喀斯特地区石漠化治理进程中土壤水分变化及小气候效应

对乌江上游毕节撒拉溪喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化治理示范区15个样地2012~2013年的小气候特征进行监测。运用空间代替时间方法分析石漠化恢复过程中环境因子的变化,结果表明:不同等级石漠化各小气候因子及土壤水热状况均有不同程度差异,小气候质量随石漠化程度下降、生态修复而提高:同一时间,大气相对湿度及土壤含水量升高且日变化、季节变化趋缓;光照强度、地面温度、表层土壤温度降低且日变化、季节变化趋缓;土壤物理性质改善;强度石漠化样地日平均光照强度为无石漠化的4.46倍,雨季气温高1.03℃,相对湿度低9.9%,表层土壤温度高1.72℃,表层含水量低37%。光照强度与地面温度、土壤温度之间正相关,三者与相对湿度负相关;年际尺度上,同期光照强度、地面温度、0~20cm土温降低,相对湿度增加,小气候效应开始凸显,生境朝着良性有序方向发展。     

1990—2010年贵州喀斯特区石漠化景观格局变化分析———以贵州省六枝特区为例

从石漠化演化趋势、石漠化类型空间组合特征及景观格局方面分析了1990—2010年贵州六枝喀斯特区石漠化景观格局的变化。研究结果表明:六枝特区近20年石漠化景观类型面积变化较大,其中无石漠化景观类型面积增加了73.16km2,石漠化强度有所减弱;无石漠化和轻度石漠化景观比例增加,无石漠化、潜在石漠化及轻度石漠化景观类型的斑块密度增高,同时轻度石漠化景观形状指数上升了4.57,斑块形状进一步复杂和不规则;研究区石漠化景观多样化指数(GMk)较高,1990、2000及2010年平均值都在0.66以上,石漠化景观类型丰富,但景观破碎化度较大并有增加趋势。通过景观分析可以看出,近20年来研究区石漠化景观得到了恢复,低等级石漠化斑块增多,降低了原有高等级石漠化斑块的优势度。但是新恢复的低等级石漠化斑块没有连片形成优势,所以在今后的治理过程中应该人为加以引导,促使生态修复的斑块间打通廊道形成优势,形成稳定的生态系统。
     

石漠化等级与植被碳储量的相关性研究——以顶坛小流域为例

通过对贞丰-关岭花江示范区内的顶坛小流域8个石漠化样地进行监测。计算得出各样地内的草本层与灌木层碳储量,通过单因素方差分析,结果表明石漠化治理过程中,植被恢复初期,草本层碳储量、灌木层碳储量与不同等级石漠化存在相关性,其中与草本层相关性较弱(F=14.087,P<0.05),与灌木层碳储量相关性较强(F=165.818,P<0.05);灌木层碳储量与石漠化等级表现出显著负相关,但是草本层并不存在这一规律,由此可见,石漠化地区植被恢复的过程是一个波动式上升的过程;对不同等级石漠化样地碳储量的平均值进行比较,随时间增长及石漠化等级的降低都呈现碳储量增长的趋势。其中轻度石漠化增长最快,石漠化治理的碳汇效益最明显。石漠化治理是一个碳汇的过程,长期的石漠化治理工程必将产生巨大的固碳曾汇效应。     

1990—2010年贵州喀斯特区石漠化景观格局变化分析———以贵州省六枝特区为例

从石漠化演化趋势、石漠化类型空间组合特征及景观格局方面分析了1990--2010年贵州六枝喀斯特区石漠化景观格局的变化。研究结果表明：六枝特区近20年石漠化景观类型面积变化较大,其中无石漠化景观类型面积增加了73．16km2,石漠化强度有所减弱;无石漠化和轻度石漠化景观比例增加,无石漠化、潜在石漠化及轻度石漠化景观类型的斑块密度增高,同时轻度石漠化景观形状指数上升了4．57,斑块形状进一步复杂和不规则;研究区石漠化景观多样化指数（GMk）较高,1990、2000及2010年平均值都在0．66以上,石漠化景观类型丰富,但景观破碎化度较大并有增加趋势。通过景观分析可以看出,近20年来研究区石漠化景观得到了恢复,低等级石漠化斑块增多,降低了原有高等级石漠化斑块的优势度。但是新恢复的低等级石漠化斑块没有连片形成优势,所以在今后的治理过程中应该人为加以引导,促使生态修复的斑块间打通廊道形成优势,形成稳定的生态系统。     

