岩溶区典型根系地下生境类型中土壤酶活性研究

本文选择了岩溶区三种不同的典型地下根系生境类型土壤为研究对象（类型I-白云岩水平产状多层空间类型、类型II-白云岩倾斜产状多层空间类型及类型III-白云岩直立产状多层空间类型）,分析了不同类型和不同层次的土壤酶活性,以及土壤酶与土壤养分的相关性。结果表明：1)不同植物地下根系生境类型和不同空间土壤层次的土壤酶活性差异极显著;2)类型I有利于土壤的碳素循环,类型II有利于土壤含氮化合物的转化,类型III有利于土壤有机物质的氧化;且三种类型的土壤酶活性均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势;3)土壤酶活性与土壤养分含量关系显著,可以作为评价土壤质量/肥力的指标。本文揭示了不同地下根系生境土壤酶活性差异,对岩溶石漠化区的土壤质量评价、植被恢复技术研究和生态修复治理均有积极的作用。     

岩溶区根系地下生境对土壤微生物生物量的影响

选择岩溶区3种不同的典型根系地下生境类型土壤作为研究对象(类型Ⅰ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅱ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅲ——白云岩直立产状多层空间类型),分析不同类型及层次对土壤微生物生物量的影响,以及土壤养分、土壤酶活性的变化。结果表明:(1)根系地下生境类型和层次对土壤微生物生物量的影响极显著(p<0.01);(2)3种类型的土壤微生物生物量差异极显著(p<0.01),均随土壤层次的下降而降低,类型Ⅰ的微生物环境较差,类型Ⅱ较好,类型Ⅲ居中;(3)类型Ⅰ在一定程度上能促进碳循环,类型Ⅱ利于有机碳的循环、氮的供应,类型Ⅲ利于磷的供应及有机物质的氧化。该研究可为探索岩溶地区的根系地下生境及其土壤条件,并为同等条件的土壤肥力评价、植被恢复技术研究提供参考。     

典型岩溶石漠化区根系生境及其类型研究

在贵州岩溶石漠化区,根据碳酸盐岩分布、地貌类型及岩石类型分布情况,共计调查152个根系生境剖面,利用岩性、产状、根系分布范围内的岩石斑块数、土层深度、裂缝宽度、垂直剖面土壤分布范围、植物根系分布的长宽幅度等指标,采用RDA排序方法,分析根系生长空间类型及其特征;采用定性和定量分析相结合的方法进行快速聚类,划分植物根系生境类型,并进行生境类型命名及类型特征描述.结果表明:1)石漠化区植物根系生长空间分为表层空间、单层空间、多层空间3种类型,植物根系对多层空间类型利用最多;2)贵州岩溶石漠化区根系生境分为18个类型,各类型特征不同.研究成果加深了对岩溶石漠化区植物根系生境的认识,对植物生态修复与石漠化治理均具有重要的意义.     

岩溶断陷盆地土壤肥力空间异质性及其影响因素

土壤肥力是反映土壤各方面性质的综合指标,且与地貌、土壤母质等因子密切相关。为了解岩溶断陷盆地表层土壤养分状况,探索地貌和土壤母质对土壤肥力质量的影响,以典型岩溶断陷盆地——云南小江流域为研究对象,运用ArcGIS技术,综合统计学和地统计的方法研究了土壤肥力的空间分布状况,并且综合评价了土壤质量。结果表明:小江流域土壤养分较为丰富,土壤养分空间分布存在明显的异质性;不同地貌类型间土壤养分含量无显著差异,不同土壤类型间土壤养分差异较为显著。方差分析结果显示:土壤类型对土壤养分的影响强于地貌类型,二者的交互作用只对速效钾(p0.05)和pH值(p0.01)有显著影响。主成分分析表明,不同地貌类型间土壤综合肥力:台地槽谷区平坝区峰丛洼地中山区岩溶河谷,不同土壤类型间土壤综合肥力:石灰土水稻土红壤紫色土,不同地貌类型和土壤类型间土壤综合肥力差异显著。不同地貌和土壤母质影响着土壤的肥力质量,必须结合土壤的性质和相应环境条件,采取合理、有效的措施,改善土壤结构,提高土壤质量,为提升作物产量打好基础。     

