中国三大粮食作物耕地生态系统碳足迹分析

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,其中水稻、玉米和小麦的固碳量分别占41.92%,38.62%和19.46%;三大粮食作物的固碳量远超出农田生产要素引起的碳排放量,两者之比为5.37:1,表明全国农田生态系统具有较强的固碳能力;2)全国农业碳排放总量持续增加但增速下降,化肥和柴油是主要碳源;3)三大粮食作物耕地生态系统表现出较大的碳生态盈余,2019年碳足迹为17.55×106hm^(2),占耕地比例为18.62%,即三大粮食作物耕地系统生产排放的CO_(2)降低至需要全国不到1/5的三大粮食作物耕地来消纳。研究结果有助于明晰耕地生态系统在碳循环中的地位,对促进农业碳减排,全国2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”的战略提供科学依据。

2005-2015年小江流域生态系统服务供需变化及对石漠化的响应

喀斯特地区石漠化及其生态修复引起的土地利用变化,改变了地表植被覆盖等下垫面条件,进而对生态系统服务产生影响。为了探究石漠化治理工程以来生态系统服务变化情况,采用InVEST、CASA模型等多种模型和方法,研究了小江流域2005—2015年水服务、粮食服务和固碳服务的供需时空变化及对石漠化的响应。结果表明:(1)3种服务的供给水平整体都呈现递增趋势,增幅分别为14.34%,44.00%,40.11%,而需求方面,水服务和固碳服务呈现增加趋势,增幅为3.26%和61.54%,粮食服务呈现减小趋势,减幅为6.98%。(2)水服务和粮食服务的供需比均呈现增加趋势,且供给大于需求,而固碳服务的供需比呈现减小趋势,2015年供给小于需求。(3)石漠化面积越大的区域,粮食服务越低,随着石漠化程度的加重,水服务和固碳服务都呈现递减趋势,而随着石漠化面积减小,水服务和固碳服务变化不明显,粮食服务呈现一定程度的增加趋势,其中变化的面积越大,趋势越明显。流域内生态系统服务的供需状况及对石漠化的响应可在一定程度上反映石漠化治理对人类福祉的影响,能够为区域内生态系统的管理以及石漠化综合治理提供重要的参考。

喀斯特断陷盆地土地利用对生态系统生产力的影响

为了客观地评估断陷盆地土地利用对生态环境的影响,从生态系统服务变化反映更深层次的人地之间复杂关系,本文基于断陷盆地多时间序列土地利用数据和陆地植被净生产力(NPP),阐明断陷盆地NPP时空变化趋势,揭示多年间土地利用变化的地类层次变化特征;运用生命周期评估方法,定量地分析土地占用和土地转化对石漠化地区陆地植被净生产力的影响,探讨石漠化治理的生态效益。结果表明:1) 2000-2015年间,断陷盆地大部分区域NPP变化不显著,少部分区域变化显著,以上升趋势为主;2)在6种地类中,林地变化平稳,建设用地增加趋势活跃且强烈,草地减少趋势活跃且强烈;3)林地占用潜在植被生产力与现有NPP之间的差值由西向东逐渐增加,与林地占用面积减少的空间分布一致,林地分布影响林地植被净生产力水平;4)研究区北部植被自然生长情况较好,东部地区六盘水市、普安县和陆良县石漠化区域林地植被存在一定程度的天然退化,林地生态恢复工程效果不明显;5)研究区80%的土地转化类型使得NPP增益,其中使NPP明显提升、有效而普遍的方式是草林转换和退耕还林;林地转为建设用地则对NPP的损害最大。

