石漠化治理区不同生态恢复模式土壤质量评价

为研究贵州省喀斯特石漠化地区不同生态恢复模式土壤养分及土壤质量情况,以贵州省黔西南州贞丰—北盘江石漠化治理示范区为研究区,采用土壤质量综合指数法对花椒、金银花、核桃和撂荒地4种不同生态恢复模式下土壤质量进行了评价,分析了不同生态恢复模式下土壤理化和微生物指标的分布规律。结果表明:4种生态恢复模式下0—5 cm表层土壤养分富集明显,且20 cm土层内随着深度的加深,各营养指标总体呈下降趋势;与短年限撂荒地相比,花椒、金银花和核桃样地总体土壤物理性状较好,养分含量高,土壤微生物生物量明显改善。土壤质量综合指数花椒（0.671） > 金银花（0.664） > 核桃（0.597） > 撂荒地（0.589）,表明花椒、金银花对土壤质量提升成效较好,在石漠化治理土壤环境的改善中发挥了积极的作用。     

花椒林在喀斯特石漠化治理中的碳汇效益

[目的]评价石漠化地区花椒林的碳汇功能,为石漠化治理工程的碳汇效益提供技术示范与参考。[方法]以贵州省花江喀斯特石漠化治理示范区生态环境综合治理模式下顶坛花椒(Zanthoxylum planispinum)为研究对象,依据当地的石漠化现状,通过测定强度、中度和轻度石漠化和不同龄级的花椒林生物量、土壤深度和持土量,对花椒林碳汇量进行估算。[结果]石漠化程度越高,花椒林碳汇量越低,反之,石漠化程度越低,花椒林碳汇量越大,其中轻度石漠化花椒林碳密度为3.24t/hm2,中度石漠化为3.12t/hm~2,强度石漠化为2.81t/hm~2,轻度中度强度;随着土壤深度和持土量的增加,花椒林碳汇量也呈现增加的趋势。[结论]花椒林的平均碳密度为3.06t/hm~2,花椒林的综合最优碳汇经济效益为1.92×10~4~2.56×10~4元/hm~2。     

喀斯特石漠化及土地利用变化的地貌分异特征——以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例

[目的]探讨石漠化地区土地利用变化的地貌分异特征,揭示不同地貌条件下的土地利用时空变化的特征和规律,为石漠化地区土地的合理利用提供科学参照。[方法]以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例,运用GIS和RS技术,基于2005,2010和2013年3个时期的土地利用数据、石漠化数据和地貌数据,运用地形分布指数、土地利用程度综合指数,对研究区土地利用变化的地貌分异进行研究。[结果]①在2005—2013年间,喀斯特地区草地、建设用地、林地、未利用地和水域的面积有所增加,耕地、园地的面积在减少;石漠化的面积有所减少,石漠化程度正在逐渐减轻。②不同地貌条件下,每一个土地利用类型都有其存在的优势分布区;各土地利用类型的地貌分异基本稳定。③土地利用程度的地貌分异特征趋于稳定;2005—2013年,土地利用程度大小表现为:侵蚀台地峰丛洼地丘峰台地Ⅴ型峡谷溶蚀—侵蚀陡坡。④不同地貌条件下不同石漠化等级在各土地类型中的分布方面,由侵蚀台地、峰丛洼地、丘峰台地、Ⅴ型峡谷、溶蚀—侵蚀陡坡地貌的石漠化土地类型分布来看,石漠化主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用上,水域不存在石漠化现象;2005—2013年,石漠化在不同地貌条件的地类中总体呈较好转变。[结论]每一土地利用类型都有其分布的优势地貌区;不同地貌条件下,石漠化在不同土地利用类型上的分布存在差异,主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用类型区域。     