岩溶区公路建设对植被的稳定性评价研究

随着岩溶区公路建设项目的不断开展,公路建设已成为对岩溶区自然植被产生破坏和影响的重要因素,公路建设对岩溶植被影响的预测和评价已尤显其重要。本文采用模糊综合评价法对岩溶自然植被及其生境的综合代表—地貌植被组合进行稳定性评价。研究中发现,不同的植被类型以及同一植被类型的不同小生境条件下,自然植被对公路建设干扰的承受能力以及其自我恢复能力都有较大差异。     

东北地区水田土壤下层土与水稻根系生长分布关系

为了探究东北地区水田土壤下层土与水稻根系生长及产量的关系,采用微区试验方法,研究白浆土、黑土、草甸土三种类型水田土壤下层土对水稻根系生长和产量的影响。研究结果表明:不同类型土壤间水稻根系分布密度差异显著,其中黑土>草甸土>白浆土,且有下层土处理>无下层土处理;水稻总根长、根系直径、根尖数在不同类型土壤间差异极显著,不同土壤间表现规律不一致,但各类土壤均为有下层土处理高于无下层土处理;水稻根系总体积、表面积、干重、根冠比、垂直根长各项指标均与水稻产量呈正相关性;比较不同类型土壤水稻产量为:黑土>白浆土>草甸土,下层土对水稻产量贡献率分别为:黑土32.97%、白浆土6.32%、草甸土10.59%。     

不同利用方式下红壤坡地土壤水分时空动态变化规律研究

利用连续3年土壤水分定位观测数据，研究了红壤坡地不同利用方式下土壤水分的时空动态变化规律。结果表明：土壤水分时空动态变化主要受降雨和植被类型的影响。土壤水分季节变化分为相对稳定期、消耗期和补给期三个时段；土壤剖面（0～90cm）水分含量从表层到深层表现为增长型，依据2003年土壤水分标准差和变异系数。将土壤剖面划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层3个层次；土壤剖面水分变异系数随降雨量和土层深度的增加而减小，随植被根系的增长而变大。平水年，深根系区与浅根系区土壤水分变化差异表现在30cm深度以下，而丰水年其差异主要表现在土壤表层（0～30cm）；无论平水年还是丰水年，深根系区土壤水分变幅均比浅根系区大。     

不同土壤和植被生境下生物结皮对土壤性质的影响

生物结皮作为干旱和半干旱地区重要的生物组分,对该区域生态过程中的生物地球化学循环产生重要的影响。以陕北水蚀风蚀交错区的生物结皮为研究对象,调查该区域2种土壤(黄绵土和风沙土)和3种植被(长芒草、油蒿和小叶杨群落,以农田为对照)生境下生物结皮对土壤性质的影响。结果表明:(1)结皮层与结皮下层0-10 cm各土壤性质指标的变化存在显著差异(p0.05);(2)3种植物群落生境下结皮层各土壤性质指标的变化差异不显著,表明结皮层内生物结皮生态功能作用是结皮层土壤性质的主导影响因素;(3)3种植物群落生境0-10 cm土层的土壤性质如C、N、C/N、Mg、Mn、δ~(13)C和δ~(15)N等指标变化存在显著差异(p0.05),但风沙土油蒿和小叶杨群落生境下所有调查的土壤性质指标间均无显著差异,这表明样地间0-10 cm土层土壤性质差异的主要是受到土壤类型自身特性的影响;(4)不同植被和土壤生境下的结皮层和0-10 cm样品间的空间排序分异明显,表明土壤性质间的差异依赖于生境下多因素的综合作用,生物结皮、土壤类型和植被是预测该区域表层土壤空间异质性的重要因素。     

岩溶流域不同土壤剖面溶解性碳氮分布和淋失特征

选取了重庆青木关岩溶流域不同土壤剖面,按10 cm间隔取样,测试各种土壤溶解碳氮含量,探讨不同土壤剖面溶解碳氮分布和淋失特征。结果表明,岩溶流域不同地质背景、植被类型和土地利用方式下的土壤剖面溶解碳氮均具有横向和垂向差异。砂岩区林地土壤DOC、DON和铵态氮含量高于灰岩区的土壤,而其硝态氮含量比灰岩区土壤低。灰岩区土壤DOC和DON含量为草地≈林地退耕还林地灌丛耕地(稻田除外),它们均随着深度增加而降低。岩溶区土壤DOC和DON与土壤pH值成反比,受富钙镁偏碱的岩溶生态环境制约,土壤溶解性有机碳氮会发生中和或螯合反应而被固定。岩溶区特殊的土壤剖面结构使得土壤DOC和DON在降雨条件下存在淋失的可能性。不同土壤剖面溶解无机氮形态以硝态氮为主,其次为铵态氮,亚硝态氮含量较低。林地铵态氮受植被类型影响较小,且低于耕地。不同土壤剖面硝态氮含量为耕地土灌丛土退耕还林土草地土林地土,其含量均随深度增加而升高,具有累积效应,表明土壤硝态氮发生了淋溶作用,其在降雨条件下极易淋失进入岩溶地下水中。     

