桂西北喀斯特生态系统退化机制与适应性修复试验示范研究

围绕喀斯特退化生态系统恢复与重建的国家重大需求,针对喀斯特生态系统植被群落稳定性差、土壤生态功能恢复滞后、生态治理成效缺乏可持续性等问题,依托广西环江喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,我们开展了桂西北喀斯特生态系统退化机制及适应性修复研究,提出了喀斯特生态系统服务功能优化调控的理论与技术体系,为西南喀斯特区域石漠化综合治理及社会经济可持续发展提供科学依据与技术支撑。     

生物炭对土壤固氮微生物的影响研究

鉴于化肥的过量使用对土壤和环境造成的严重破坏,功能微生物和生物有机肥替代化学肥料的研究日益受到关注。功能微生物对于作物提供养分的能力取决于土壤环境是否能够给微生物菌群提供良好的生长繁殖的条件。因此,功能微生物和土壤之间需要一个有效的媒介来实现微生物的"安居繁衍"。生物炭是一种的新型土壤改良剂,施用生物炭后土壤理化性质发生改变。生物炭可以促进土壤中固氮微生物氮循环,刺激固氮微生物的生长及提高固氮效率。生物炭作为固氮微生物的载体,实现土壤环境改良并发挥微生物菌肥的固氮效率具有重要的研究意义。     

黔中喀斯特山区的生态环境特点及植被恢复技术

长期以来，由于樵采、放牧、生产用火等人为干扰强度大，喀斯特山地的植被多次遭到破坏，致使水土流失不断加剧，土地石漠化，立地生境恶化，造林困难地段的面积逐渐增加；表现出岩石裸露率高，土被不连续，土层浅薄，水土流失潜在危险性大，生态环境脆弱，环境溶量小，抗外界干扰保持系统稳定的阈值较低，受破坏后自我修复能力差，植被自然恢复极端困难等特点。喀斯特山地农业生态环境的根本改善，有赖于岩溶地区森林植被的恢复与重建。以黔中地区典型的喀斯特山地为对象，在研究和分析喀斯特地区森林植被退化的成因和生态环境特点的基础上，筛选适于喀斯特山地的造林树种，提出了森林植被恢复、保护的技术措施，以期为西部大开发过程中的生态环境建设提供理论依据和技术支持。     

贵州喀斯特地区植被修复对土壤氮素的影响

喀斯特地区正开展一系列的生态恢复工程措施,研究生态修复过程与土壤氮循环过程的交互作用对喀斯特地区生态系统植被修复具有重要的科学意义。本研究以贵州草海保护区不同地貌(非喀斯特、喀斯特及植被修复)为研究对象,采用时空互代法研究地貌环境对土壤氮组分(全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮)分布特征的影响,并分析它们与土壤理化因子之间的关系。结果表明：(1)非喀斯特样带氮含量与喀斯特样带对比,前者土壤氮素累积呈现向上富集的规律,在土壤表层呈表聚现象,土壤硝态氮和铵态氮含量均高于喀斯特样带,铵态氮占无机氮主要部分;(2)喀斯特样带由于地质条件、植被覆盖度低、凋落物归还量少和土壤侵蚀导致活性有机碳较低,进而影响土壤氮素累积;植被恢复初始阶段,土壤中氮素供应强度会得到改善,土壤硝化和氨化速率均有显著提升,土壤侵蚀作用减弱,土壤对养分的固持能力加强,进而土壤硝态氮和铵态氮含量显著高于喀斯特样带。     

对石漠化概念及其治理的再思考

进一步厘定喀斯特石漠化形成因素对西南喀斯特退化土地生态治理、恢复具有重要意义。梳理当前对石漠化认识有关理论的研究进展,提出喀斯特石漠化是岩溶山地人口增加打破了低土地承载力和低生产力背景下维系的脆弱平衡,而发生的土地退化。当前中国农户正经历着生计转型与多样化生计,对农业生产与农村土地依赖性逐渐减弱,岩溶山地人地关系模型出现了新变化,未来岩溶山地石漠化将呈现由扩展转向收缩的新态势。     

文山州岩溶山区退化植被的调查及其恢复对策

在对文山州岩溶山区退化植被进行调查和研究后发现:乔木次生林的物种丰富,土壤种子库中的灌木种子量、无性繁殖体充足,而灌木丛、草地土壤种子库的灌木种子、无性繁殖体数量都不足,特别是草地更是稀少。岩溶山区植被遭受破坏或退化,是其生态失衡及呈现“石漠化”的根本原因。恢复岩溶山区的生态平衡,治理“石漠化”,其根本措施是退化植被的恢复。岩溶山地退化植被的恢复应考虑不同类型退化植被的特点采取不同的措施,乔木次生林以抚育间伐为主,灌丛林、草地采取人工补植补播当地物种的种苗并配以抚育措施。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物生物量碳的变化

