湘北丘陵林-稻系统稻田表面水质量效应及评价研究

为了研究并评价中南丘陵区林地-稻田复合生态系统稻田表面水的环境质量效应,以河滨平原稻田为对照,于2013年4月中旬到9月上旬对湘北汩罗市桃林林场两类林-稻(松-稻、混-稻)系统稻田进行表面水原位研究,基于不同时期各系统稻田表面水总氮、总磷、NO-3-N、NH+4-N、有机氮、水溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(WPOC)、COD、总Pb、总Cd、pH等指标的监测结果,用通径分析法研究了不同林-稻系统稻田表面水的环境机制,同时用模糊数学综合评价法对稻田表面水质量进行了评价。结果表明:(1)在非稻季,人为干扰少的混-稻系统稻田表面水污染风险低于松-稻系统及对照,其中前者稻田表面水属Ⅲ类水,后两者表面水属Ⅴ类水;(2)在稻季,两类林-稻系统稻田表面水水质优于对照,前者稻田表面水平均总氮、COD、总Cd、总Pb含量仅分别是对照的75.0%,78.4%,62.6%,87.6%。在研究中发现,稻田表面水有机质依循"生物有机质→胶体有机质→颗粒有机质→稻田土壤"途径循环转化;稻田表面水颗粒有机质含量规定了稻田表面水85.7%的COD和77.3%的镉、76.2%的铅,是影响稻田表面水质量的关键因素。综上所述,丘陵林-稻复合系统稻田表面水质量优于平原区,林-稻复合系统具有阻断污水灌溉、屏蔽病虫传播的环境优势;稻田表面水水质受水体有机质循环机制调节。

湘北丘陵林-稻系统镉的迁移

为了研究中南丘陵区林-稻系统镉的迁移规律,2012年5月下旬至9月上旬(中稻稻季)在湘北汩罗市桃林林场选择两种类型的林-稻复合生态系统针对降水、地表径流、山塘水、稻田水及其中镉含量用收支平衡法进行了原位动态研究。结果表明,(1)以降水形式从区域外输入的镉是湘北地域地表系统主要的外来镉源,镉的输入主要集中在稻季的早期;(2)镉以雨水形式输入丘陵林-稻系统后,53%被林地截留,7.5%累积于山塘,11.6%存留于稻田,其余28.9%以稻田水和稻草、谷粒的形式输出林-稻系统;(3)不同林-稻系统比较,混-稻系统对外源镉的固持功能最强,松-稻系统其次,对照系统最弱,其原因在于各系统间岗地森林郁闭度存在差异,郁闭度大能增强岗地对镉的固持能力;(4)在岗地截留镉能力较弱的情况下,山塘能够减缓系统镉的迁移强度;(5)岗地输入山塘水中的大分子有机物能加强镉在稻田中累积。综上所述,林-稻系统镉的累积与雨水常年输入镉有关,系统内岗地森林郁闭度、与有机物输出相关的森林类型影响镉在系统中的迁移和分配。

冰灾后城市森林不同恢复类型土壤微生物特性及其对土壤因子的响应

为探究冰灾后城市森林不同植被恢复类型土壤微生物的演变特征,对长沙天际岭林场冰灾后3种恢复植被的栾树人工纯林、蕨草地、针阔混交林冬夏两季的土壤微生物数量、微生物活度、土壤理化性质及其相互关系进行了比较研究。结果表明,夏初不同植被恢复类型0-15cm土层土壤微生物活度以针阔混交林最高(0.302),蕨草地次之(0.261),栾树人工纯林最低(0.192);3类植被中栾树人工纯林土壤冬季放线菌活力最弱,夏季细菌活力最弱;栾树人工纯林、针阔混交林土壤微生物生命活动冬季以真菌、细菌为主,夏季以真菌、放线菌为主,蕨草地无论冬夏土壤微生物活动都以真菌和细菌为主,放线菌活动较弱;在土壤微生物生命活动旺盛时期,土壤有机碳含量与土壤微生物数量呈显著正相关,同时土壤微生物能忍受较高的土壤含水量、要求较低的土壤容重,在土壤微生物生命活动衰弱时期土壤有机碳含量与微生物数量不相关或呈负相关,此时土壤微生物要求较低的土壤含水量、较高的土壤容重。总之,栾树人工纯林土壤微生物生命活力比自然恢复的常绿次生针阔混交林及以姬蕨为主的蕨草地差,而后两者表层土壤微生物性状相比针阔混交林地优于蕨草地。

