林火对重庆缙云山典型林分土壤细菌群落及酶活性的短期影响

森林火灾是森林土壤及生物多样性产生的一个驱动因素。特别是在容易发生火灾的生态系统中,火灾对土壤微生物群落以及酶活性的影响复杂,在很大程度上仍然是未知的。因此,分析火灾后短期土壤细菌以及酶活性的变化动态对理解森林群落的重建过程具有重要的生物学意义。以重庆缙云山火灾后针阔混交林和竹林的土壤为研究对象,在火灾发生的1个月内,对不同火烧强度下针阔混交林和竹林0~10 cm和10~20 cm土层进行采样,测定土壤中蔗糖酶、纤维素酶和脲酶的活性以及土壤养分及pH的变化情况,采用高通量测序测定技术分析土壤中细菌群落结构变化。结果表明:1)在林火发生后短期内土壤细菌多样性、丰富度、土壤有机质以及土壤酶活性都有所下降,土壤pH、速效钾、有效氮、有效磷都不同程度的上升,尤其在0~10 cm土层受林火的影响更强。2)土壤中变形菌门、放线菌门和绿弯菌门的相对丰度在遭受中度和重度林火后最高;酸杆菌门的相对丰度在未遭受林火时最高;厚壁菌门的相对丰度在轻度火烧后最高。3)在土壤细菌结构与土壤化学因子的冗余分析中发现,火灾后土壤化学性质的改变也会影响土壤细菌群落和土壤酶活性。森林火灾会导致土壤细菌群落多样性下降,土壤酶活性显著下降。中度和重度火灾对土壤细菌多样性和酶活性的影响最大,通过冗余分析得知变形菌门与土壤养分呈正相关,酸杆菌门与土壤养分和pH值呈负相关。

耕地非农化非粮化监测方法研究

耕地是粮食安全的基础,开展耕地种粮情况动态监测事关民生福祉。本文基于无人机遥感影像、国土变更调查矢量图斑数据库构建训练样本,通过改进Unet模型,提出一种融合变更调查数据与深度学习的耕地“非农化”“非粮化”监测方法。结果表明:改进的网络模型分类精度达到了93.1%,相比于传统的Fcn8s、Segnet、Unet模型在分类精度和目视效果上具有很大的改进,图斑破碎化程度较少,地类边界清晰完整,尤其是在园地和林地具有较高的分类精度。通过在重庆巫山县官渡镇某地无人机数据集上进行了实验,确定了耕地的具体流向,表明该方法可以应用于耕地“非粮化”“非农化”提取的实际生成工作中。

重庆市耕地资源保护对策探讨

以重庆市耕地资源为基础,立足丘陵山地城市地形地貌条件,分析了当前重庆市耕地资源现状与存在的问题,详细介绍了重庆市在耕地保护采取的“压实耕地保护责任,严守耕地保护底线目标;建立节约集约用地机制,提高土地配置利用效率;推进土地整治工程实施,加强高标准农田建设;建立动态监测预警机制,提升执法管理水平”等有效措施。为实现耕地数量、质量、生态“三位一体”保护,探寻耕地保护的新方向,提出了严守耕地红线,深化耕地“进出平衡”;加强节约集约用地管理;加快土地整治模式转型升级;探索自动化、智能化服务决策平台等对策建议。

重庆市石灰岩矿边坡植物配置研究--以重庆市石柱县石灰岩矿为例

本文选取重庆市石柱土家族自治县(简称石柱县)大歇镇龙王村水泥用石灰岩矿的三个典型高陡边坡作为研究对象,对不同边坡配置不同比例、不同种类的乡土植物,运用实验室和实地两种萌发试验,采用喷播的方式对矿山边坡植被恢复进行试验。结果表明,先锋物种∶后期物种为2∶1的配置模式有较高的多样性和稳定性,可推广应用于类似工程中;白车轴草和一年生黑麦草具有强大的竞争力,可对其他植物产生抑制作用,应在理论播种量的基础上适当减少用量。