果化示范区土壤pH值的空间自相关及其主导因子

[目的]探索空间异质性较大的岩溶区的土壤pH值空间自相关尺度及其空间结构,分析影响典型岩溶区土壤pH值空间结构的主要环境因子。[方法]应用经典统计学方法与"3S"技术。[结果]不同深度土壤pH值的空间分布均存在高度的正向全局空间自相关和明显的空间聚集区,各深度土壤pH值的空间孤立区分布较少;影响不同深度土壤pH值空间分异的环境因子排序为:植被覆盖度石漠化程度地质背景。[结论]土壤pH值的空间分异受到了不同植被覆盖条件下酸性物质含量的影响。石漠化程度和地质背景对土壤pH值的影响,实质上是典型岩溶环境的综合反映。     

模拟雨强和地下裂隙对喀斯特地区坡耕地养分流失的影响

喀斯特坡面水土地下漏失直接观测难度大,其土壤养分地下漏失的研究仍处于空白,而雨强和地下孔(裂)隙度(以下简称地下裂隙)对其土壤养分流失影响作用尚不清楚。该文以喀斯特坡耕地为研究对象,通过模拟其地表微地貌及地下裂隙构造特征,采用人工模拟降雨试验研究雨强和地下裂隙对喀斯特坡面氮磷钾养分流失的影响。结果表明:雨强对地表产流产沙影响显著(P0.05),其产流产沙量均随雨强增大而增加,且地表产流产沙临界雨强在30~50 mm/h之间;雨强对地表径流各养分输出负荷、地下径流全氮(TN)输出负荷及径流TN总负荷影响亦显著(P0.05)。地下裂隙度对地下径流TN输出负荷影响显著(P0.05),而总体上对其产流产沙、地表径流泥沙各养分输出负荷及总负荷影响不明显。喀斯特坡面TN、全磷(TP)输出负荷总体以径流为主,而全钾(TK)输出负荷则以泥沙为主。雨强是喀斯特坡面土壤养分流失的重要影响因子,地下裂隙度对其养分流失影响不大,但地下径流是喀斯特坡面主要的养分流失方式。研究结果可为喀斯特坡耕地养分流失的机理揭示及源头控制提供基本参数和科学依据。     

石漠化地区水土地下漏失治理

岩溶区的水土流失具有特殊性,地上与地下流失并存,而且水土的地下漏失常被忽视。本文从自然因素和人为影响两个方面简述了石漠化产生的原因。在此基础上,重点分析了石漠化地区水土地下漏失的危害、水土地下漏失的作用机制,并通过综述土壤地下漏失研究方法,提出了石漠化地区水土地下漏失防治措施建议。研究旨为岩溶石漠化水、土地下侵蚀控制提供依据和参考。     

中国西南喀斯特坡地水土流失/漏失过程与机理研究进展

西南喀斯特区坡耕地特殊的地表、地下双层空间结构,使得岩溶区的土壤侵蚀过程具有特殊性和复杂性,并产生了一系列特殊的环境地质问题,如水土流失、旱涝、石漠化等。开展喀斯特坡地水土流失/漏失研究,主要是揭示喀斯特坡地水土流失/漏失过程及驱动机制,为喀斯特石漠化的综合治理及其石漠化生态恢复提供理论依据和技术支撑。同时,系统论述了我国西南喀斯特坡地地表侵蚀和地下漏失过程与机理的最新研究进展,其中地表侵蚀过程与机理都进行了定性和定量化的研究,而地下漏失过程与机理则处于定性描述和室内模拟探索阶段;喀斯特坡地有关的模拟和野外观测研究均表明,喀斯特坡地的土壤侵蚀方式是一个从地下漏失到地表侵蚀的转变过程,即小雨时以漏失为主,而暴雨时则以二者并重甚至以地表流失为主;此外,还深入分析了喀斯特区坡地水土流失阻控的研究动态及研究不足,并指出该区水土漏失过程与机制在未来的研究方向和发展趋势。     

