喀斯特地区生态修复的生态-经济-社会协调发展评价:以贵州省安顺市为例

阐明生态-经济-社会(三大系统)协调发展水平及其影响因素,揭示生态环境与社会经济的相互作用规律,探究生态修复对三大系统的调控效应,对促进喀斯特地区三大系统协调发展具有重要现实意义。文章以贵州省安顺市为研究对象,基于协调发展理论,运用协调发展度和主成分分析法综合评价安顺市协调发展水平。结果表明:(1)安顺市各县(区)生态-经济-社会协调发展度排序为西秀区(3.8584)>平坝区(0.0002)>关岭县(-0.6525)>普定县(-0.7661)>镇宁县(-0.9800)>紫云县(-1.4599)。综合指数排序为西秀区(3.8584)>平坝区(0.0002)>关岭县(-0.6525)>普定县(-0.7661)>镇宁县(-0.9800)>紫云县(-1.4599)。2种方法的评价结果均在空间上呈由北向南变化的梯度格局;(2)影响安顺市协调发展水平的指标主要为2000万以上工业总产值、500万以上固定资产投资、地下水资源量、人均住房面积等;(3)提出RDI理论,以生态响应-经济驱动-社会影响为思路,建议生态上发展循环种植模式,经济上建立生态经济体系,社会上发挥人力资源优势以促进三大系统协调发展水平的提高。

贵州省安顺市资源环境承载能力研究

探讨喀斯特石漠化发育对资源环境承载力的影响机理,阐明区域资源环境承载力的制约因素,对喀斯特地貌区生态环境修复有重要的现实意义。该文以贵州省安顺市为研究对象,基于2016-2017年统计年鉴,运用主成分分析法评价安顺市资源环境承载力特征,结果表明:安顺市气候、空气质量、水、土、农、林、经济资源禀赋条件较好;资源环境承载力综合指数从大到小依次为西秀区(1.648)>平坝区(0.704)>普定县(0.297)>关岭县(-0.005)>镇宁县(-0.706)>紫云县(-1.938)。影响资源环境承载力的因子优先顺序是水土流失占国土面积比、人均供水总量、人均营造林面积。说明喀斯特石漠化环境中水、土、林要素是驱动安顺市资源环境承载力产生差异的主要原因。为提升安顺市资源环境承载力,应采取调整林分结构、集成可持续经营技术体系、控制煤炭消费总量、提高燃油品质、加强道路的规划与管理等措施促进喀斯特脆弱生态环境修复。

黔中喀斯特区典型土地利用类型的土壤亲合性元素特征

为阐明黔中喀斯特区不同土地利用类型的土壤亲合性元素特征,揭示土地利用对矿质元素的影响效应,促进农业可持续发展,本研究以玉米(Zea mays)、柚木(Tectona)、火龙果(Hylocereus undulatus)、花椒(Zanthoxylum bugeanum)、金银花(Lonicera japonica)、核桃(Juglans regia)6种典型土地利用类型土壤为对象,测定土壤Fe、Ca、Cu等23种矿质元素含量,探讨不同亲合性元素的变化特征,分析元素间的互作效应.结果表明:(1)黔中喀斯特区各亲合性元素在不同土地利用类型之间的变化规律存在差异,玉米地土壤亲铁、亲铜元素含量较丰富,金银花群落土壤亲铜、亲气元素含量较高,核桃林土壤利于亲气、亲石元素积累,花椒林土壤亲石元素含量较高;(2)不同元素间的关联程度不同,Mn、Ca、Al与其他元素的关系较密切.黔中石漠化区可通过补充土壤铁、硫元素,改善通气性等措施调控矿质元素含量.

贵州省表土生态化学计量特征

【目的】探讨土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征,揭示土壤营养元素的生态化学计量特征,为改善贵州省土壤养分含量提供科学依据。【方法】以贵州省为研究对象,采用文献收集的方法,利用单因素方差分析等方法分析贵州省表土生态化学计量特征。【结果】研究区域土壤SOC、TN、TP的平均值分别为27.34、2.11、0.74 g·kg^-1,C∶N、C∶P、N∶P分别为14.27、50.92、3.75,SOC、TN、TP、C∶N、C∶P、N∶P的变异系数分别为71.22%、61.61%、79.73%、75.54%、90.67%、78.93%,以TP与C∶P的空间变异性最大;土壤SOC、TN、TP及其生态化学计量特征间多存在显著相关关系。【结论】贵州省土壤SOC、TP、C∶N分别高于中国陆地土壤SOC(17.12 g·kg-1)、TP(0.56 g·kg-1)、C∶N高于中国陆地土壤C∶N(12.30);土壤SOC、TN、TP及其化学计量比的变异系数均介于0.1~1;SOC是影响TN、C∶N、C∶P的主要因素。