重庆缙云山植物幼苗根系及土壤对酸雨的响应机制

为研究酸雨对植物根系和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、生态化学计量比特征及根系形态影响,以重庆乡土树种马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、毛竹(Phyllostachys edulis)为研究对象,于2021年5月进行酸雨模拟试验,设置4个不同处理水平,即CK(pH7.0蒸馏水)、pH4.5、pH3.5和pH2.5;模拟酸雨环境4个月后对植物根系形态及土壤和根系C、N、P含量进行测定。结果表明:1)在pH3.5条件下,杉木和香樟根系全氮含量受到显著抑制(P<0.05),与对照组相比,分别降低18.86%、35.66%,在pH4.5条件下马尾松土壤有机碳储量升高而毛竹土壤全氮产生流失;2)酸雨对各植物-土壤C∶N∶P影响不同,杉木、香樟根系C∶N在pH3.5条件下显著上升至50.26、61.33;在酸雨处理下,根系氮和磷变化趋势一致,马尾松、杉木、毛竹受到氮元素限制;3)不同植物根系在酸雨影响下表现不同,酸雨促进马尾松和杉木根系生长,抑制香樟和毛竹根系生长;4)根系形态与根系C∶N和根系全碳含量显著正相关,而与根系N∶P显著负相关。短期酸雨尚未破坏各植物-土壤整体平衡,杉木土壤缓冲能力强于马尾松、香樟、毛竹土壤,且根系对酸雨响应更加积极。

不同年限沼灌稻田土壤汞甲基化微生物群落特征及影响因素——以重庆市长寿区某养殖场周边沼灌稻田为例

稻米中的甲基汞主要来源于稻田土壤,而土壤中无机汞的甲基化与汞甲基化微生物密切相关。对重庆市长寿区某养殖场周边不同年限沼灌稻田土壤样本进行Illumina高通量测序,探讨了不同年限沼灌稻田土壤汞甲基化微生物群落特征,并分析了其与影响因子之间的关系。结果表明,随着沼灌年限的增加,稻田土壤中甲基汞含量有逐渐增加的趋势,与汞甲基化相关微生物如硫酸盐还原菌、铁还原菌以及产甲烷菌在门、纲、目、科、属水平上的占比增大。土壤pH(F=0.208,P=0.00)对不同年限沼灌稻田土壤汞甲基化相关微生物占比的影响最大,其次是土壤有机质(F=0.173,P=0.00)。建议通过提高稻田土壤的pH和降低沼液中含硫有机物的含量等措施减少土壤中无机汞的甲基化。本研究丰富了对沼灌稻田土壤汞甲基化相关微生物的认识,为沼液稻田利用可能带来的汞环境风险的防控提供了理论依据。

缙云山4种植物幼苗氮磷含量及生态化学计量特征对模拟酸雨的响应

为研究酸雨对植物幼苗氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨植物养分及其化学计量之间的关系及对酸雨的响应。以1年生杉木、马尾松、香樟和毛竹幼苗为研究对象,于2021年5月在重庆缙云山,设置pH值7.0(对照)、4.5、3.5和2.5共4个处理,分别记为CK、pH4.5、pH3.5和pH2.5,进行为期4个月的原位模拟酸雨喷洒试验,分析不同植物幼苗N、P含量及其化学计量比。结果表明:不同浓度酸雨下,杉木、马尾松、香樟和毛竹4种植物叶的N、P含量大于根和茎;不同树种和不同器官的N含量对酸雨淋溶的响应不同,杉木和香樟幼苗的根和叶N含量对酸雨处理响应敏感系数高于茎。在pH3.5和pH4.5时,杉木和马尾松为N限制,毛竹在pH3.5时为N限制,而香樟在pH3.5和pH4.5时为P限制,不同酸雨浓度对植物各器官N:P计量特征存在不同影响,影响植物幼苗N、P含量平衡;杉木、马尾松、香樟和毛竹根N、P含量之间呈正相关,N、P含量表现出一定的比例组成和协调关系。不同植物对于酸雨处理的响应不同,植物营养元素含量及其在各个器官间的分配与植物自身形态结构特点和外界环境变化特征有关。

缙云山典型林地根系分布对土壤土水特征和渗透性的影响

森林土壤的土-水特征曲线和渗透系数是衡量土体非饱和特性中土壤持水能力和渗透能力的重要方式。为了了解不同林地根系表层土壤土水特征和渗透性,基于经典VG模型,通过土壤变水头渗透试验和离心机试验研究缙云山针阔混交林、常绿阔叶林、毛竹林和灌木林4种林地土土水特征和渗透性,同时建立土壤根系含量影响非饱和渗透系数的归一化数学模型。结果表明:1)毛竹林根系分布最多,且粗根比例较大,针阔混交林和常绿阔叶林各径级的根系分布范围均较广,但是每层数量较少;灌木林每层根系分布均数量较多,且细根分布范围最广;2)针阔混交林、常绿阔叶林、毛竹林和灌木林的表层饱和渗透系数k_(s)分别为7.00、7.04、0.69、3.70μm/s,4种林地土壤的k_(s)整体呈随深度增加而减小的趋势,毛竹林第一土层与此规律反常;3)4种林地土壤的进气参数值随土层深度整体呈现先增大后降低的趋势,孔径参数则基本随土层深度增大而减小;4)4种林地土壤的饱和渗透系数与根系数量均呈幂函数关系,R^(2)≥0.95976,考虑根系影响的林地土体非饱和渗透性函数可用归一化数学模型来描述和预测。研究结果可为含根土体水力特性及非饱和土渗流机理的研究提供理论基础。