基于土壤侵蚀的贵阳市喀斯特地区基岩层间节理研究

基岩层间节理研究是探索喀斯特地区土壤侵蚀机理的前提与基础。运用ArcGIS 9.3软件对贵阳市地层资料进行分类、归并、统计,并根据层理类型划分标准,选取层间节理频度Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级为分类指标。在一定比例尺地质图的基础上,按照统计资料,对地质图进行数字化,进一步形成贵阳市层间节理频度分布图、贵阳市碳酸盐岩分布图。结果表明:贵阳市喀斯特地区白云岩面积占全市总面积的36%,石灰岩面积占全市总面积的43%;基岩层间节理频度有Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级,其中Ⅰ级占总面积的15%,Ⅱ级占总面积的20%,Ⅲ级占总面积的44%;贵阳市石灰岩地区,层间节理频度不同等级所占的面积由高到低依次为:Ⅲ级>Ⅰ级>Ⅱ级,而白云岩地区,层间节理频度不同等级所占的面积由高到低依次为:Ⅲ级>Ⅱ级>Ⅰ级;贵阳市石灰岩地区易形成高频度层间节理。     

中国西南地区石漠化对玉米旱灾风险的影响

为做好喀斯特地区农业旱灾风险防范,揭示石漠化程度对作物旱灾风险的影响机制。该文基于灾害系统理论,引入基于物理过程的农作物模型EPIC(erosion productivity impact calculator),考虑西南喀斯特地貌背景,以水分胁迫累加值作为致灾因子,与玉米产量损失进行脆弱性曲线模拟,基于此开展不同石漠化程度区玉米旱灾产量的致灾和成灾损失风险评估。结果显示,中国西南喀斯特地区玉米受旱减产的风险呈现从西北到东南增加的趋势。在4种风险水平(2、5、10、20年一遇)下,面积占比最大的产量损失率主要集中分布在0.4~0.5区间内,这主要由地形地势、降水差异和承灾体的脆弱性所共同决定的;受石漠化影响,土层厚度为40 cm时,4种风险水平对应的减产率分别为5.8%、6.1%、7.8%、8.2%;该研究可以为中国第三大玉米主产区-西南山地玉米区的农业灾害预警和保障国家粮食安全提供重要的科学依据和技术支持。     

祁连山三种主要乔木林细根生物量比较

采用根钻法采集细根,分析了祁连山中段寺大隆林区3种主要乔木植被青海云杉纯林、杨树纯林和祁连圆柏纯林的细根生物量、土壤含水量、土壤容重和土壤养分状况,并在3种森林群落之间进行了比较研究,旨在为该区提高森林生产力和根系碳汇的后续研究提供理论依据。结果表明:研究区内3种乔木植被总细根生物量和活细根生物量之间呈极显著正相关,而细根生物量和土壤水分与土壤容重均呈显著负相关,土壤养分和土壤含水量对细根生物量有着积极的促进作用。3种植被类型的细根生物量都集中分布在20—40 cm土层,而且杨树林分依次是青海云杉林分的154倍、祁连圆柏纯林的308倍;3种植被类型的土壤容重依次为S_d杨 > S_d柏 > S_d杉,且两两之间差异显著;0—10 cm土壤含水量差异显著,青海云杉纯林远高于其他两种乔木植被;另外,3种植被类型土壤中含有的碳、氮含量差异也比较显著。     

普安县不同岩组类型对区域土壤侵蚀景观格局的影响

以普安县白云岩、石灰岩、砂页岩和玄武岩等不同岩组区域的土壤侵蚀景观作为研究对象,基于ArcGIS软件中Spatial Analysis拓展模块空间分析技术及景观生态学中的景观格局空间分析方法,从宏观空间尺度上研究了不同岩组类型对区域土壤侵蚀景观格局的影响。结果表明:普安县岩组分布特征是以白云岩为主,其次是石灰岩,砂页岩和玄武岩面积较少;石灰岩区总体侵蚀程度不高,但是局部侵蚀较为严重。普安县土壤侵蚀景观格局特征表现为:微度侵蚀是4种地层岩组土壤侵蚀景观的景观基质,微度侵蚀景观斑块在空间分布上集中连片、异质性低、均匀度指数高,极强度侵蚀与剧烈侵蚀最大面积比例与斑块面积都是最小,斑块在空间分布上距离都较远且及其破碎,连通性较低。普安县不同岩组土壤侵蚀景观格局存在差异,白云岩区景观最为破碎,具有较高的异质性;石灰岩区侵蚀斑块分布较为集中;玄武岩区具有最高的多样性,斑块间的信息交流最为频繁。