岩溶断陷盆地典型县域石漠化治理综合效益评价——以云南建水县为例

云南省建水县境内分布有建水盆地、曲江盆地两大盆地,是岩溶断陷盆地区的典型代表,并且是石漠化综合治理工程“十三五”建设的重点县域,近十年来石漠化治理产生了明显的成效。为探究岩溶断陷盆地石漠化治理的成效,文章以建水县为例,基于2007—2017年Landsat TM数据,森林资源二类调查数据、石漠化监测数据及社会经济年鉴数据,借助主成分分析法、熵值法建立了建水县石漠化治理效益评价体系,对建水县石漠化治理效益进行了综合性评价。研究表明:①2013年以前综合效益及生态、经济、社会效益均呈现出上升的趋势,2013年以后,各项效益上升幅度开始减小。②建水县石漠化治理综合效益及经济、社会、生态效益存在正向可持续性,且经济和生态效益的可持续性要明显高于社会效益。③从指标层来看,限制社会效益的主要因素为外出打工人口增加率及空巢老人数目增加率,区域吸引力不足。生态效益中植被覆盖增加和石漠化面积减少在人口较少、生态修复力度较大的山区更为明显。而经济效益中,粮食产量上升趋势明显低于二三产业经济生产总值占比和经济作物收益的增加趋势。建水县石漠化治理以来,产业结构得到了改善,石漠化面积减少,居民满意度得到了提升。

云南省建水县石漠化修复模式评价

基于1992—2017年Landsat TM数据、建水县森林资源二类调查数据及云南省石漠化监测数据,借助Mann-Kendall突变分析和趋势分析等方法,探讨近25年云南省建水县植被的时空变化特征及不同石漠化修复模式下的植被恢复情况。结果表明:1)25年间,建水县植被覆盖整体上呈上升趋势,平均增速为0.065%/10a,以2008年为界,增速由之前的0.077%/10a增加到0.475%/10a;2)25年间,建水县植被覆盖呈增加趋势的区域、无显著变化区域及呈减少趋势的区域面积占比分别为55.32%,34.44%和10.24%;3)对于不同修复模式,在10年的修复时间范围内,纯生态林模式与混交生态林模式下植被恢复效果差别不大,而在25年的修复时间范围内,混交生态林模式下植被修复速率明显优于纯生态林修复模式,优势主要展现在修复后期。短期内,纯生态林模式中阔叶树和桤木的植被修复效果较好;从长期看,云南松和车桑子是较好的修复树种。混交生态林模式中,针叶混交林修复速率在10年和25年修复时间范围内均表现最优,是较好的混交模式。研究结果揭示了不同治理模式对植被恢复的效果,可为优化石漠化区域生态修复方法提供理论依据。

基于CASA模型的2005—2019年云南断陷盆地NPP时空变化研究

净初级生产力(NPP)是研究生态系统中物质和能量流动的基础,NPP的空间分布与区域植被生长状况、地形、气候等因素息息相关,其变化可以反映一个地区生态环境质量状况。岩溶断陷盆地是新生代断裂活动及溶蚀作用共同形成的山间盆地的一种类型,由于其地形复杂、气候反差大且土地抗干扰能力差,石漠化现象极为严重且治理难度大。断陷盆地主要分布在云南东部、四川攀枝花西昌及贵州西部,经过近年来石漠化治理、陡坡地生态治理等为代表的生态环境建设综合治理工作,生态文明建设成效显著,为了进一步探究NPP对生态环境变化的响应,研究了云南省断陷盆地所在县域NPP时空变化情况,利用MODIS影像数据和CASA模型估算了其2005、2010、2015、2019年的NPP值并利用GIS进行分析。结果显示:从时间尺度来看,2005—2019年间云南省断陷盆地NPP平均水平呈现先下降后上升再下降的趋势。从空间上来看,NPP平均值自东向西、自南向北递减。东部、南部地区如师宗县、丘北县、马关县等NPP平均值较高,而西、北部昆明西山区、昆明盘龙区、澄江县、呈贡县等NPP平均值较低,不同地区间差异较大。结合石漠化治理情况来看,石漠化面积变化显著的地区NPP变化也较大,NPP均值在石漠化变化率下降较大的地区有明显升高。NPP的动态变化,说明了云南省断陷盆地近年植被有所恢复、石漠化治理工程取得了一定成效,但仍不够稳定,生态治理仍将是一项长期工程。