花江喀斯特峡谷区不同石漠化等级植物群落区系特征及其相似度

石漠化是喀斯特地区面临的主要环境问题,通过样地调查法对贵州花江喀斯特峡谷不同石漠化等级植物群落区系特征进行研究,并对潜在、轻度、中度及强度石漠化样地的物种相似性程度进行计算。结果表明,喀斯特峡谷石漠化群落地理成分复杂,分布类型丰富多样,热带性质明显。就群落相似性系数而言,在相同石漠化等级的样地内部,各样地间平均相似性系...     

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。     

喀斯特石漠化过程的植物叶片δ13C值变化及其环境分析

测定了贵州高原喀斯特小流域内不同等级石漠化样地几种乡土种叶片稳定碳同位素组成的变化及主要环境因子的变化,旨在从小流域尺度上探讨喀斯特石漠化过程中植物δ13C值的变化及影响植物δ13C值变化的主要环境因子.结果表明:石漠化过程中,生境逐渐由低光、高水分环境向高光、低水分环境转变;植物群落δ13C值随石漠化的发展显著增加,即群落的水分利用效率随着石漠化发展显著提高;植物种也基本呈现出随着石漠化进行其δ13C值趋正的趋势,说明随着水分可利用性的降低,植物的水分利用效率提高;所研究的植物的δ13C值的种内差异不同,反应了喀斯特石漠化区不同植物的水分利用对环境变化的不同响应;轻度石漠化坡面上坡和中坡植物δ13C值存在显著差异,而上坡和下坡、中坡和下坡问植物δ13C值不存在显著差异,中度石漠化坡面不同坡位间植物δ13C值均不存在显著差异,这正是喀斯特地区特殊的二元结构水文系统以及其复杂多变的地形地貌的体现;通过对各种石漠化样地植物的δ13C值与环境因子的相关分析得出,水分和光照是影响该区植物δ13C值变化的主控因子.     

喀斯特地区石漠化的空间格局及演化敏感性分析

以石漠化发育典型的贵州省为例,运用多因子综合分析、专家打分和层次分析等方法,建立多因素石漠化强度等级评价及石漠化演化敏感性分析地理模型;获取石漠化研究区的遥感及各类专题数据,在此基础上,定量化处理两种地理模型所需计算因子,计算得到贵州省石漠化等级空间分布及石漠化演化敏感性空间分布结果。通过两模型计算结果发现,贵州省石漠化演化敏感性强度与石漠化强度等级空间分布具有较高一致性。本研究得到石漠化空间分布和演化敏感性规律,可为喀斯特石漠化地区的治理与预警提供科学依据。     

喀斯特石漠化治理不同水土保持模式的生态效应研究

以毕节市撒拉溪镇喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化综合防治示范区为研究单元,运用野外取样调查和室内实验分析方法,研究喀斯特石漠化治理区封山育林(模式I)、人工种草(模式II)、经果林治理(模式III)和农林混合(模式IV)4种不同水土保持模式,与对照组(原生样地)在不同季节的土壤效应、植被效应和小气候效应,旨在为喀斯特石漠化地区的水土保持治理和生态系统恢复重建提供理论支撑。研究结果表明:4种水土保持模式的土壤含水量、田间持水量和毛管持水量在4月、8月、12月差异性显著(P0.05),均有对照组模式I模式II模式III模式IV的变化规律;不同水土保持模式的土壤全氮、全磷和全钾在4月和8月无差异性显著(P0.05);植被多样性指数偏低,但均高于对照组,小气候效应优于对照组。研究结果以期为对喀斯特石漠化地区的水土保持治理和生态系统恢复重建研究提供参考数据。     