土壤微生物生物量是表征退化喀斯特植被恢复过程中土壤质量的重要特征之一。笔者以贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内土壤为研究对象,分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同生境、不同层次、根际和非根际土壤微生物生物量碳的变化特征。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤中的微生物生物量碳存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物生物量碳明显上升,从大到小表现为乔木群落阶段、灌木群落阶段、草本群落阶段、裸地阶段,反映出土壤质量在逐渐恢复;土壤微生物生物量碳的变化特征在不同生境间从大到小主要表现为裸地和草本群落阶段为石沟、土面、石槽,灌木群落阶段和乔林阶段为石槽、土面、石沟;土壤剖面上均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度的增加,呈递减趋势,根际和根外变化明显,表现为根际高于非根际。     

贵州喀斯特山地坡耕地立地影响因素及分区

从贵州喀斯特山地气候、母岩——地貌——土壤系统、水土流失和石漠化、坡耕地土壤特性、现有森林植被等方面分析其对喀斯特山地坡耕地立地的影响,将贵州喀斯特山地坡耕地划分成3区10亚区16小区。     

生物有机肥对盐渍土壤水盐动态及番茄产量的影响

为探讨生物有机肥对不同类型盐渍土壤(设施次生盐渍土、滨海盐渍土)水盐动态和作物产量的影响,采用盆栽试验方法研究不同施肥(不施肥、化肥、生物有机肥、生物有机肥+化肥(比例为1∶1))处理对盐渍土土壤含水率、电导率、盐分离子组成变化和番茄产量、水分利用效率的影响。结果表明:(a)单施生物有机肥处理和生物有机肥+化肥处理均可以提高土壤含水率;(b)单施生物有机肥处理的土壤电导率最低,其次为生物有机肥+化肥处理;(c)对于设施次生盐渍土,与化肥处理相比,单施生物有机肥处理和生物有机肥+化肥处理的土壤盐分离子总量分别降低了23.63%和15.60%;(d)对于滨海盐渍土,与化肥处理相比,单施生物有机肥处理和生物有机肥+化肥处理的土壤盐分离子总量分别降低了22.34%和10.32%;(e)番茄收获后,设施次生盐渍土各处理的NO_3~-和SO_4~(2-)在土壤盐分中的占比降低,滨海盐渍土各处理的Na~+、K~+和Cl~-占比降低;(f)单施生物有机肥处理最有利于土壤微生物的增加,其次是生物有机肥+化肥处理;设施次生盐渍土中生物有机肥+化肥处理的番茄产量最高,比单施生物有机肥处理增产165.5%;(g)施用生物有机肥可以提高设施次生盐渍土的作物产量和灌溉水利用效率,而单施化肥则可能会造成作物绝产;(h)施用化肥虽然提高滨海盐渍土的作物产量,但施用生物有机肥处理的灌溉水利用效率相对较高。     

喀斯特石漠化地区人工生态经济林土壤营养特性典型研究

人工营造大面积的生态经济林是喀斯特石漠化防治的重要措施,生态经济林的可持续经营直接关系到石漠化治理工程的成败。本文关注土壤营养特性对生态经济林经营的影响,以贵州典型喀斯特石漠化地区花江峡谷成功经营的顶坛花椒林为例,分析了喀斯特石漠化地区造林前为荒地和耕地的种地类上人工生态经济林林下土壤的营养背景,各主要大量营养元素和微量营养元素种类的全量和有效态含量及其垂直变化特性,并重点探讨了未受到应有重视的喀斯特石漠化地区石灰土金属微量元素有效性低下问题及其机理。本文为喀斯特石漠化地区生态经林造林树种遴选及后期管护和施肥决策,尤其是微量元素的合理施用提供依据。     

广西贺巴高速来都段石漠化边坡植被恢复和生态防护技术的应用分析

石漠化边坡的植被恢复和生态防护是目前绿色公路建设的热点问题,常用框格植草措施减缓雨水对边坡的冲刷破坏,加快坡面的植被恢复进程。结合广西贺巴高速来都段石漠化边坡植被恢复项目,通过对现场工程技术的实际应用情况进行跟踪调研,剖析了石漠化边坡框格内填土植草的植被恢复和生态防护技术在应用中发现的一些技术问题,提出了框格内填土局部稳定技术的新型解决方案,并进一步在该石漠化边坡,推广应用了采用水土共蓄的新型板槽进行植被恢复和生态防护的最新发明技术,以期对石漠化边坡的植被恢复提供积极的技术措施和建议,促进石漠化地区绿色公路建设的发展。     