喀斯特石漠化地区“以草养猪”的效益、问题及对策分析

基于喀斯特石漠化地区脆弱的生境及传统农业实践,通过合理利用天然草地资源、建植人工草地来发展养猪业是缓解石漠化恶性演替、推动区域经济发展的重要手段。文中系统分析了喀斯特地区“以草养猪”的生态、经济、社会效益,详细阐述了以草养猪存在的关键难题及推动以草养猪发展的具体解决措施,有助于实现林-粮-草-畜的高效和谐发展及区域生态、经济、社会效益的有机统一。以期为喀斯特石漠化地区养猪业的绿色、健康、可持续发展提供一定的借鉴,并推动该区生态环境的改善与石漠化的综合治理,实现生态效益与经济效益的同步优化。

森林生态系统碳储量研究进展与展望

回顾了近30a来国内外森林生态系统碳储量的研究现状与进展,通过对已发表文献的年度分布、研究内容、研究区域、研究机构进行分析,将森林生态系统碳储量研究划分为2个阶段,1991-2006年为萌芽阶段,2007年至今为快速发展阶段,依据研究内容从理论研究、技术研发、监测评价、模型构建与格局揭示5个方面进行了归纳总结,提出今后应开展多途径交叉验证以减少碳储量估算误差;研究碳汇林培育的人为影响因子与技术体系;进行长时间序列的连续监测;建立凋落物与根系的完整数据库;开发适合中国实际情况的大气反演模型;探讨森林固碳与生物多样性保护等生态功能之间的关系;揭示植物功能性状对固碳功能的指示作用。

贵州三叠纪海生爬行动物群的世界遗产价值

以贵州三叠纪海生爬行动物群物种多样性和时间跨度为切入点,运用全球对比分析方法,提炼其世界遗产古生物价值.研究表明:截止到2016年9月,贵州三叠纪海生爬行动物群发现并报导海生爬行类40种,包括鱼龙类、楯齿龙类、始鳍龙类、海龙类、原龙类、初龙类、龟类共7大类,基本覆盖了三叠纪海生爬行类群,并伴有大量鱼类及无脊椎动物共存,是世界上海生爬行动物多样性最丰富、时间跨度较长、分布范围较广的三叠纪海生爬行动物群.其物种多样性组成构成了一个从沉寂-复苏-辐射-稳定的古海洋生物完整演变序列.动物群物种多样性具有突出普遍价值,是研究三叠纪中、晚期海洋生物发展演化的最好的记录,满足世界遗产评价标准(viii):是地球演化史中重要阶段的突出例证,包括生命记录和地貌演变中的重要的地质过程或显著的地质或地貌特征.

喀斯特石漠化地区植物对干旱胁迫的适应性研究进展

喀斯特石漠化地区复杂的人类活动和特殊的地上与地下二元结构水文系统以及碳酸岩丰富的节理裂隙导致了土壤水分渗漏强烈,地表干旱缺水,临时性干旱严重,使该区植物普遍遭受干旱胁迫,影响植物的生长与发育。文中通过综述干旱胁迫对喀斯特地区植物的影响,从植物形态特征、光合作用、渗透调节物质和抗氧化酶系统等方面分析植物应对干旱胁迫的机理机制,得出喀斯特地区植物一般具有发达的叶片表皮毛、较厚的角质层、强壮发达的根系特征并通过叶片的气孔调节应对干旱。此外,植物体通过积累脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质,增强抗氧化酶系统的活性来抗旱。提出通过抗旱锻炼、矿质肥料、化学和微生物调控以及抗旱品种的选育等途径来提高植物的抗旱性。建议今后的研究应加强模拟实验与野外验证实验相结合、分析植物对多种逆境的交叉响应,综合分析生长生理生态基因等特征,建立符合当地植物的抗旱评价体系,以及研究喀斯特和非喀斯特环境中植物对干旱胁迫适应的差异性来分析植物对干旱胁迫适应的机理机制,以期为深入研究喀斯特石漠化地区植物的抗旱性能提供参考,并为植被恢复及物种选择提供支持。

