中国南方喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应

以中国西南典型喀斯特石漠化生态系统土壤为研究对象,运用野外定点取样和实验室分析检测方法,研究不同等级石漠化环境土壤理化性质特征;运用空间代替时间方法,探讨石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制,旨在为中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建提供理论支撑。结果表明:1)不同等级石漠化环境土壤理化性质存在显著差异,土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、田间含水量、毛管含水量、pH值、有机质、水解氮、有效磷和全钾均在不同等级石漠化环境间具有显著差异。但这些指标并不是随着石漠化程度增加而一直退化,而是一个先退化后改善的趋势;2)土壤有机质、氮素、毛管持水量、容重和孔隙度与土壤其它绝大多数理化因子具有明显的相关性,是土壤理化性质的关键因子,在改善土壤理化性质和促进养分循环方面起着关键作用;3)主成分分析也表明,土壤有机质、氮素、钾素、容重、持水状况、孔隙度等是基于土壤理化性质评价石漠化程度的关键指标。作者提出了强度石漠化环境裸岩对土壤养分的聚集效应学说和喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制。研究结果对中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建具有重要的理论意义和实践指导价值。     

晋西黄土区刺槐林地土壤水分对降雨的响应

通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1）坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺槐林地相对于密度较低的林地或裸地而言,其林地内坡面土壤水分对降雨的响应较平缓。2）垂直方向上,0~20 cm土层土壤含水率对降雨的响应最为直接和迅速。植被密度不同,各测点次表层（10~20 cm土层）土壤含水率的上升有先后之分,与表层（0~10 cm土层）相比,次表层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,体现出土壤水分入渗的先后过程。深层（20~150 cm土层）土壤含水率对降雨几乎无响应过程。3）坡面上表层土壤含水率对降雨的响应受降雨强度和植被密度影响,当降雨强度较小时,土壤含水率变化会出现上升期和退水期;当降雨强度较大时,土壤含水率变化则分为上升期、平台期和退水期,各期到达时间会因植被密度增加而出现相应的滞后现象。      

太岳山油松人工林土壤呼吸对强降雨的响应

在全球气候变化背景下,关于森林生态系统土壤呼吸变化的研究越来越受到关注,然而目前由于测定技术限制,对于强降雨影响森林土壤呼吸的国内相关研究还不够深入.选取山西省太岳山油松人工林土壤作为研究对象,应用LI-8150土壤CO2通量全自动连续测量系统,对降雨前后的土壤呼吸速率和环境因子在原位置进行全天候连续监测,分析了3次强降雨前后的土壤呼吸速率变化.结果表明,(1)5月的旱季降雨改善了土壤水分状况,促进了土壤呼吸,降雨结束后土壤呼吸速率的平均水平是降雨发生前的2倍;7月的雨季开端期降雨对土壤呼吸先促进后抑制,土壤容积含水量和土壤呼吸速率的二次关系曲线存在拐点,但总体上降雨是促进了土壤呼吸;8月的雨季降雨整体上抑制土壤呼吸,土壤呼吸速率和土壤容积含水量的变化曲线走势呈明显的镜像,雨中及雨后土壤呼吸速率分别下降了约45％和28％.(2)每一次降雨结束后,土壤温度都有一定程度的下降.雨后,较低的土壤温度在土壤呼吸得到降雨促进时,可加速土壤呼吸速率的恢复;在土壤呼吸受到降雨抑制时,能阻碍土壤呼吸速率的恢复.(3)降雨的不同时期,影响半湿润地区油松人工林土壤呼吸的关键因子也是不同的.降雨前如果土壤容积含水量处于明显变化的状态,水分是影响土壤呼吸的关键因子;如果土壤容积含水量比较稳定,则土壤温度是关键因子.降雨过程中由土壤温湿共同影响土壤呼吸,降雨结束后水分是影响土壤呼吸的关键因子.     