花江峡谷不同植被类型下土壤水分时空分布特征

花江峡谷是一个严重石漠化的喀斯特峡谷,水分是花江峡谷植物生长发育的主要限制因子,故在花江峡谷区如何选择适当的植被类型是充分利用降水和防止水土流失的一个重要环节。通过研究花江峡谷区不同植被类型下土壤水分的时空分布特征,探讨适合该区生态修复的植被类型,为峡谷区生态建设与水土保持提供依据。研究结果表明:(1)在空间分布上,多年生的柚木对土壤深层水分的影响较大;花椒树(特别是长势好的花椒树木)对土壤水分的保持具有明显作用。(2)在时间分布上,各种植被类型下的土壤含水量均随降雨量的多少而升降,但进入12月份在降雨量最低的情况下,花椒的土壤含水量甚至出现升高的现象,反映了花椒特有的保持水土、涵养水源的作用。研究结果证明大面积种植花椒树有利于提高研究区的生态、经济效益。     

岩溶山区石漠化生态治理的生态效应研究

以贵州省花江峡谷石漠化治理示范区为研究单元,对比分析了小流域2005和2009年生态治理下的土壤理化性质与植物数量特征的变化。结果发现,该区土壤理化性质的变异系数值降低,说明土壤理化性质的空间变异程度降低;土壤总孔隙度略微降低,非毛管孔隙度明显增加,毛管孔隙度明显下降,土壤毛管持水量明显降低,土壤田间持水量明显提高,表明土壤的孔隙结构更加合理,土壤持水能力与通气透水性能增强;土壤有机质含量变化不明显,全氮、全磷含量明显增加,全钾营养元素含量降低,土壤pH值略微降低;植物的高度、基径、冠幅、均匀度等数量特征呈明显增长趋势,土壤质量与植物群落的生态效应具有较好的一致性。经过石漠化生态治理的土壤、植被生态效应改善与提高,逐步改善岩溶山区石漠化生态环境。     

喀斯特高原峡谷区顶坛花椒与金银花林地土壤抗侵蚀特征

喀斯特石漠化综合治理中经济型植物的选择与种植是遏制石漠化发展势头、改善石漠化地区人居环境,实现当地农民脱贫致富的有效措施。为了探讨喀斯特石漠化综合治理区不同经济型植物的水土保持功能效应,选择喀斯特高原花江峡谷地区普遍种植的乡土植物顶坛花椒纯林(以下简称花椒林)、金银花纯林(以下简称金银花林)、金银花-花椒混交林(以下简称混交林)和撂荒地(以下简称对照)4种类型作为研究对象,探讨其林下土壤的抗侵蚀特征。结果表明:(1)不同类型土壤非毛管孔隙度和总孔隙度越大,土壤入渗能力越好,而土壤容重增大会导致土壤渗透性变差。(2)不同类型土壤抗冲性系数为金银花林(2.02min·g~(-1))大于混交林(0.82min·g~(-1))大于花椒林(0.43 min·g~(-1))大于对照(0.31min·g~(-1))。(3)在土壤的抗蚀性方面混交林的土壤抗蚀性优于金银花林、花椒林和对照。(4)从土壤入渗性能、抗蚀性、抗冲性3方面进行总体评价,混交林有利于提高土壤的抗侵蚀能力。     

喀斯特石漠化区治理措施对土壤质量演变的影响

为进一步探明喀斯特石漠化综合治理区不同治理措施对土壤质量演变的影响,选取3种治理措施:封山育林、人工造林和坡改梯,并以撂荒地为对照,通过长期定点监测,探索了治理措施与时间对土壤理化性质、土壤质量演变的影响特征。结果表明:治理措施和治理时间对土壤理化性质有明显的影响。封山育林、人工造林和坡改梯均能显著改善土壤理化性质,提高土壤肥力质量。随着时间的推移,土壤养分含量和土壤质量指数亦得到显著的改善。封山育林和人工造林对土壤质量的改善效果总体上优于坡改梯。此外,封山育林和人工造林能够明显优化土壤碳氮比例。但是这两种措施中土壤碳磷比(C/P)相对较高,且土壤碳磷比(C/P)随时间的推移逐渐增大,这反映出封山育林和人工造林的土壤面临土壤磷素缺乏的风险。石漠化综合治理措施中封山育林和人工造林对土壤质量的改善效果最佳。但是随着时间的推移,这两种措施可能会因土壤磷素缺乏导致植被恢复效果不佳。石漠化治理是一个漫长的过程,在其过程中需要通过人工干预以实现石漠化治理的可持续发展。     