武陵山脉龙山段土壤有机碳密度分布及控制机制

为了探究山地地貌背景下土壤有机碳密度的分布规律及影响因子,以湘西北龙山县土壤有机碳(0~100cm土层)为研究对象,对其密度及储量进行了研究。运用ArcGIS空间插值法估算了该县土壤有机碳密度的空间分布格局并利用Surfer软件绘制有机碳密度地形空间分布图。结果表明:龙山县0~100cm土层土壤有机碳储量为30 537.07×10~9 g,平均有机碳密度达10.61kg·m^(-2),略高于全国平均水平(9.60kg·m^(-2))。研究区有机碳密度以位于境内两条山脉西北坡的山原最高,龙山主脉山脊、紧接河谷的中低山山地有机碳密度次之,河谷开阔地与山地之间的缓坡地带土壤有机碳密度再次,龙山主脉两侧河谷开阔地带最低。山脉东西坡水热条件的差异是东西坡土壤有机碳密度差异的根本原因;人为因素的影响导致旱耕地土壤有机碳密度低于山地土壤。

森林景观异质性研究进展

景观异质性作为当前景观生态学热点研究问题之一,已成为景观生态学家们重要的探究对象。现以森林生态系统为研究对象,在大量文献的阅读和分析的基础上,详细阐述了景观异质性的概念,综述了森林景观异质性在国内外的主要研究内容和研究方法。并从森林景观多样性、生物多样性、生态系统的抗干扰性、林地生产力等角度阐述了景观异质性与森林可持续发展、最优功能之间的内在关联,旨在为区域森林环境管理和规划提供有用的理论指导。并对景观异质性与其它学科的理论和方法相结合的构想进行了展望。

节水灌溉措施下湘东北丘陵林-稻汇水区复合系统铅的迁移

铅通过食物链的迁移和积累对人类健康的毒害作用日益为社会所重视,而水稻是人类铅摄入的主要途径之一,因此,对稻田土壤铅的迁入途径及其过程特征的研究十分必要.为了探明湖南地区远离城镇、工矿区的丘陵稻区铅的输入、迁移、滞留机制,选择位于湘东北地域的汩罗市桃林林场的林地-山塘-稻田汇水区系统作为研究对象,在水稻大田生长期间,原位研究其大气沉降、岗地径流、山塘水、稻田水、水稻生长等过程的铅通量.结果表明:①输入系统的铅源是大气沉降,其中,在水稻生育前期通过东南季风输入的区域外源铅占90%;②山塘是大气沉降铅的主要集纳地貌单元,存留了大气沉降输入岗地和山塘总铅的66%;③林-稻汇水区系统岗地铅净留存28.8~57.7 g·hm^-2,山塘铅净留存604.3~961.9 g·hm^-2,稻田铅净留存89.6~90.9 g·hm^-2;而对照系统岗地铅净输出173.3 g·hm^-2,山塘净留存3427.6 g·hm^-2,稻田净留存87.1 g·hm^-2;④岗地和山塘对铅的截留量能够互补;⑤从岗地通过径流-山塘水过程迁移到稻田的大分子有机物能够增强稻田对铅的截留.综上所述,丘陵林-稻汇水区系统中铅的循环与大气沉降有关,系统内岗地森林类型、郁闭度、降水产流及泥沙、有机物的输出都会影响铅在系统中的迁移和分配.