喀斯特石漠化过程中土壤物理性质的演变

了解喀斯特土壤物理性质对喀斯特石漠化过程的具体响应，对构建科学完整的石漠化程度评价和潜在危害性指标体系具有重要意义。为掌握喀斯特石漠化过程中土壤物理性质的演变特征及规律提供依据，以贵州省贞丰县境内花江小流域1.2 km²范围为研究区域，对樵采和开垦2种人为扰动方式下石漠化进程中土壤机械组成、土壤比重及土壤团聚体结构的变化进行分析。结果表明：樵采和开垦2种动力作用下土壤物理性质的变化随石漠化进程的变化表现各异。樵采作用下土壤中0.25～0.05 mm、<0.001 mm的颗粒呈增多趋势且变化较大，异质性明显，土壤机械组成由粗变细，土壤质地从壤土演变为重粘土；开垦作用下土壤的机械组成无明显变化，较均匀一致，土壤质地基本维持在重粘土至极重粘土；樵采作用下土壤结构以中等大小(1.00～0.25 mm)团聚体为主，开垦作用下以形成大团聚体(>2 mm)为主，且开垦作用下土壤团聚体的稳定性更强。樵采和开垦2种动力作用下土壤比重均增大，同时土壤团聚体均随石漠化进程的加深呈减小趋势。     

滇东喀斯特石漠化地区不同植被模式土壤酶活性与有机碳

为探讨喀斯特石漠化地区植被对土壤质量的改良作用,以裸地为对照,利用冗余分析法,对滇东喀斯特石漠化地区4种不同植被模式、不同层次的土壤酶活性以及有机碳质量分数的关系。结果表明:(1)各植被模式下土壤有机碳质量分数及酶活性均表现为土壤表层最高,针阔混交林模式和灌草模式对提高土壤有机碳质量分数及酶活性的作用较显著;(2)研究区土壤有机碳与过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶呈极显著的正相关关系,与淀粉酶存在显著的正相关关系,相关系数与其在RDA(冗余分析)排序图中的夹角变化规律一致;(3)在RDA排序图中,生境由有机碳质量分数较低的针叶林模式过渡到有机碳质量分数较高的灌草模式和针阔混交林模式时,在有机碳质量分数较高的生境中,过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶活性也较高。RDA排序图直观展示了土壤中各种酶活性对土壤有机碳的敏感强度,因此,可作为探索土壤环境因子与酶活性内在关系的新视角。     

红壤性水稻土-上覆水系统毒死蜱消解的室内模拟实验

以我国南方红壤丘陵区稻田土壤为对象,通过60 d的室内模拟培养实验,研究了毒死蜱在水稻土-上覆水系统中的消解与转化规律。加药后,15、25℃和40℃条件下上覆水中毒死蜱均在前期快速消解,后期消解速率逐渐降低,符合一级动力学方程。3种温度处理下上覆水中毒死蜱的半衰期DT₅₀（0.70~1.01 d）和消解速率常数（0.688 8~0.985 2 d^-1）差异较小。毒死蜱投加之后,易转化成3,5,6-三氯-2-吡啶醇（TCP）,在上覆水中发生累积。转化受温度影响显著,经过60 d的培养,40℃时17.3%~25.5%的毒死蜱转化为TCP。表层（0~3 cm）土壤中毒死蜱的积累受温度影响显著,未灭菌处理在15、25℃和40℃下,表层土壤中毒死蜱的残留量分别为163.66、80.29 μmol·kg^-1和34.95 μmol·kg^-1,约为其初始投加含量的57.38%、28.15%和12.25%。总之,土壤-上覆水系统中,在第60 d时,投加的毒死蜱中仅0.39%~2.24%滞留在上覆水中,10.18%~58.32%迁移到土壤中,0.47%~25.53%降解为TCP存在于上覆水中。总体而言,毒死蜱在上覆水中的残留率较低,在土壤中残留率较高且主要为表层土壤所吸附,温度与微生物对毒死蜱的消解具有协同作用。     

滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征

  目的  探究岩溶石漠化区土壤团聚体养分及酶活性特征,可为该地区土壤改良和植被恢复提供理论依据。  方法  以滇中高原4种不同石漠化程度(潜在、轻度、中度和重度石漠化)土壤为研究对象,对其表层土壤3种团聚体(粒径＜0.25 mm、粒径0.25~2.00 mm、粒径＞2.00 mm)分布特征,团聚体4种水解酶(淀粉酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶)活性和3种养分(有机碳、全氮、全磷)质量分数特征进行分析。  结果  ①不同石漠化程度土壤团聚体组成比例随粒径的增大而增大,由高到低依次为粒径＞2.00 mm(51.31%)、粒径0.25~2.00 mm(36.53%)、粒径＜0.25 mm(12.04%)的团聚体。②不同团聚体土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、土壤酶活性几何平均数及有机碳、全氮质量分数均随粒径的增大而减小,对有机碳、全氮、全磷及酶活性的贡献率均为粒径＞2.00 mm的团聚体最高,其次为粒径0.25~2.00 mm,粒径＜0.25 mm的团聚体最低。③不同石漠化程度土壤团聚体淀粉酶活性均值为5.70 mg·g?1·h?1,石漠化土壤的石漠化程度从大到小依次为潜在、轻度、重度、中度,石漠化土壤有机碳、全氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性从大到小依次为重度、轻度、潜在、中度。团聚体粒径及石漠化程度均对土壤有机碳、全氮和酶活性有显著影响(P＜0.05),但粒径和石漠化程度的交互作用对土壤养分及酶活性没有显著影响(P＞0.05)。  结论  在岩溶石漠化地区,较大粒径的土壤团聚体在土壤组成上占优势,对土壤养分和酶活性的贡献率也相对较高,而较小粒径的土壤团聚体更有利于土壤养分和酶活性的积累,其相应的含量也更高。图2表6参45     