基于土地利用变化的喀斯特断陷盆地景观格局演变与生态安全评价

喀斯特地区生态重要性与脆弱性并存,研究喀斯特断陷盆地景观生态安全格局演变对当地土地利用高效管理和生态修复具有重要意义。以云南、四川、贵州三省交界处的喀斯特断陷盆地为研究对象,基于2000—2020年土地利用数据,通过构建土地利用转移矩阵、计算景观格局指数和景观生态安全指数,系统分析土地利用、景观格局与景观生态安全水平的时空演变特征。结果如下:(1)林地、草地、耕地是研究区主要土地利用类型,面积占比超过96%。土地利用变化主要发生在2005—2010年和2015—2020年,空间上表现出整体稳定而局部变化剧烈的特点,以退耕还林还草和林地向草地转换为主,耕地面积在过去20年共减少了386.62 km^(2)。(2)景观多样性与均匀度上升,景观蔓延度下降。林地的最大斑块面积比例下降而草地上升,多数用地的斑块密度上升而集聚度下降,土地利用结构整体优化,但破碎化趋势明显,尤其是林地、耕地和草地。此外,建设用地呈连片化扩张。(3)景观生态安全水平明显提升,一般安全及以上安全区面积占比由2000年的62.35%上升到2020年的98.11%。在石漠化治理和生态保护的推动下,南部的生态安全水平大幅提高,推动空间格局从“北高南低”逐步转向“南北相对均衡”。景观生态安全水平的空间集聚性明显,高-高值集聚区主要在北部而低-低值集聚区主要在南部,需进一步推动北部生态保护以保障其生态屏障功能的发挥,并加强南部生态修复来提升其生态安全水平。此外,需持续推进石漠化治理并合理调控当地经济发展与生态保护间的关系,来维持生态安全水平的长期稳定。

贺兰山不同坡向和海拔梯度土壤团聚体组成和稳定性变化特征及其影响因素

认识山地土壤团聚体稳定性的空间分异规律,对山地生态系统功能评估与土壤侵蚀防治具有重要意义。为探究干旱区山地土壤团聚体稳定性空间变化特征及其影响因素,选取贺兰山不同坡向(西北、东南、东北和西南)和海拔梯度(1300—2800 m)的表层(0—10 cm)和表下层(10—20 cm)土壤为研究对象,测定了土壤水稳性大团聚体和微团聚体组成,分析了土壤团聚体稳定性的空间分异特征,揭示了土壤团聚体稳定性与地形,植被和土壤性质之间的关系。结果表明:研究区土壤以>2 mm和0.25—0.05 mm粒级团聚体为主。综合土壤粘粒分散系数(CDC)和粘粒分散率(CDR)分析,东北坡和西南坡土壤微团聚体稳定性较优于西北坡和东南坡。对于土壤水稳性大团聚体稳定性指数,东北坡团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)最低,分别为1.56 mm和0.44mm,土壤水稳性团聚体稳定性最差。随海拔升高,土壤CDC和CDR减小,团聚度(DOA)增大,表层土壤GMD呈上升的趋势,而表下层土壤MWD和GMD值减小。冗余分析表明土壤理化性质是影响不同海拔和坡向下土壤团聚体稳定性的主要因素,其中土壤容重、毛管孔隙度、粘粒含量和交换性Mg2+是主要影响因子。

若尔盖高原不同退化程度草地植物种群生态位特征

为探索高寒脆弱生态区不同退化程度草地生态系统中各植物种群资源利用能力,通过草地群落学调查结合物种重要值、 Shannon-Wiener生态位宽度指数、 Pianka生态位重叠指数等对若尔盖高原轻度退化、中度退化、重度退化和极重度退化草地植物群落特征及主要种的生态位进行了研究。结果表明:①在轻度、中度退化群落中,建群种为莎草科Cyperaceae植物线叶嵩草Kobresia capillifolia,已侵入不可食性杂类草,且具有较高的重要值;在重度、极重度群落中,建群种更替为禾本科Poaceae植物垂穗披碱草Elymus nutans和赖草Leymus secalinus,群落中不可食性杂类草的重要值高于轻度和中度退化群落。②随着退化程度加剧,除建群种具有较高的生态位宽度以外,退化草地指示种也在群落中占较大的生态位宽度,增加了草地优良牧草的生长压力。③群落中主要种之间的所有生态位重叠指数平均值随退化程度加剧而降低,依次为轻度退化(0.59),中度退退化(0.58),重度退化(0.42)和极重度退化(0.40),主要种群之间对资源的利用随退化程度加剧在整体上逐渐趋向于离散。轻度退化群落中的线叶嵩草、黄帚橐吾Ligularia virgaurea,中度退化中的线叶嵩草、乳白香青Anaphalis lactea,重度退化中的垂穗披碱草以及极重度退化中的赖草,与群落中的其他种群之间的生态位重叠值较高。综上,若尔盖高原草地在退化过程中,伴随具有不同资源利用策略的植物种群替代的过程。