西南地区露天矿山修复对植被与土壤固碳效应的影响

探究西南地区露天矿山生态修复过程中植被与土壤碳储量变化特征及其固碳潜力,为该地区露天矿山生态修复提供数据支撑。在重庆市铜锣山矿区选取修复后的露天矿坑建立固定样地,在修复后1年、3年和5年开展连续监测,以研究区内典型常绿阔叶林作为参照,在样地中设置样方开展植物群落调查,测定0~10 cm、11~20 cm、21~30 cm土层的有机质、容重、石砾含量,计算不同修复年限植被和土壤碳储量,分析露天矿山修复的植被-土壤系统固碳效应及潜力。结果表明:露天矿山修复后植被-土壤碳密度增加缓慢,修复5年期与1年期未表现出显著差异;修复区植被各组分碳密度表征为地上生物层>根系层>枯落物层;0~10 cm土层有机碳含量和有机碳密度显著大于11~20 cm和21~30 cm土层(P<0.05),具有明显的表层聚集效应;修复后1~5年植被-土壤系统平均固碳速率为0.039 kg/m^(2)·a,固碳速率随演替呈增加趋势,土壤固碳速率为植被的1.8倍。以复垦和植被建设为主的露天矿山人工修复措施可以快速提升修复区植被和土壤碳储量,是增强矿区生态碳汇的有效途径,露天矿山修复固碳潜力较大。

火烧对缙云山典型林分土壤水分物理特征的短期影响

为探讨不同林分和土层深度下火烧强度对土壤水分物理特征的影响,在缙云山火灾发生后短期内,以马尾松林和竹林为研究对象,分别采集火烧样地和对照样地0~10和10~20 cm土层的土壤,采用环刀法测定土壤密度和土壤孔隙度,烘干法测定土壤持水量,土壤入渗情况采用定水头法测定。结果表明:火烧发生后短期内,马尾松林和竹林土壤密度增加,孔隙度和持水性能下降;土壤的初渗速率、稳渗速率、入渗总量及饱和导水率随火烧强度的加强和土层深度的增加均呈递减趋势。火烧强度对土壤水分物理特征的影响表现为重度火烧>中度火烧>轻度火烧。土壤总孔隙度在不同林分中的表现为竹林>马尾松林,土壤密度和饱和持水量表现为马尾松林>竹林。不同林分土壤入渗速率的大小表现为竹林>马尾松林。研究结果可为火烧迹地生态系统的恢复、改造及管理提供一定的理论基础。

三调数据在县域农用地结构调整中的应用探索——以重庆市潼南区为例

为探究重庆市潼南区10年来农用地结构调整情况,利用2010年和2020年两期调查数据和遥感影像,从土地利用数量化程度、土地利用结构集中化程度、土地利用多样化程度等3个角度分析了潼南区土地利用变化特征。研究表明,①2010-2020年研究区内各土地利用类型均发生了不同水平的相互转化。随着该地区农业产业结构调整,从以粮油为主向水果、蔬菜、经济园多种利用方式结合转变,水田和旱地均明显减少,水浇地有所上升,果园和其他园地显著增加,茶园有所减少,林地大量增加,草地略有减少。②土地利用结构集中化程度对于各乡镇有升有降,大部分乡镇变化幅度较小,显示出在空间区位影响下保持延续性的特征。从利用类型分析,耕地和园地集中化程度下降较为显著,其他地类变化不明显。③2010-2020年各乡镇土地利用多样化程度普遍呈上升趋势,利用类型更加多样。建议加强农用地内部地类转变监测,利用好自然资源季度监测、地理国情年度更新、变更调查及卫片执法等手段,做到早发现早制止,合理利用农业发展空间,遏制耕地非粮化和耕地非农化是下一步管理的重点。