基于文献计量的贵州喀斯特地区石漠化等级土壤养分状况分析

明确贵州喀斯特地区不同石漠化等级土壤养分状况,为石漠化防治和生态系统恢复提供参考。收集公开发表的涉及贵州不同石漠化等级土壤养分的研究论文,对有关数据进行整理和分析。研究发现:(1)随石漠化等级增加,土壤容重不断增加,0.001 mm黏粒含量有下降趋势,0.05 mm砂粒含量则有增加趋势,但不同石漠化等级之间黏粒和砂粒含量均无显著差异;(2)土壤有机质、全氮、全磷、速效养分含量均表现为无石漠化(ND)轻度石漠化(LD)中度石漠化(MD)重度石漠化(SD),随石漠化等级增加呈幂函数下降,衰减速度为有机质有效磷碱解氮全氮速效钾全磷,从无石漠化到轻度石漠化演替过程土壤养分下降幅度最大;(3)土壤有机质和全氮与其他土壤理化指标之间极显著相关,且对石漠化地区土壤肥力贡献极大,可作为表征土壤-石漠化关系的敏感性土壤指示因子;(4)不同土地利用方式对石漠化地区土壤养分影响明显,土壤养分高低为林地草地耕地。土壤养分和地表植物群落结构与石漠化演替进程密切相关,贵州喀斯特石漠化地区增加地表覆盖度和开展有机培肥对防止土壤退化和石漠化生态恢复具有重要意义。     

典型石漠化治理措施对土壤有机碳、氮及组分的影响

以贵州关岭花江喀斯特峡谷花椒(HJ)、火龙果(HL)、花椒火龙果混交(HHL)、皇竹草(HZ)、苜蓿(MX)、圆柏(YB)、圆柏女贞混交(YBN)、撂荒地(LH)、坡耕地(PD)9种典型石漠化治理措施为研究对象,研究不同治理措施土壤剖面有机碳、全氮含量和储量、水溶性有机碳含量分布规律。结果表明:各治理措施0-20 cm土层土壤有机碳、全氮含量及储量、水溶性有机碳含量均随土壤剖面深度增加而降低,具有明显的表聚现象。其中土壤有机碳、全氮含量0-20 cm土层平均值大小顺序分别为YB>YBN>LH>HJ>MX>PD>HHL>HL>HZ、YBN>YB>LH>PD>MX>HJ>HZ>HHL>HL,土壤有机碳、全氮储量及水溶性有机碳含量也均表现为YB、YBN、LH显著大于其他6种治理措施;各治理措施土壤C/N为7.19~16.35。相关性分析表明,土壤有机碳含量与土壤全氮含量、有机碳储量、水溶性有机碳含量存在极显著相关,土壤容重是土壤碳氮指标的关键因子,具有较好相关性。研究阐明,在今后石漠化治理过程中,退耕还林、撂荒地有利于喀斯特生态环境治理与保护,花椒林可作为喀斯特山区农业生产或生态恢复过程中优先考虑的经济植被类型。     

喀斯特地区土地利用与石漠化分布特征研究--以贵州省毕节市鸭池示范区为例

选择具有温凉春干夏湿岩溶高原山地生态环境的毕节市鸭池示范区作为研究对象,应用5 m分辨率的Spot 5遥感影像、1∶1万地形图、土地利用图等基础图件,对示范区进行了石漠化遥感解译,对不同土地利用类型的石漠化发生情况进行了定量研究。研究结果表明,石漠化土地中以灌木林地、其它林地、低覆盖度草地、陡坡耕地和裸岩石砾地等土地利用类型所占比例较大。土地利用类型的差异性是导致石漠化发生程度差异的因素之一,石漠化治理不仅要实现保护和改善生态环境,还要结合示范区人口社会经济情况,提高土地的生产力,采取以坡改梯为重点的工程措施、以经济林种植为主的生物措施进行综合防治。     