岩溶区不同母岩植物群落物种组成及优势种群生态位差异

以广西平果市纯石灰岩、石灰岩夹白云岩天然次生林为研究对象,在野外群落调查基础上,应用Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠指数进行优势种群生态位特征分析。结果表明:纯石灰岩生境下调查到维管植物56种,隶属于35科45属,石灰岩夹白云岩生境下调查到维管植物44种,隶属于33科42属。两种生境下桑科(Moraceae)物种丰富度均占有明显优势,主要为榕属及波罗蜜属。豆科(Leguminosae)、荨麻科(Urticaceae)、楝科(Meliaceae)植物在纯石灰岩生境占优势;大戟科(Euphorbiaceae)植物在石灰岩夹白云岩生境下占优势,群落总体相似性较低。乔木层植物蚬木(Excentrodendron hsienmu)、灌木层植物葡萄叶艾麻(Laportea violacea)与草本层植物肾蕨(Nephrolepis cordifolia)为两种母岩生境植被中的共有物种且生态位宽度指数较高。纯石灰岩森林乔木层与灌木层优势种生态位完全不重叠种对数量较石灰岩夹白云岩森林高14对,纯石灰岩森林乔木、灌木物种相对丰富。在岩溶区进行植被恢复建设中,应依据不同岩性背景优先选择生态位宽度较宽的物种作为先锋树种,同时考虑与其生态位重叠指数低的树种作为伴生种,避免植物不适宜生长或生态位功能冲突。

典型耕作土壤团聚体力稳性的区域分异特点及其影响因素

土壤团聚体力稳性直接影响根系生长和农业耕作等过程。为探究不同类型土壤团聚体力稳性的区域分异规律,自北向南选取典型农业种植区耕作土壤(黑土、褐土、红壤和砖红壤),通过抗压试验测定不同粒径团聚体(1~2、3~5、>5~8、>8~10 mm)的抗张强度、破碎能量和易碎性指数,分析其与土壤理化性质和气候因子间关系。结果表明:抗张强度和破碎能量自北向南逐渐减小,并随团聚体粒径增大而减小,但具体变化特征因土壤类型而异。易碎性指数自北向南先增大后减小,其中红壤最大(0.87),黑土最小(0.47);相比温带地区黑土和褐土,亚热带和热带的红壤和砖红壤易碎性指数的粒径分异更为明显,表现为其小粒径团聚体易碎性指数(1.10和0.76)显著高于大粒径团聚体(0.65和0.58)。抗张强度和破碎能量与蛭石呈极显著正相关关系(r=0.73和0.70,P<0.01),与年均降水量呈极显著负相关关系(r=-0.72和-0.72,P<0.01);易碎性指数与年均降水量呈极显著正相关关系(r=0.66,P<0.01),与蛭石、碳氮比、非晶形氧化锰呈极显著负相关关系(r=-0.75~-0.66,P<0.01),表明在区域尺度上气候因子通过黏土矿物控制团聚体力稳性的空间分异。研究结果为不同区域农业土壤质量的评估与改良提供了理论依据。

滇东岩溶断陷盆地水资源脆弱性评价

滇东岩溶断陷盆地区独特的“土在楼上,水在楼下”的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出。当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一。本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为基础构建评价模型,选取水资源开发利用率、人均水资源量等具有代表性的18个指标构建水资源脆弱性评价指标体系,使用熵值法和层次分析法相互结合进行赋权,对滇东岩溶断陷盆地石漠化区的水资源脆弱性进行了评估。结果表明:滇东岩溶断陷盆大部分区县水资源脆弱性为中度及重度脆弱,其中马龙县、华宁县、罗平县为轻度脆弱。禄劝县、开远市、个旧市和泸西县等县为重度脆弱区,耕地石漠化面积比、人均水资源量、供蓄水比、生态需水满足率以及万元工业增加值用水量是驱动该区域水资源脆弱的关键因素。通过该区域水资源脆弱性评估,本研究有针对性地提出了滇东岩溶断陷盆水资源适应性管理对策,为有效缓解该区域水资源脆弱性提供科学依据。