喀斯特石漠化过程的植物叶片δ^13C值变化及其环境分析

测定了贵州高原喀斯特小流域内不同等级石漠化样地几种乡土种叶片稳定碳同位素组成的变化及主要环境因子的变化,旨在从小流域尺度上探讨喀斯特石漠化过程中植物δ^13C值的变化及影响植物δ^13C值变化的主要环境因子．结果表明：石漠化过程中,生境逐渐由低光、高水分环境向高光、低水分环境转变;植物群落δ^13C值随石漠化的发展显著增加,即群落的水分利用效率随着石漠化发展显著提高;植物种也基本呈现出随着石漠化进行其δ^13C值趋正的趋势,说明随着水分可利用性的降低,植物的水分利用效率提高;所研究的植物的δ^13C值的种内差异不同,反应了喀斯特石漠化区不同植物的水分利用对环境变化的不同响应;轻度石漠化坡面上坡和中坡植物δ^13C值存在显著差异,而上坡和下坡、中坡和下坡间植物δ^13C值不存在显著差异,中度石漠化坡面不同坡位间植物δ^13C值均不存在显著差异,这正是喀斯特地区特殊的二元结构水文系统以及其复杂多变的地形地貌的体现;通过对各种石漠化样地植物的δ^13C值与环境因子的相关分析得出,水分和光照是影响该区植物δ^13C值变化的主控因子．     

喀斯特峡谷区土壤侵蚀的经济损失初步估值与分析--以花江示范区为例

以典型的喀斯特峡谷区———贵州省花江示范区为例,针对示范区土壤侵蚀的现状,利用环境经济学理论和方法,选择了土壤侵蚀造成土壤肥力损失(N、P、K)、土地废弃损失、水分流失损失、泥沙淤积滞留损失4方面作为衡量土壤侵蚀经济损失的指标,提出喀斯特峡谷区土壤侵蚀的经济损失估算方法,同时对示范区2004年度土壤侵蚀所带来的经济损失进行初步估值及分析,反映出示范区不同石漠化等级地区土壤侵蚀经济损失的程度和特征:土壤侵蚀的经济损失非常严重且主要集中在中轻度石漠化地区。     

喀斯特石漠化山地退化土壤生态修复研究进展

喀斯特山地特殊的地质地貌和气候特点导致其土壤发育缓慢、土层浅薄、水土流失严重,在人为活动干扰下极易退化形成石漠化景观。笔者分析了喀斯特石漠化成因与治理措施,喀斯特山地土壤特点及存在的问题,总结了喀斯特山地退化土壤不同类型修复技术和修复措施对土壤理化性质及微生物特性的改良作用,并通过收集相关文献数据,采用Meta统计分析方法,比较和分析了生物炭、化肥、有机肥、化肥有机肥混施、生物炭基肥、生物覆盖和生物结皮等不同措施对喀斯特退化土壤物理性质、土壤水分、土壤侵蚀、土壤肥力、土壤微生物群落结构组成和类群多样性的影响差异和作用机理。总结认为:喀斯特山地土壤生态系统是植被恢复的重要基础,改善土壤质量是提升喀斯特植被生态修复成效的主要技术措施之一。施用生物炭和生物结皮技术可降低土壤容重,增加土壤孔隙度和保水性能,具有显著的土壤改良效应;施用生物炭和生物炭基肥对土壤肥力的改良效应更为显著;生物覆盖技术可显著降低土壤侵蚀量。今后应在不同区域喀斯特山地退化土壤生态修复关键限制因子辨识、土壤改良集成技术对喀斯特退化土壤的生态修复效果、新型生物炭基菌肥研发、土壤固碳增汇技术等领域开展进一步研究。     

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。     

我国西南岩溶地区石漠化问题研究--以滇黔桂三省区为例

以云南、贵州和广西3省区为对象分析了我国西南岩溶地区石漠化的现状,研究了西南岩溶地区石漠化的机理.结果表明,广泛分布的碳酸盐岩是形成石漠化的地质背景;崎岖的地表为石漠化提供了动力;成土缓慢且土层薄使其允许侵蚀量小;受气候因素的影响岩溶地貌发育使土壤易“丢失”;人口的增长及不合理的行为导致植被破坏后恢复困难,易造成水土流失.在此基础上提出了石漠化的治理措施.     