喀斯特地区不同土地利用类型土壤侵蚀特征研究

探明喀斯特土壤侵蚀特征,对石漠化过程研究具有重要意义.采用野外调查与室内试验相结合的方法,通过样品分析、直剪试验与模拟冲刷试验,研究了典型喀斯特地区不同地类的土壤侵蚀特征.结果表明:(1)该地区灌丛地土层厚度大于林地和坡耕地的土层厚度;(2)该区土壤紧实度由小到大的顺序为:坡耕地<灌丛地<林地;(3)在土壤崩解速率及土壤冲刷模数方面,坡耕地＞灌丛地＞林地.整体上,坡耕地土壤侵蚀特征表现出极强的差异性,灌丛地与林地间差异性不显著.因而保持与恢复喀斯特地区植被、减少耕作活动是防治土壤侵蚀和控制石漠化的主要途径.     

喀斯特山区土地利用演变与石漠化分布格局

喀斯特山区石漠化是制约区域社会、经济、生态发展的重要因素之一,人类活动是石漠化形成的主要因素,而土地利用是人类活动的基本载体,探究不同用地类型石漠化响应情况,对喀斯特山区石漠化治理及可持续化发展具有重要意义。基于三期土地利用和石漠化数据,辅以GIS空间分析技术和转移矩阵模型,对黔西南州2000年、2010年、2020年土地利用格局及石漠化景观的时空演变进行综合分析。结果显示:研究期间,黔西南州主要土地利用变化类型是草地转有林地和耕地,耕地转有林地和草地,灌木林地转草地和耕地,依次占全州国土面积的8.79%,5.82%,4.91%,4.08%,4.75%,3.85%。2000—2010年草地、灌木林地、耕地和有林地石漠化等级明显改善,改善面积依次为2 703.7 km²,1 347.8 km²,2 219.1 km²,2 532.8 km²; 2010—2020年草地、灌木林、耕地、有林地、裸地石漠化改善面积分别为557.14 km²,318.78 km²,819.35 km²,665.60 km²,244.48 km²。过去20年间,黔西南州石漠化状况持续恢复改善,但局部区域仍存在不稳定的恶化风险,此部分地区应作为黔西南州后期石漠化土地治理工作中的重点。对黔西南州长时间序列的石漠化演变情况进行研究,分析其在不同土地利用情况下的变化,可对研究区生态恢复以及土地利用规划提供决策依据。     

土地利用方式对桂西北石漠化地区土壤理化性质的影响

在广西壮族自治区凌云县典型石漠化地区对7种不同土地利用方式土壤理化性质进行了调查分析.结果表明,不同土地利用方式对土壤容重、含水量、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度存在极显著差异(p＜0.01),有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾及交换性Ca2+含量差异极显著(p＜0.01).相对阔叶林地土壤,灌木林、针叶林、退耕台地、草地、退耕坡地、农田土壤的退化程度依次增加.农田土壤质量最低,针叶林地、草地、退耕坡地、退耕台地土壤质量为中等,灌木林地与阔叶林地土壤质量较高.人为干扰是影响土壤理化性质的主导因素,干扰强度大,土壤理化性质退化严重.控制不合理的人为干扰及恢复结构良好的地上植被对改善土壤质量具有重要意义.     

喀斯特石漠化区不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

为探究喀斯特土壤有机碳分布特征及其对人为干扰的响应,挖掘了2 854个土壤剖面,采集了22 786个土壤样品,分析了贵州省不同土地利用方式下土壤有机碳分布规律;并结合贵州省石漠化防治规划,初步估算了石漠化防治工程的土壤碳增汇贡献。结果表明:贵州省土壤有机碳呈现含量高、密度小的特征。表层土壤(0-20cm)有机碳平均含量25.07g/kg,平均密度仅为4.27kg/m~2。不同用地类型土壤表层有机碳含量大小为灌木林地乔灌木林地灌草地乔木林地弃耕地与荒地草地水田园地旱地与坡耕地;表层碳密度大小为水田灌木林地乔木林地乔灌木林地弃耕地与荒地灌草地旱地与坡耕地草地园地。0-60cm土层土壤有机碳含量对人为干扰较为敏感,60-100cm土层土壤有机碳含量差异较小。实施退耕还林,人工种草及人工造林等石漠化防治工程会明显促进土壤有机碳的积累,到2050年,贵州省0-10,0-20,0-30,0-100cm土层土壤有机碳将增加1.99×10~(13),3.37×10~(13),4.45×10~(13),6.29×10~(13) g。可见,喀斯特地区土壤有机碳具有含量高、密度低的显著特征,石漠化治理能有效增加喀斯特地区土壤碳汇。     