Pb^(2+)、Cd^(2+)复合胁迫对桑树光合作用的影响

【目的】土壤重金属污染日益严重,重金属对植物的影响备受关注。目前,研究多限于重金属单一胁迫对植物的影响,但土壤重金属污染存在形式并不是只有一种重金属,而是由多种重金属复合而成,研究重金属单一胁迫与复合胁迫对植物生长及光合作用的影响与差异很有必要。【方法】本研究以桑树幼苗为实验材料,通过添加不同质量分数的Pb2+和Cd2+进行桑树幼苗土培实验,分析单一胁迫与复合胁迫对桑树幼苗生长指标、光合色素含量和光合作用指标的影响与差异。【结果】Pb2+单一胁迫降低了桑树叶绿素含量和类胡萝卜素含量,Cd2+单一胁迫对叶绿素含量是"低促高抑",对类胡萝卜素而是随Cd2+含量的增加抑制作用增强。复合胁迫对桑树光合色素含量起到抑制作用,且程度强于单一胁迫。桑树叶片的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)及表观量子效率(φ)均受到重金属胁迫的抑制作用,且随含量增大,抑制作用增强。单一胁迫和复合胁迫对桑树叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)均起到抑制作用,从而显著地限制了桑树的生长。【结论】重金属单一胁迫及复合胁迫对桑树幼苗的生长指标、光合色素含量以及光合作用均有抑制作用,且重金属含量越高,桑树幼苗受到的抑制作用越强,复合胁迫对桑树幼苗的抑制作用存在协同效应,毒害程度强于单一胁迫;在重金属胁迫条件下,桑树表现出了较强的耐重金属性。

喀斯特区不同植被恢复措施土壤质量评价

[目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量,以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象,基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集,利用全量及最小数据集土壤质量指数进行土壤质量评价。[结果]显示:(1)不同植被恢复措施的土壤理化性质差异显著(p<0.05),随土层深度增加而降低(土壤密度除外);车桑子灌木林有机碳、速效钾含量显著高于其他恢复措施;云南松针叶林总孔隙度及速效钾含量低于其他恢复措施。(2)基于主成分分析法的最小数据集适合作为喀斯特区最小数据集提取方法;最小数据集由有机碳、全氮、氨态氮、总孔隙度、非毛管孔隙度、全镁组成。(3)5种恢复措施土壤质量排序为:马尾松针叶林>车桑子灌木林>天然次生林>直杆蓝桉阔叶林>云南松针叶林。[结论]喀斯特区进行人工林恢复时可优先选择马尾松针叶林进行种植。

2001—2016年喀斯特断陷盆地植被变化及其驱动因素

【目的】探究喀斯特断陷盆地2001-2016年间植被变化的空间趋势特征,并量化关键驱动因子对植被恢复的影响程度和贡献概率,为石漠化地区生态建设提供理论依据。【方法】以Savitzky?Golay(SG)滤波重构后的2001-2016年MODIS NDVI时间序列为数据源,采用Theil?Sen Median(TS)趋势分析和CMK检验获取断陷盆地年均NDVI值的空间趋势特征,利用Netica软件构建贝叶斯网络(BBN)模型,量化植树造林面积、岩性、海拔等驱动因子对断陷盆地年均NDVI变化的影响程度和贡献概率。【结果】2001-2016年间,断陷盆地年均NDVI显著上升的区域主要分布于云贵高原中部宣威和六盘水及青藏高原东南缘盐源地区,显著下降的区域主要为横断山脉中段木里县、南段米易以及云贵高原中部昆明和玉溪地区;关键驱动因子对年均NDVI变化的影响程度表现为植树造林面积>海拔>温度>人口密度>坡度>土地利用>岩性;植树造林面积越大,植被改善概率越大,植被改善明显的区域主要集中于植树造林面积>150 km2的范围;海拔小于1 845 m区域的植被改善概率明显变大,而高于1 845 m的区域植被改善的概率明显变小;增温显著的区域植被改善概率更低;人口密度和NDVI变化具有一定相关性,105~210人·km-2人口密度范围是植被改善概率变大的重点区域;坡度越低,植被改善越明显,并集中分布于0°~6°坡度较缓地区;从岩性来看,纯喀斯特区和亚喀斯特区植被恢复效果较好。【结论】喀斯特断陷盆地大部分地4%的区域植被显著改善,10造林面积是引起植被变化的最主要因素,其次为海拔和温度等自然要素;因植树造林等生态项目主要实施在石漠化地区,因此喀斯特地区的植被改善要优于非喀斯特地区;喀斯特石漠化综合治理中,对植被改善概率较低的地区,如高海拔地区和坡度较陡的地区,建议以自然修复模式为主;对于植被恢复的集中分布区,如植树造林面积较大地区和坡度较缓地区,植被改善明显,但后期应加强植被保护力度;由于气候和人工干扰强烈,增温显著和人口较密集地区植被退化的概率大,需格外关注。