中国西南石漠化地区农村能源消费结构研究

农村能源在国家能源体系中发挥着重要作用,能源消费对农村社会经济发展、生态安全、居民身体健康产生重要影响。通过对贵州省石漠化防治示范区的4县8个乡(镇)25个行政村的429户农户进行了派员式入户调查,揭示中国西南石漠化地区的农村能源消费与石漠化等级之间的关联性。研究发现,1)研究区内仍然以薪柴和煤炭为主能源消费结构。2)农村用能呈现清洁化和高效化的趋势,然而能源转型是缓慢的过程;3)能源消费模式区域差异显著。毕节撒拉溪形成"薪柴+煤炭"的生活用能模式,"煤炭"型取暖模式和"薪柴"型生产用能(煮猪食)模式。关岭花江和贞丰北盘江形成"薪柴+电力"生活用能模式和"电力"型取暖模式。施秉喀斯特形成"薪柴+电力"的生活用能模式,"薪柴+煤炭"取暖用能模式和"煤炭"型生产用能模式;4)石漠化等级与薪柴消费量之间的相关性:潜在石漠化地区的薪柴使用量在合理的生态阈值之内,轻度和强度石漠化地区面临石漠化加重与扩大的风险;5)石漠化地区农村能源贫困严重。毕节撒拉溪和贞丰北盘江存在经济不可支付性,4个示范区室内环境污染严重。通过对比分析,发现研究区农村家庭能源消费主要受制于农户收入水平、能源资源的可获性、取暖、传统文化、产业结构、政策等因素的综合影响。该研究为掌握中国西南石漠化地区家庭能源消费现状和发展趋势,制定相关能源与环境政策提供理论依据。

不同等级石漠化地区植物群落物种多样性及优势种叶片性状对环境因子的响应

为探讨不同等级石漠化对植物群落物种多样性和优势种叶片性状的变化规律及其对环境因子的响应,该研究以无、轻度、中度和重度石漠化地区植物群落为对象,通过Shannon-Wiener多样性、Margalef丰富度、Pielou均匀度和Simpson多样性等指数以及优势种LA、LT、LDMC和δ13C等叶片性状分析了石漠化梯度上的物种多样性和叶片性状变化规律。结果表明:36个样方共有维管植物188种,隶属69科141属。随着石漠化程度加剧,各物种多样性指数总体呈现下降趋势;不同等级石漠化物种多样性差异:乔木层>灌木层>草本层。优势种LA随着石漠化程度的加剧呈现降低趋势,而LT、LDMC和δ13C呈现升高趋势,不同等级石漠化优势种叶片性状具有显著差异(P<0.05)。结合CCA分析表明,土层厚度和土壤含水量是影响石漠化地区植物空间分布最主要的影响因素;通过RDA分析显示,物种多样性指数与环境因子之间具有显著相关关系,其中速效钾、土壤含水量、碱解氮、土层厚度和有机质是影响物种多样性和优势种叶片性状的主导因素。这对西南喀斯特植被生态保护和石漠化生态系统植被恢复具有一定的理论意义和指导价值。

我国喀斯特石漠化地区林下经济种植模式及问题分析

由于我国喀斯特石漠化地区人地矛盾突出、林地与土地利用率低、森林生态系统破坏严重,改善喀斯特地区森林生态系统的经济功能、防控石漠化恶性演替仍是当下亟需解决的艰巨任务。林下种植是一种经典的立体复合林业生产经营方式,能够实现林地资源最大利用化、缓解人多地少的矛盾、推动区域经济循环可持续发展、保障林农经济效益稳步增长,最终达到林业经济、农业发展和生态建设同步优化的目标。文中主要分析了喀斯特石漠化地区8种代表性林下种植模式的特征、效益及不足,并提出各林下种植模式关于结构优化升级、调整改善方面的核心对策,以期为喀斯特地区石漠化治理与林业发展提供理论支持与借鉴,确保生态、经济、社会效益的同步优化。