桂西北石漠化地区几种植物光合潜力影响因素分析

通过对桂西北石漠化地区不同植物叶绿素含量、SPAD值、根际土壤水分、土壤有机质含量、叶面积指数等光合潜力影响因素的比较和相关性分析,为石漠化地区生态恢复重建优良先锋植物的选择提供科学依据。结果表明：土壤有机质含量与根际土水分含量、SPAD值与叶绿素含量呈显著正相关。不同植物的生理特性差异较大,其光合潜力的影响因素也有较大差异。构树叶片的叶绿素含量最高,叶面积指数也较大,适应性强,枫树、黄荆、青檀和阴香也是桂西北地区常见的乡土树种,具有良好的生态经济效益,均可作为石漠化生态恢复的先锋植物使用。     

贵州岩溶山区土壤含水量时空分布与植物生长关系研究

本文研究喀斯特山区不同厚度土壤含水量在雨后和雨后数日的垂向分布特征、不同厚度土壤对应植物叶片的含水量以及其内在联系。结果表明在喀斯特石漠化山区的同一山体中,不同厚度土壤的同一深度的土壤含水量雨后远大于雨后连续数日的含水量;雨后不同厚度土壤的含水量垂向分布从地表向下呈递减趋势,而雨后数日则呈递增趋势;相对应的山区植物（花椒）叶片含水量也与降雨有很大关系,其叶片含水量与表层土壤含水量没有明显的关系,但与土壤的厚度呈正相关。对喀斯特山区石漠化治理有着重要的意义。     

不同等级喀斯特石漠化治理的土壤效应研究——以毕节石桥小流域为例

选取贵州毕节石桥小流域为样区,以不同等级石漠化生态综合治理土壤效应为研究对象,采用2006~2007年实地监测数据,运用数理统计等方法研究表明:通过治理,土壤物理性质得到改善;土壤温度日较差减小;需要增加土壤中氮素和磷素的投入;土壤酸碱度得到改善,更偏向中性。     

近30年广西喀斯特地区石漠化时空演变

【目的】开展广西喀斯特地区石漠化时空演变特征分析,为广西开展石漠化生态恢复重建和综合治理提供科学参考依据。【方法】利用美国Thematic Mapper(TM)和国产环境减灾卫星HJ遥感数据,结合实地调查采样数据,在分析石漠化遥感光谱特征的基础上,以植被覆盖状况作为石漠化评价指标,采用框式分类方法对广西1988时相、2002时相、2007时相、2015时相4个时相石漠化状况进行等级制图并分析其时空演变。【结果】2002时相广西石漠化面积最大,1988时相次之,2015时相最小。近30年来,广西石漠化面积呈先增加后减少的变化趋势,即1988—2002年呈增加趋势,2002—2015年呈逐渐减少趋势,石漠化程度得到控制。其中,1988时相,广西的喀斯特地区中部石漠化比较严重;2002时相,中部石漠化得到改善,西部加重;2007时相,西部石漠化得到改善,中东部加重;2015时相,全区石漠化得到全面的改善,呈现重度转中度、中度转轻度、轻度转潜在石漠化的良好态势。【结论】植被覆盖是衡量石漠化程度的有效标志,TM和HJ数据可较好的监测大范围石漠化时空演变。     

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。     

宁夏盐池县封育区沙地浅层土壤水分时空特征分析

以宁夏中部干旱带盐池县封育沙地为例,利用GPS定位,采用定位监测的方法,以自然状态下的流动沙地为对照,对不同封育年限的封育沙地的土壤水分时空特征进行分析.结果表明,不同类型封育沙地的土壤水分含量随着土层深度而变化,一般为表层土壤含水量均较低,随着土壤深度的增加,土壤含水量先增大后降低.土壤水分变异系数随着土层深度的增加均呈现出降低的趋势,土壤水分含量由大到小依次为流动沙地,封育2 a沙地,封育4 a沙地,人工恢复沙地.同时,根据生长季初末土壤含水量的变化特征,土壤水分的年内变化规律表现为流动沙地和封育2 a沙地的土壤水分为积累型,封育4 a沙地的土壤水分近似于平衡型,而人工恢复沙地的土壤水分则是消耗型.这主要是降水入渗补给和蒸腾蒸发两个相反过程相互制约的结果.