西南丘陵山区矿山地质环境监测体系建设研究

西南丘陵山区矿产资源开发利用诱发的矿山地质环境问题,威胁矿山企业生产安全,导致人民生产生活质量下降,影响地区经济绿色可持续高质量发展。本文介绍了西南丘陵山区典型的矿山地质环境问题,从监测对象与方法、政策、制度与技术手段等方面分析了西南丘陵山区矿山地质环境监测现状和存在问题,并制定了矿山地质环境监测体系建设总体目标与体系框架,提出了监测体系构建实施路径。矿山地质环境监测体系建设可为西南丘陵山区矿山企业系统化监测、矿山安全生产动态化管理提供技术支撑。

阿蓬江黔江段干支流水体微生物群落特征分析

以阿蓬江(黔江段)为研究区域,通过对研究区域水体微生物的组成成分和群落特征的研究,为长江上游水环境保护和长江流域微生物群落特征和多样性研究提供数据支持。结果表明:通过微生物16S片段高通量测序数据,可知阿蓬江(黔江段)水样样品中包含27门、46纲、98目、158科。在门水平分类上,以变形菌门占绝对优势,在纲分类上则是以γ-变形菌纲和放线菌纲为优势类群,在目分类上以伯克氏菌目为优势类群,在科分类上以伯克氏菌科占据绝对优势。基于高通量测序数据分析,干支流空间差异较为明显。

生态学中暂态过程的理论与应用:进展与展望

生态系统演化过程一直是生态学和进化生态学关注的核心问题之一,也是生态修复的理论基础。经典生态学在研究系统状态转化过程时,通常是基于渐进式变化的研究假设,即状态转化过程是一个线性变化过程。但是自然界中物种种群、群落乃至生态系统在状态转化过程中往往会呈现非渐进式的变化,表现出突然出现的临界点(Tipping Point)以及达到该临界点之前一段看似稳定的暂时变化过程,这种现象被称为暂态(Transient Dynamics)。作为系统的一种自组织过程,暂态过程也受自然界中广泛存在的随机事件以及内部环境干扰所影响。本文详述了暂态过程的主要特征、衡量指标、模型模拟及生态学意义。通过文献调研表明,当前暂态过程的研究聚焦于种群尺度,理论模型研究以矩阵模型为主,重点关注在系统失稳和趋稳过程中种群结构的动态变化。本文进一步以水陆交替转化过程中的河岸带为例,探讨了在其生态系统转化过程中的暂态动态特征,运用基于暂态过程的理论和方法为深入认识多因素影响下的复杂生态过程提供新的视角。同时,本文也探讨了生态系统暂态过程对生态进化的潜在意义。基于暂态过程的研究应用前景广阔,可运用动态模型预测系统自组织临界点到达前的过程,在生态系统质变之前采取适当措施进行干预。

矿山公园植被恢复动态监测及影响因素——以渝北铜锣山为例

重庆市渝北铜锣山—铜锣峡片区矿山生态修复工程实施对该区域植被恢复和水土流失改善具有重要的作用。在该区域开展植被恢复动态监测及影响因素分析,对矿山生态修复效益评价意义重大。应用铜锣山矿山公园2016—2020年的GF-2卫星遥感影像、研究区生态修复资料,采用象元二分模型提取该区域植被覆盖度,利用一元线性回归法分析植被覆盖度恢复趋势及空间分布特征,探究生态修复工程对不同区域植被恢复状况的影响。结果表明:1)2016—2020年铜锣山矿山公园植被覆盖度呈增加走势,空间上由研究区西北、东南向中间呈递减的趋势;2)铜锣山矿山公园植被状况明显改善,改善的面积为19.708 km^(2),比例为78.78%,退化的面积为3.047 km^(2),比例为12.18%,表明研究区生态状况得到良好恢复;3)2016—2020年期间,研究区裸地面积变化最大,减少0.424 km^(2)。其次是林地面积,增加0.321 km^(2)。住宅用地增加0.102 km^(2);4)在矿山开采修复区植被恢复较快,植被覆盖度增长率为0.025,高植被覆盖度面积占区域总面积比例由2016年7.14%增加至2020年的26.78%。植被恢复工程对铜锣山矿山公园植被覆盖度产生正向影响,矿山开采修复区尤为突出,矿山生态修复对植被恢复和防治水土流失有明显的促进作用。

关于环境保护中水污染治理措施的分析

水污染治理是我国环境保护的一项重要工作,对生态环境有着非常重要的影响。在水污染问题依然突出的大背景下,如何加强水资源保护工作已成为环保工作的重点。基于此,本文主要围绕水污染以及相关治理展开分析,进而为水污染环境保护提供更多的参考建议,以期帮助人员提升工作质量。