典型石漠化生态系统演替过程优势植物种叶片功能性状特征及影响因素

为了明确喀斯特石漠化生态系统不同演替阶段优势种的叶片功能性状特征及其影响因素,探讨石漠化梯度上优势种的适应策略,在中国南方喀斯特2个典型石漠化地区(贵州关岭-贞丰花江、毕节撒拉溪),以不同等级石漠化地区植物优势种为研究对象,运用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析和冗余分析,对优势种叶片功能性状以及与环境因子的关系进行分析。结果表明,随着石漠化的加剧,比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)呈先增后降的趋势,变化范围分别为101.89-195.68cm^2·g^-1、0.40-0.32g·g^-1、6.44-12.82μmol·m^-2·s^-1、0.36-0.95mol·m^-2·s^-1和2.49-4.99μmol·mmol-1,而叶厚度(LT)、叶面积(LA)呈降低趋势,变化范围分别为0.35-0.18 mm和357.41-15.90 cm^2。环境因子中,pH(6.24-7.13)和岩石裸露率(PER)随着石漠化的加剧逐渐升高,而SWC(46.90%-29.10%)呈逐渐下降的趋势,TN、AN和AK呈现先升高后降低的趋势;TP、AP和光和有效辐射(PAR)呈先降低后升高的趋势。主成分分析显示无石漠化地区优势种具有较高的LT和LDMC,较低的SLA,而强度石漠化地区优势种具有较高的Pn、SLA,较低的LMDC。相关性分析显示SLA与Pn、Gs和WUE呈显著正相关,与LT呈显著负相关,WUE与Tr呈显著负相关;TN与AN和TP呈显著正相关,与AP呈显著负相关,PER与SWC呈极显著负相关(r=-0.62,P=0.001),与PAR呈极显著正相关。结合RDA分析,环境因子对优势种叶片功能性状和光合的影响大小为PER>SWC>pH>TK>TN,表明PER是最大影响因子,随着石漠化的演替,SWC、pH和土壤养分随之发生变化,SWC、pH、TK和TN是石漠化梯度上优势种功能性状变化的主导因素。综上,石漠化生态系统正向演替伴随着植物生境条件的改善,但优势种适应策略由演替早期的开拓型适应策略转变为演替后期的保守型适应策略。

有效微生物菌群技术在畜禽生产中的应用研究进展

有效微生物菌群(Effective microorganisms,EM)是一类由光合菌、酵母菌、固氮菌、放线菌、乳酸菌等多种微生物组成的微生物群。它是通过微生物之间协同共生关系而形成的一个复杂而稳定的微生态系统,在发酵饲料、畜禽养殖、水产动物养殖、作物生产、环境治理、生物肥等方面得到广泛应用。通过分析有效微生物菌群在农副产品发酵、畜禽生产及畜禽舍内环境中的作用,为其在畜牧生产中的应用提供参考。

石漠化治理下土地利用与景观格局变化

【目的】探讨石漠化综合治理下土地利用/覆被变化及其景观格局变化特征与规律,为生态修复和植被重建、农业产业结构调整提供科学依据。【方法】基于2009、2015和2019年3期的影像数据和GIS与RS技术,利用土地利用变化模型和景观格局指数,系统分析2009—2019年撒拉溪喀斯特高原石漠化治理区的土地利用变化及其景观格局。【结果】①研究期内示范区土地主要利用类型为耕地、有林地和灌木林地,耕地面积减少最大,达914.85 hm^(2),裸岩石栎地和裸土地等未利用地面积减少,灌木林地和草地面积增加,园地面积增加迅速且动态变化度最大,为184.77%;建设用地面积增长迅猛,从2009年的149.57 hm^(2)增加到2019年的381.89 hm^(2)。②撒拉溪示范区2009、2015和2019年土地利用程度综合指数分别为247.25、243.25和245.53,研究期内示范区土地利用程度呈下降趋势,但总体上变化不大;2009—2015年的土地利用程度变化率与综合土地利用动态度均大于2015—2019年。③2009—2015年示范区内土地利用斑块水平景观指数变化显著,2015—2019年间变化较缓。研究期内示范区景观多样性、均匀度上升,景观破碎化程度增高、蔓延度下降。【结论】人类活动对土地利用的干扰程度加大,石漠化综合治理、退耕还林还草工程和建设工程对景观格局的影响大于产业结构调整和退耕还果还园工程。