不同强度石漠化生物治理的土壤响应分析

[目的]研究不同强度石漠化生物治理的土壤响应情况。[方法]以贵州铜仁地区敖寨小流域示范区为例,监测土壤温度、容重、pH、全氮、全磷、全钾和有机质含量等。[结果]不同深度土壤温度日较差均减小;土壤容重减小,孔隙度趋大,且这种变化与石漠化等级相关联;pH更接近7.0,酸碱度更趋中性;全氮、全磷和有机质含量变化呈现复杂性。[结论]石漠化生物治理措施改善了土壤性能。     

Impact of Different Transformation Measures on Soil Physical and Chemical Properfies and Heaw Metal Content in Low-Quality Forest Stands in Great Xing' an Mountains

对大兴安岭低质林进行带状和块状改造,分析不同方式改造后土壤理化性质及重金属的变化.结果表明:改造样地的土壤密度低于对照样地,而土壤含水率高于对照样地,土壤孔隙度也有所提高,林地土壤的物理性质得到了改善.各改造样地土壤pH值升高,土壤有机质质量分数在带宽较宽及面积较大的改造样地中更高;带状改造样地和中等采伐面积样地( 225～400 m2)土壤全N质量分数高于对照样地;改造样地的土壤全P、全K以及水解N质量分数并没有得到改善;带状改造样地土壤有效P质量分数升高,块状改造样地土壤有效P质量分数下降;改造样地土壤速效K质量分数高于对照样地.样地S1、G4、G5土壤Cd质量分数高于对照样地,且与对照样地差异显著(P＜0.05);各样地土壤Cu质量分数与对照样地差异不显著(P＞0.05);各带状改造样地之间土壤Pb质量分数差异显著(P＜0.05),样地S3土壤Pb质量分数最高.土壤Cd与Pb质量分数之间呈极显著正相关,土壤3种重金属质量分数与土壤总孔隙度正相关,与土壤有机质及水解N质量分数负相关.     

基于土壤酶的酚酸类化感物质效应研究

旨在准确评价化感物质环境效应,为科学决策秸秆还田措施提供依据。采用室内模拟方法,较为系统地研究3种典型化感物质(阿魏酸、对羟基苯甲酸、香豆素)对催化土壤碳、氮、磷、硫物质循环及微生物活性的6种土壤酶活性的影响。结果表明,有机质质量分数高的土壤酶活性较高;不同土壤酶对化感物质的响应不同,其中,转化酶、脲酶、磷酸酶、FDA水解酶活性随化感物质质量分数增加呈波动性变化,且多数处理间差异不显著,表明在供试质量分数范围内,3种化感物质对上述4种酶类的急性毒性效应未表现出规律性响应;化感物质抑制土壤脱氢酶活性,采用U=A+B×C和U=A/(1+B×C)模型可较好拟合二者关系,除加入香豆素的2号土样外,其他处理间均呈极显著负相关,表明土壤脱氢酶对化感物质表现为敏感的抑制作用;阿魏酸则显著激活土壤芳基硫酸酯酶活性,二者呈极显著正相关,表明芳基硫酸酯酶对阿魏酸较敏感;根据值最小最敏感的原则得出供试土壤化感物质临界值为24.63mg·kg-1。阿魏酸可激活土壤总体酶活性,对羟基苯甲酸表现为抑制,而香豆素则呈波动性变化。土壤脱氢酶是对化感物质较为敏感的土壤酶类,其他酶类的变化受化感物质类型、质量分数及土壤性质的影响,具体有待深入探讨。     