近20年白洋淀湿地水文连通性及空间形态演变

水文连通性是表征湿地格局和功能稳定性的重要指标,连通性的降低通常意味着湿地生态功能的退化,内部能量流动和养分循环的扰乱。选取京津冀最具典型性的白洋淀湿地为案例,将形态学空间格局分析模型(MSPA,Morphological Spatial Pattern Analysis)与连通性指数(IIC,Integral Index of Connectivity;PC,Probability of Connectivity)相结合,从时空两方面分析了白洋淀湿地水文连通性的变化,总结出水文连通性变化的空间形态演变规律。结果表明,1990—2015年间,白洋淀湿地整体连通性较差,以2005年为节点呈现先降低后逐步恢复的趋势;根据MSPA功能类型的变化,将白洋淀湿地空间形态演变分为消退期与恢复期两个阶段。消退期主要表现为核心斑块逐步分裂为分支、环岛、桥接、孤岛等细碎斑块,然后逐渐消退的过程;恢复期各类型主要表现为核心湿地面积逐渐增加,分支向桥接转变的过程。其中核心湿地的面积由1990年的8974.90 hm2,最低下降到2005年2092.97 hm2,到2015年又恢复到4122.14 hm2。整体而言,核心湿地的变化对白洋淀湿地水文连通性变化起主导作用。白洋淀湿地水文连通性降低的影响因素主要有上游补给水量的多少,土地利用变化以及气候变化等因素。研究将MSPA模型与连通性指数相结合的方法,能较好揭示湿地水文连通性变化过程中水文形态组织和运行变化的规律,可为其他地区湿地相关研究提供方法上的借鉴。

基于TOPSIS方法的喀斯特断陷盆地区番茄地下灌溉技术节水效益综合评价

喀斯特断陷盆地区季节性干旱严重,水资源匮乏,高效节水灌溉是解决该区域水资源不足的重要途径。采用膜下滴灌、渗灌、地下滴灌和分根区交替地下滴灌4种节水灌溉方式对该区域广泛种植的蔬菜番茄进行试验,设置不同的灌水下限处理(分别为田间持水量的55%~65%,65%~75%和75%~85%),利用TOPSIS法对番茄品质、产量和灌水利用效率进行综合效益评价。研究表明,4种节水灌溉方式中,交替地下滴灌的综合效益最好,地下滴灌次之,两种灌溉方式的番茄品质和水分利用效率均较高,其中分根区交替地下滴灌在灌水下限为田间持水量的65%~75%时的灌溉处理综合效益最好。而膜下滴灌在较高用水量情况下,产量虽然有所提升,但品质和灌溉水分利用效率低,综合效益最差。因此,在喀斯特断陷盆地干旱缺水区域,番茄灌溉采用分根区交替地下滴灌灌水方式,灌水下限控制在田间持水量的65%~75%,可取得节水和品质提升的综合效益。研究为喀斯特断陷盆地解决水资源利用问题提供科学支撑。