养分管理措施对干热河谷火龙果土壤肥力的影响

为阐明火龙果地不同养分管理方式下土壤矿质养分变化特征,揭示土壤肥力质量变化规律,设置施用农家肥(farmyard manure,FM)、套种绿肥(alfalfa,AF)、施用生物有机肥(bio-organic fertilizer,BOF)与凋落物覆盖(litter coverage,LC)4种养分管理方式,通过分析不同处理的土壤肥力指标变化,明确不同养分管理方式对火龙果地土壤肥力质量的影响。结果表明:不同养分管理方式的土壤理化性质变化规律各异,在LC方式下pH低于7,呈弱酸性,其余养分管理方式下均呈弱碱性;LC对土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、有效磷(available phosphorus,AP)、有效锰(available manganese,AMn)、有效铁(available iron,AFe)等土壤养分增效显著,AF对SOC、全氮(total nitrogen,TN)、全钾(total potassium,TK)增效作用较弱,FM以及BOF下SOC及多数有效态元素含量相对较低;土壤速效养分受到pH的影响较大,大量元素与微量元素多呈极显著正相关;不同养分管理方式的土壤质量综合指数表现为,LC(1.793)>AF(0.949)>FM(-0.995)>BOF(-1.747)。LC为土壤养分积累较为适宜的管理方式,其次为AF,FM次之,BOF对土壤养分的积累效应最低,但其对提高作物产量具有较好的作用。

石漠化地区土壤含水率的动态变化特征及其影响因素

【目的】探明石漠化地区土壤含水率变化动态及影响因素,为制定石漠化生态修复区的农业工程措施和选择生态重建模式提供理论依据。【方法】以石漠化地区施用有机肥、草被覆盖、地表裸露3种处理的土壤为研究对象,连续测定土壤含水率、大气湿度、大气温度、土壤温度和光照强度,运用线性回归与通径分析方法对土壤含水率的动态变化特征及其影响因素进行分析。【结果】地表裸露土壤含水率对时间变化的响应规律不明显;土壤含水率在施用有机肥与草被覆盖下其线性回归方程达极显著水平。各指标对土壤含水率的总决定系数为0.118,具体表现为大气湿度>土壤温度>大气温度>光照强度。【结论】施用有机肥与草被覆盖可以有效调控土壤水分变化幅度;应结合土壤类型、气象要素、地形地貌等因子,综合评价石漠化地区不同环境条件对土壤含水率的影响机理及贡献率。

梵净山世界自然遗产地全新世以来的古气候变化

全新世是距离人类最近的间冰期,其气候变化受到广大学者的关注。中国东亚季风区全新世以来的气候变化对于揭示全球气候变化的驱动机制、预测未来气候变化具有重要意义。本研究通过对地处西南季风与东南季风过渡区的贵州梵净山世界自然遗产地九龙池湿地冰蚀湖相沉积JL15柱芯样品剖面孢粉、烧失量、碳氮含量的分析,结合加速器质谱(AMS)^14C测年结果,建立了该地区全新世以来的古环境演变序列。结果表明,梵净山地区全新世以来经历了冷干期、过渡期、暖湿期、暖干期和冷干期5个阶段,其中第Ⅲ阶段(8.0~4.6 cal ka BP)可能为全新世大暖期的鼎盛期。总体而言,全新世早中期由干冷转为暖湿,后期气候逐渐转为寒冷干燥,但存在变暖的趋势。JL15柱芯共记录了全新世以来5次较明显的降温事件:2.6、3.4、4.2、9.4和10.0 cal ka BP,其中与北大西洋浮冰碎屑(IRD)事件有联系的是4.2和9.4 ka事件。与西南地区其他气候记录相似,梵净山JL15柱芯所反映的冷事件与IRD事件存在一定联系,但也存在差异性,这可能与全球气候变化驱动机制的复杂性有关,需要后续研究的进一步探讨。

硒蛋白—哺乳动物谷胱甘肽过氧化物酶家族研究进展

硒是生物机体必需的微量元素,硒大部分以硒蛋白形式发挥其生物学效应。硒蛋白是指以第21种氨基酸-硒代半胱氨酸掺入到蛋白质中的一类蛋白质。谷胱甘肽过氧化物酶是最早发现的硒蛋白,目前,在人类中已发现5种谷胱甘肽过氧化物酶(GPx1、GPx2、GPx3、GPx4、GPx6),在啮齿动物中发现4种谷胱甘肽过氧化物酶(GPx1、GPx2、GPx3、GPx4)。本文就哺乳动物中属于硒蛋白的谷胱甘肽过氧化物酶研究进展做一综述。