贵州冷热洞、白龙洞和龙井洞环境质量及生态风险初步评价

为了解贵州喀斯特洞穴环境的污染状况,对贵州省3个洞穴冷热洞、白龙洞和龙井洞部分环境因子——土壤和水中重金属(Cu、Cr、Ni、Zn、Hg和As)含量进行测定,并对3洞穴土壤中重金属的污染指数及生态风险进行评价。结果表明:Zn在土样和水样中含量均最高,最低的是Hg;冷热洞土样的重金属含量均超过中国土壤背景值,白龙洞和龙井洞土样中的重金属含量除Cr外,均超过中国土壤背景值。洞穴土壤重金属综合潜在危害程度,龙井洞处于较高生态危害水平,冷热洞处于中等生态危害水平,白龙洞处于高生态危害水平;Hg是3洞穴最主要的生态风险因子。     

A Chemoautotrophically Based Cave Ecosystem

Microbial mats discovered in a ground-water ecosystem in southern Romania contain chemoautotrophic bacteria that fix inorganic carbon, using hydrogen sulfide as an energy source. Analysis of stable carbon and nitrogen isotopes showed that this chemoautotrophic production is the food base for 48 species of cave-adapted terrestrial and aquatic invertebrates, 33 of which are endemic to this ecosystem. This is the only cave ecosystem known to be supported by in situ autotrophic production, and it contains the only terrestrial community known to be chemoautotrophically based.     

仙人洞里尽朝辉

“仙人洞”这个名字在东南亚的石灰岩溶洞广为应用。由于洞穴形成年代久远，人类的童年时代还不会营构房屋，只能选择自然洞穴栖息生存。后世离开洞穴，迁徙到河流两岸，营建居室的原始农业部落人们称祖辈世居的洞穴称之为“先人洞”，千百年来由于宗教渗入社会生活，加之“先”与“仙”音近的关系，人们又将这类洞穴取上神话般的名称——“仙人洞”。     

云南省干洞和龙坪洞内蜘蛛物种多样性及夏季和冬季动态分析

于2006年夏季(6月)和冬季(12月)2次赴云南省西畴县对干洞和龙坪洞内的蜘蛛进行野外考察,共获标本290号,其中干洞内110号,经鉴定和分类,隶属9科18种;龙坪洞内180号,隶属10科20种.不论是种类组成还是相对数量,龙坪洞都比干洞要丰富.经物种多样性分析,从各光带不同季节的角度看,物种多样性指数最高是干洞夏季有光带(2.346 5),最低是龙坪洞冬季黑暗带(1.822 5);从夏、冬季平均值来看,最高是龙坪洞弱光带(2.248 3),最低是干洞黑暗带(1.891 9).干洞和龙坪洞同一光带蜘蛛多样性有明显的季节性,物种多样性指数均为夏季大于冬季;在夏季,两洞内蜘蛛物种多样性指数均具有比较明显的成带性,从大到小依次为有光带、弱光带、黑暗带.     

溶洞旅游产品升级研究——以兴文天泉洞为例

通过对兴文天泉洞旅游者进行实地问卷调查,分析旅游者需求,提出以洞穴观光为基础、以洞穴科学考察游、洞穴拓展游、洞穴文化体验游、洞穴休闲游、洞穴医疗游五大类溶洞旅游产品进行组合升级。     

Trophic Substances in a Blind Cave Crayfish

The eyestalks, supraesophageal ganglia, and circumesophageal connectivesof the blind cave crayfish Orconectes pellucidus australis contain a red pigment-concentrating substance and a distal retinal pigment light-adapting one. Assays were performed on the dwarf crayfish, Cambarellus shufeldti. Thesignificance of these findings is discussed in relation to endocrine regulation of pigmentary effectors in crayfishes.     

洞穴的农业综合利用研究进展

洞穴是非常珍贵的地下空间资源,合理利用洞穴资源对于提高资源利用率和增加经济收入非常重要.从洞穴的概况出发,重点综述洞穴在农业上的综合利用研究现状,分析当前洞穴作为农业利用存在的问题,为更好开展洞穴的综合利用和提高农民的收入奠定基础.     

黄土高原地下窑洞开发思路探究

通过实地考察和应用统计分析等方法,对陕北地区具有代表性的窑洞进行探讨分析,结合地下窑洞的发展实际,系统分析地下窑洞的历史渊源、优缺点、现状成因和发展方式,论证了保留地下窑洞的必要性,并将其与第三产业捆绑,创新性地提出地下窑洞未来发展的新方案。