青藏铁路北麓河段风况特征分析

利用五道梁气象观测站1973—2015年43a的实测数据(风速、风向、能见度、相对湿度),分析了北麓河段的风况特征。研究结果显示:北麓河地段属于高风能环境,主导风向为W、WNW,大风主要集中在11月~12月(冬季),1月—3月(春季)。2000年后风速趋于稳定,而沙害程度加深,造成该现象的原因是温度的升高,冻土层和表层冰雪消融,导致表层土壤松散,沙物质增多。北麓河段主要害风风向为W和WNW,故北麓河南北两岸所受沙害程度差异不大,建议适当增加北岸沙障数量,减少南岸沙障排数;在北麓河段的东西向上,采取以输沙为主的防沙措施减少河岸附近沙障的积沙。

长江滩地不同土地利用类型土壤微生物与理化性质及其对钉螺分布的影响

目的 调查长江滩地不同土地利用类型土壤微生物群落、理化性质及钉螺分布特征,探索土壤微生物与理化性质对钉螺分布的影响,从而为长江滩地抑螺防病提供科学依据。方法 2021年4月选取杨农复合、芦苇地、农业耕地、沟渠4种土地利用类型长江滩地为研究对象,调查不同土地利用类型滩地钉螺分布、土壤理化性质,对土壤中细菌16S核糖体RNA(16S ribosomal RNA,16S r RNA)基因V3~V4区、土壤中真菌内转录间隔区1(internal transcribed spacer-1,ITS1)基因、土壤中藻类核酮糖二磷酸羧化酶(ribulose-bisphosphate carboxylase,rbc L)基因进行高通量测序。比较不同土地利用类型滩地活螺框出现率和活螺密度,采用Pearson相关性分析探究土壤微生物、理化性质与活螺密度间的关系,采用方差分解分析估算土壤微生物、理化性质对活螺密度的贡献率。结果 不同土地利用类型滩地中,沟渠活螺框出现率[(4.94±2.14)%]和活螺密度[(0.070±0.026)只/0.1 m^(2)]最高,农业耕地活螺框出现率[(1.23±1.23)%]和活螺密度[(0.016±0.019)只/0.1 m^(2)]最低。在不同土地利用类型土壤中共检测到2个门、5个纲、8个目、9个科、11个属藻类,其中绿藻门为优势藻门、拟新绿藻属为优势藻属;在不同土地利用类型土壤中共检测到44个门、134个纲、281个目、338个科、516个属细菌,其中变形菌门、酸杆菌门为主要优势菌门,未培养的酸杆菌属、MND1属、硝化螺旋菌属、赭黄嗜盐囊菌属、鞘氨醇单胞菌属为优势菌属;在不同土地利用类型土壤中共检测到11个门、41个纲、108个目、223个科、408个属真菌,其中子囊菌门、担子菌门、被孢霉门相对丰度较高,枝鼻菌属、被孢霉属、腐质霉属相对丰度较高。Pearson相关性分析显示,活螺密度与变形菌门相对丰度(r=-0.965,P <0.05)及土壤电导率(r=-0.962,P <0.05)呈显著负相关、与土壤含水量呈显著正相关(r=0.951,P <0.05)。方差分解分析结果表明,土壤理化性质、微生物对活螺密度贡献率分别为69%和10%。结论 长江滩地不同土地利用类型土壤中微生物群落多样性存在差异,土壤微生物与理化性质可影响钉螺分布。

西南喀斯特地区典型林分土壤优先流特征及影响因素

研究喀斯特地区的优先流现象,明确影响优先流的主要因素,对当地植被恢复具有重要意义。通过野外染色示踪试验以及图像处理技术,获得染色溶液在垂直和水平方向上的分布情况,并提取总染色面积比、基质流深度、优先流比和长度指数作为优先流特征参数,运用灰色关联度分析法对影响优先流的14个因子进行分析。结果表明:喀斯特地区典型林分土壤存在优先流现象,其优先流主要有漏斗状和树枝状两类,有横向水流运动现象发生。喀斯特地区林下的染色面积比平均为19.4%,基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为4.96 cm、62.9%和385.5%。在影响优先流的14个环境因子中,对染色面积比影响最大的是土壤初始含水量,对基质流深度影响最大的是速效钾含量,对优先流比和长度指数影响最大的均为速效磷含量。喀斯特地区典型林分下优先流的发育程度高且空间变化剧烈,土壤初始含水量等物理性质对其有较大影响,土壤养分也是优先流的一个重要影响因素。