基于结构方程的滇东石漠化地区土壤理化性质与酶活性研究

[目的]明确滇东石漠化地区不同恢复模式效果差异以及养分对酶的影响关系,为石漠化地区恢复措施提供理论依据。[方法]以土壤酶活性为恢复效果的衡量指标,采取基于模糊数学的土壤质量评价办法,得到不同模式下土壤酶指数,用以比较恢复模式的效果。基于土壤理化性质与酶活性相关性分析的结果,采取结构方程模型量化土壤理化环境和酶活性环境,进而分析不同土壤理化环境对不同酶环境的影响。[结果]酶活性大小排序为:灌草模式针阔混交林模式阔叶林模式针叶林模式裸地;由结构方程模型和有机质、全磷估计出的养分子环境对由脲酶活性、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性构成的酶活性环境存在显著正影响。[结论]灌草模式和针阔混交林模式对石漠化恢复有较好作用。养分环境对酶活性环境的影响系数为0.87。     

喀斯特石漠化地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征的影响

分析石漠化地区三种常见的土地利用方式（撂荒地,AL;玉米地,CF;果树地,FD）对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响,为喀斯特石漠化地区地力提升提供理论依据。采集同一区域不同土地利用方式土壤样品,采用干筛法和湿筛法进行团聚体分级,对比分析不同土地利用方式下土壤养分含量及土壤团聚体的粒径分布、结构稳定性、有机碳的分布特征。结果表明,FD各土壤养分均高于AL和CF,其中FD的土壤有机碳含量分别较AL和CF显著提高25.45%和21.86%,全氮含量显著提高22.42%和19.76%。FD > 5 mm机械性和水稳性团聚体组成均显著高于AL和CF,< 0.25 mm的水稳性团聚体组成则显著低于AL和CF。不同土地利用方式 > 0.25 mm团聚体组成（R_0.25）、平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）均表现为FD > AL > CF,团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（E_LT）则表现出相反趋势。FD不同粒径团聚体有机碳含量分别较AL和CF提高了4.39% ~ 36.69%和8.11% ~ 27.51%,且 > 5 mm粒径团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率分别较AL和CF显著提高了6.03%和9.64%,而 < 0.25 mm粒径团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率则显著降低了46.02%和57.42%。相关分析表明土壤有机碳含量与MWD、GMD、R_0.25 呈显著正相关,土壤有机碳含量是影响土壤团聚体稳定性最重要的土壤养分指标。在喀斯特石漠化较严重地区,采取退耕还林可提高土壤养分和改善土壤团粒结构,促进喀斯特石漠化生态环境的改善。     

喀斯特石漠化生态治理技术集成及其多尺度综合配置

[目的] 构建石漠化治理技术库体系及其综合配置方法,旨在为今后石漠化治理提供参考依据。[方法] 通过查阅大量文献资料,以水土保持综合治理为导向,对现有石漠化治理技术和模式进行系统总结。[结果] 构建了一个能满足不同石漠化土地类型和不同尺度石漠化治理需要的石漠化治理技术库体系。并提出了一套可在不同治理背景下快速筛选和多尺度优化配置石漠化治理技术的方法。此外,还对一些石漠化治理相关的重要概念进行了厘清和界定。[结论] 新时代的石漠化治理是一条将石漠化治理融入地区绿色高质量发展,以高质量生态建设保障高质量发展的道路。因此,石漠化治理没有万能公式,任何方案均需结合治理区的立地条件和区域社会经济条件来确定和细化。