84%;不同植被恢复模式下土壤水稳性团聚体组成差异显著(p<0.05),人工恢复植被下土壤大团聚体含量(69.48%)显著高于自然恢复模式(43.20%);消落带土壤水稳性团聚体稳定性随水位高程增加而升高,团聚体稳定性指标>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)人工恢复模式下均大于自然恢复模式,团聚体分形维数(D)、土壤可蚀性因子(K)与团聚体破坏率(PAD)人工恢复模式小于自然恢复模式,表明人工恢复模式下土壤水稳性团聚体稳定性、土壤抗蚀性高于自然恢复模式。[结论]黑龙滩水库消落带在淹水后土壤团聚体稳定性下降,但人工恢复模式能有效改善土壤团粒结构,研究结果可为黑龙滩水库消落带土壤结构稳定性评价及植被恢复提供科学依据。

川西亚高山三种天然次生林土壤微生物多样性变化特征

开展川西亚高山相似土壤母质背景下天然次生林土壤微生物群落结构及其多样性探究,可加深次生林更新过程中土壤微生物群落结构变化的认知。选取川西米亚罗林区20世纪60年代采伐后经自然更新恢复形成的3种天然次生林(槭-桦阔叶林,ABB;桦-槭-冷杉针阔混交林,BAA;岷江冷杉林,AFF),分析林下表层(0—20 cm)土壤微生物群落结构变化及其影响因素,结果显示:(1)3种林型土壤细菌Chao1和Shannon指数均极显著高于真菌,但仅真菌群落的Shannon指数差异显著,表现为BAA>ABB>AFF;(2)细菌群落优势门主要为变形杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门、绿弯菌门,相对丰度占比超过82%;真菌群落则为子囊菌门和担子菌门,占比超过85%,AFF担子菌门相对丰度最高而子囊菌门最低。(3)RDA分析显示,土壤pH和乔木物种多样性(Shannon指数)是影响微生物群落结构变化的主导因子;土壤养分元素对细菌群落影响不显著,真菌群落主要受TN、TP含量显著影响。总体上,林型间乔木层物种多样性、土壤酸碱度及其氮磷含量是导致微生物群落结构变化的关键因素。

梯级筑坝下小型山区河流水体碳氮磷的时空特征及富营养化风险

梯级筑坝对河流水环境演化的影响是国内外关注的热点.小型山区河流高密度梯级开发对水体生源要素的空间格局以及水环境演化的累积影响特征尚不清楚.以重庆市五布河为研究对象,对流域内8个“河流—水库—下泄水”交替系统中表层水体理化因子及碳(C)、氮(N)、磷(P)形态组成进行季节性监测,探讨了梯级筑坝对小型河流生源要素空间格局及水体富营养化风险影响的累积特征及驱动机制.结果表明:梯级水电开发对五布河流域水生生境和生源要素空间分配的影响具有潜在的累积效应,各库区水体碳氮磷浓度均呈逐级增加的空间规律;水库段的有机碳及不同形态的氮、磷浓度均高于入库河流,因此水体养分浓度呈现出河段尺度(即单个河流—水库—下泄水系统)和流域尺度(即上游至下游)耦合的空间变异模式.上游水库中溶解性氮、磷的再释放及下泄输移能够补给下游库区,加之下游水库泥沙对氮、磷的吸附—沉积作用的减弱,导致水体氮、磷总量及溶解性氮、磷的占比沿程增加,呈现梯级筑坝对水环境演化的累积影响.梯级筑坝影响下河流碳氮磷总量的相关性减弱,而溶解性养分间的相关性增强,形成了特殊的养分协同演化;水库群之间水力滞留时间的差异与水体碳氮磷浓度具有较好的线性关系,是影响流域养分分配的关键因素.五布河流域水体均为高富营养化风险,由于梯级筑坝下水体溶解性养分的逐级增加,下游水库水华风险更大;水力滞留时间与水体富营养化指数及叶绿素a浓度呈显著正向关,结合氮磷比特征的分析,本研究认为外源磷输入控制及水力滞留时间的调节是五布河梯级水库富营养化防控的有效途径.

丘陵山区不同种植型乡村产业融合水平测度及障碍因子诊断

为探明乡村产业融合水平的差距及障碍因子,该研究基于重庆市(江津)现代农业园区6镇15个样点村的调研数据,从产业融合行为、融合效益2个维度构建指标评价体系,采用熵权-TOPSIS法、耦合协调度模型和障碍度模型,测算不同种植型乡村产业融合水平,并诊断其障碍因子。结果表明:1)样区乡村产业融合水平整体偏低,均值仅0.210。分产业类型来看,花椒型(0.399)>粮油型(0.254)>花木型(0.134)=蔬菜型(0.134)>水果型(0.127)。从同类产业乡村差距来看,花木型、蔬菜型和水果型乡村之间融合水平差值均低于0.110,但花椒型和粮油型乡村差距较大,分别为0.732和0.361。2)乡村产业融合耦合协调水平不高,14个样点村处于不同程度的失调状态,占比近93.33%。耦合协调度最大的是花椒型乡村(0.436),其次是粮油型乡村(0.369),最后依次是蔬菜型(0.291)、花木型(0.285)和水果型(0.274)乡村。同类乡村内部之间的耦合协调度差距也较大,花椒型(0.372)>粮油型(0.201)>水果型(0.157)>蔬菜型(0.098)>花木型(0.051)。3)在障碍度≥0.08水平上,村镇邻近度、产业化新型农业经营主体比例、融合主体人均受教育年限、有无产业融合配套设施等因子对各类乡村产业融合发展产生不同程度的影响。乡村应立足自身特色资源,持续加大资源要素投入,夯实产业融合基础,差异化制定融合提升方案,拓展农业发展的广度和深度。