中国岩溶森林生态保护修复的理论与技术

全面总结了近年来中国在岩溶森林生态保护修复理论与技术实践方面取得的研究成果.在理论方面,创新性地提出了基于自然保护地体系的岩溶森林生态保护修复政策支撑体系,基于岩溶地区小生境高度异质性的多物种共存与生物多样性维持理论,基于岩溶地形地貌、土壤和自然干扰机制下的隐域性植被演替理论,基于岩溶植物萌生特性的群落构建机制和岩溶生...     

喀斯特地区不同等级石漠化人工生态恢复的土壤温度及水分效应--以贵州省花江峡谷为例

根据石漠化等级程度及微地貌景观不同,选择12个固定样地作为研究对象,进行4次监测。结果表明,喀斯特峡谷区土壤温度与石漠化等级程度相关性不大,与植被覆盖度,特别是林下草被覆盖度具有很大相关性;随着治理时间增加,各等级石漠化土壤温度日变化趋于中度石漠化>轻度石漠化>强度石漠化>潜在石漠化的稳定大小关系。随治理时间增加,旱季土壤水分有逐渐提高的趋势,且年际同期变化幅度较大。研究不同等级石漠化人工生态恢复的土壤温度及水分有助于从土壤水热的角度来揭示石漠化恢复治理过程中的生态环境效应,为喀斯特地区石漠化防治提供科学依据。     

黔东南生态文明建设试验区石漠化演变规律与发展趋势研究

截至2005年,以贵州高原为中心的中国南方喀斯特地区石漠化土地总面积已经达到12.96×104km2,中国南方石漠化与西北地区的沙漠化、黄土高原的水土流失成为我国三大生态灾害。以黔东南自治州为主要对象,研究了生态综合治理下黔东南州2000~2005年石漠化的变化特征,应用空间转移矩阵预测未来发展趋势。数据表明:黔东南州石漠化面积从2000年1 638.46km2发展到2005年的1 753.60 km2,5年间平均每年增加23km2,到2050年石漠化面积将达到2 634.45 km2,占全州国土面积的8.68%。虽然黔东南州石漠化低于贵州平均水平,但是石漠化防治工作不容忽视,要建设黔东南生态文明试验区,石漠化治理仍是一个长期、艰巨的任务。     

滇东喀斯特石漠化区不同植被恢复模式下土壤水分空间变异特征研究

分析了7种不同植被恢复模式的土壤容重和水分等土壤特性的变异及分布特征．结果表明,土壤容重变异较小,土壤水分含量变化相对较大．不同植被恢复模式之间,天然成熟林的含水量最大,新造林最低;不同坡位之间,以下坡的含水量最大．容重变化与水分含量变化恰好相反．通过研究滇东喀斯特石漠化地区不同年龄植被在不同坡向、坡位、石漠化程度等条件下土壤水分的空间变异规律,为滇东喀斯特石漠化地区的植被建设和规划提供理论依据和实践依据．     

不同水土流失治理模式下的土壤理化特征

在福建省长汀县水土流失区土壤调查与实验的基础上，对土壤理化特征进行深入分析．研究表明：研究区内因水土流失严重，土壤质地太粗，土壤养分的全量与速效含量都很低，全P和速效P的含量尤为明显，要使植被得以恢复，施肥特别是施用磷肥是一个极为重要的环节．各种土壤养分含量均随土壤侵蚀程度的增强而呈递减之势．裸露坡地土壤养分各指标均明显低于研究区的平均水平，不同的水土流失治理措施均促进了土壤肥力的提高，以园地对坡地土壤肥力的提高作用尤为明显．种植草被对磷素含量的提高起到积极的作用．随着植被覆盖度的增加，土壤养分各指标含量都随之呈现增大之势，水土流失区种植草被是生态恢复与重建的关键环节．     

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。     

苗族生态知识在石漠化灾变救治中的价值

苗族麻山支系长期生息在喀斯特山区,因此积累了高效利用与精心维护喀斯特生态系统的经验和技能。20世纪中期,随着周边社会环境的巨变,麻山地区石漠化灾变日趋扩大,虽经多方救治,成效甚微。但全面剖析当前苗族的生计方式后发现,发掘和利用苗族传统的地方性知识和技能,在石漠化灾变救治中具有不可替代的特殊价值。据此,可望找到根治石漠化灾变的可行方法。