重庆铁山坪马尾松天然次生林降雨截持与贮水特征

马尾松林是三峡库区防护林体系中最重要的森林类型,然而以往对结构更为复杂的马尾松天然次生林的生态水文效应研究还很不足,限制着全面了解和准确评价库区森林发挥的涵养水源服务功能。以重庆铁山坪的马尾松天然次生林为对象,采用定位监测结合室内测定的实验方法,系统研究了林冠层、林下草本层、枯落物层、土壤层的水文特征。结果表明:(1)2010—2011年马尾林穿透雨量、干流量、林冠截留量分别占总降雨量(1972.39 mm)的84.66%、0.26%和15.07%,且均与次降雨量呈显著正相关(P<0.01),其中干流在次降雨量达到5 mm时产生;林冠截留量随次降雨量增大而逐渐达到饱和(6 mm左右)。(2)林下草本植物的地上生物量达1.32 t/hm^(2),其持水率随浸水时间呈对数函数增加(P<0.01),最大持水量为0.61 mm。(3)枯落物贮存量达10.74 t/hm^(2),未分解、半分解、未分解与半分解混合枯落物的最大持水率为183.76%、206.31%和197.62%,未分解与半分解层枯落物的最大持水能力达1.44 mm。(4)0—80 cm土层的饱和贮水量达334.75 mm,其中滞留贮水量达49.08 mm,占饱和贮水量14.66%。马尾松天然次生林各作用层的降雨截持及贮水作用明显,其中尤以土壤层贮水能力最强。研究结果可为三峡库区森林涵养水源服务功能模拟与评价提供重要参考依据。

紫色土坡面细沟形态变化及其对产流产沙的影响

[目的]揭示紫色土坡面细沟形态特征及其对产流产沙的影响,阐明紫色土区影响细沟产流产沙的主控因素,进而为紫色土区水土流失治理提供参考依据。[方法]以紫色土坡耕地为研究对象,设计3个流量(6,8,10 L/min)和5个坡长(1,2,3,4,5 m),利用放水冲刷试验定量分析细沟形态和产流产沙变化特征,探讨细沟形态变化对产流产沙特征的影响。[结果]随流量增加,沟宽和沟深均呈增大趋势,宽深比则呈减小趋势;随坡长增加,沟宽与宽深比呈先减小后增大的趋势,沟深变化规律则相反,且细沟形态在坡长3~4 m存在突变。流量与产流率、产沙率和细沟侵蚀速率呈正相关关系,坡长与产沙率呈正相关关系,而与产流率和细沟侵蚀速率呈负相关关系,其中产流率主要受流量的影响,而产沙率和细沟侵蚀速率受流量和坡长交互作用的影响较大。相关性分析表明,相比于产流(r=0.54,p<0.05),细沟形态与产沙关系更为密切(r>0.67,p<0.01)。通过多元逐步回归分析发现,沟宽是影响细沟侵蚀速率的关键因素(p<0.05),沟深是影响产沙率、累积产沙量的关键因素(p<0.01)。[结论]沟宽与沟深可用于预测紫色土坡面侵蚀程度,其中沟深是表征侵蚀产沙的最佳指标,未来细沟侵蚀防治措施重点应在控制沟深发育方面。

重庆铁山坪马尾松林凋落物输入及分解动态与持水特性

为揭示三峡库区马尾松林凋落物现存量及其生态水文效应,采用定位监测与室内测定相结合的方法,对马尾松林凋落物输入、分解及其持水能力进行了研究。结果表明:(1)马尾松林月总凋落物量变化为11.54~90.31 g/m^(2),与其组分(除阔叶外)的年内变化均呈“双峰”模式;年凋落物组分排序为枯死针叶>有机碎屑>树枝>阔叶>树皮及球果>青黄针叶。(2)凋落物现存量为1204 g/m^(2),其中未分解层、半分解层和已分解层分别占29.98%,31.56%,38.46%。(3)凋落物年失质量率为35.62%,月失质量率变化为1.04%~6.75%,干质量残留率与分解时间呈显著负相关关系(p<0.01)。(4)未分解层、半分解层和未分解+半分解层凋落物的有效拦蓄水深分别为0.50,0.59,1.12 mm,其持水率均随浸水时间呈倒“J”型变化(p<0.01),吸水速率则均随浸水时间呈“J”型变化(p<0.01)。可见,马尾松林凋落物各组分输入量、各层次储量及其持水能力均有较大差异,研究结果可为三峡库区马尾松林水源涵养功能准确评价提供科学依据。