喀斯特区石漠化治理对土壤水分-物理性状的影响--以黔中杠寨小流域为例

【目的】为了更科学系统地评价喀斯特区石漠化综合治理的土壤效应,揭示小流域石漠化综合治理土壤水分-物理性状的演变趋势,为喀斯特地区生态恢复以及石漠化综合治理提供理论基础和技术支持。【方法】以黔中喀斯特区杠寨小流域为例,于2009年、2012年和2018年分别对不同石漠化程度下各工程治理措施、植被类型以及不同土层深度土壤的水分-物理性状进行了长期、持续的动态监测。【结果】不同石漠化程度,土壤水分-物理性状以非石漠化的最佳,潜在石漠化的次之,中度和重度石漠化的居中,轻度石漠化的最差,且非石漠化与轻度石漠化间差异显著;随着石漠化治理年限的增加,流域内土壤容重的变化不明显,但土壤总孔隙度、持水量和渗滤率则均呈增加趋势,土壤质量总体得到了一定提升;土壤水分-物理性状随土层深度的加深基本上呈降低趋势;不同工程治理措施,荒山造林和封山育林土壤水分-物理性状的改善程度较大,而退耕还林的则恢复较慢;不同植被恢复模式,针叶林、针阔混交林和灌木林的土壤水分-物理性状其改善程度均要高于阔叶林和经果林。对区域土壤水分-物理性状的解释程度依次为土层深度(39.10%)>坡度(26.32%)>监测年限(18.05%)>石漠化程度(11.65%)>工程措施(3.20%)>植被类型(1.69%)。【结论】喀斯特区石漠化综合治理要防治结合,因地制宜,综合考虑各影响因素,采取适宜的工程治理措施,最终达到恢复生态的目的。     

中国南方喀斯特石漠化地区3种经济林土壤呼吸日动态特征

喀斯特石漠化作为一个脆弱生态系统,对全球气候变化和碳循环具有重要影响。为阐明中国南方喀斯特石漠化生态治理工程背景下土壤呼吸作用的时空动态变化特征及其影响因素,选取贵州省贞丰县北盘江镇查耳岩村的核桃林Julans regia、花椒林Zanthoxylum bungeamum和关岭县花江镇峡谷村的枇杷林Eriobotrya japonica3种特色经济林作为研究对象,采用英国ADC Bioscientific公司生产的Lcpro+便携式土壤呼吸仪对土壤呼吸进行了监测。结果表明:1)土壤温度能预测土壤呼吸速率变异83%～89%的信息,是影响土壤碳排放量变异的主要因素;2)3种经济林中土壤呼吸的温度敏感性(Q10)有所差异,Q10为4.34～6.40;3)喀斯特石漠化地区冬季土壤的月平均碳排放量达到了63.46 g·m-2;4)土壤呼吸速率的偏离程度变化较大,在-56%～83%之间;5)花椒林在09:00、15:00、21:00,核桃林0:00、11:00,枇杷林在12:00土壤的呼吸速率与日平均值偏离程度较小(<10%),为最佳观测时间;6)各土壤特征因子中,全钾是影响土壤呼吸速率变异的主要因素。     

喀斯特石漠化地区不同植被群落的土壤有机碳变化

研究贵州中部喀斯特石漠化地区不同植被群落土壤和小生境土壤中有机碳的数量和质量变化.结果表明:喀斯特石漠化区阔叶林土壤有机总碳含量和腐殖酸碳含量明显高于灌木林、灌草丛和稀疏草丛,而土壤水溶性有机碳含量的变化则相反;喀斯特森林退化后,土壤有机碳的累积量减少、流失量增加;喀斯特小生境土壤有机总碳和腐殖酸碳含量存在明显的水平空间变异:石坑>石沟>石缝>石洞.主成分分析结果表明:喀斯特土壤有机碳变化的第1主要因子由植被类型决定,第2主要因子由小生境类型所决定.     

关于广西石漠化治理若干问题的思考

石漠化是指喀斯特极其发育环境下，由于人为干扰活动造成植被破坏，致使土壤侵蚀、基岩大面积裸露的土地退化。广西是岩溶地貌发育的典型地区，也是石漠化最严重的地区之一。一年多来，笔者先后对20多个县的石漠化治理工作进行了考察和调研，深刻感觉到石漠化治理是广西生态环境建设中的突出问题，需要在今后的工作中着重加以解决。     

喀斯特生态经济技术开发与示范

石漠化是喀斯特脆弱生态环境下,人类不合婵的社会经济活动而造成植被破坏、水土流失、土地生产力衰退丧失,地表呈现类似荒漠景观的岩石逐渐裸露的演变过程。石漠化具有易发生、退化快、恢复难、危害大等特点。清镇市作为贵州省喀斯特石漠化治理的重点县（市、区）之一,通过多年研究实践,完成了喀斯特生态经济植被恢复技术开发与示范项目,其主要任务是培育适生的经济林木树种或筛选当地适生优良树种在示范基地阳．呻植,并配套研究出喀斯特石漠化山地植被恢复的技术,形成喀斯特石漠化山地植被恢复技术标准。     

粤北石漠化地区土壤侵蚀的137Cs法研究

据2005年10月的野外调查及对TM卫星影像解译分析结果,研究了粤北不同程度的石漠化地区、不同利用类型土地的¹³⁷Cs区域分布以及土壤侵蚀速率特征。结果表明:粤北石漠化地区土壤¹³⁷Cs活度的平均值为(6.54±0.57) Bq·kg^-1,土壤中¹³⁷Cs水平随石漠化程度增加有先降低然后升高的趋势,表明在重度石漠化阶段,过高的基岩裸露率导致其周围土壤对¹³⁷Cs的集中吸附,¹³⁷Cs在某些沉积小环境内逐渐富集。研究区¹³⁷Cs背景值为(1 433.60±131.40) Bq·m^-2,低于北半球的平均值,¹³⁷Cs剖面分布基本符合指数分布,最高值出现在2~4 cm深度范围内。在轻度、中度石漠化地区,非耕作土壤侵蚀速率的平均值分别为1 369.0、1 833.5 t·km^-2·a^-1;耕作土壤侵蚀速率远高于非耕作土壤,坡度对土壤侵蚀影响非常明显。     

喀斯特区石漠化治理对土壤养分含量及化学计量特征的影响——以黔中杠寨小流域为例

以黔中喀斯特区杠寨小流域为例,分别于2009年、2012年和2018年,对不同石漠化程度下不同工程治理措施、不同植被类型土壤的养分含量进行了动态监测,研究其化学计量特征的变化规律。结果表明:流域内土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量随石漠化治理年限的增加而增加,TN和TP含量在治理后期得到了有效积累,土壤质量总体上得到了提升;不同工程治理措施下,荒山造林和封山育林其土壤养分含量表现出较大改善,而退耕还林的则恢复较慢;从非石漠化、潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化到重度石漠化,土壤养分含量及化学计量特征多以非石漠化下的表现较高,但其差异(多年均值)则基本上均不显著(P 0.05);不同植被恢复模式下,灌木林土壤养分含量的改善程度要优于乔木林。与全国不同生态系统土壤的平均水平相比,该流域土壤的C:N较高,而C:P、N:P较低,说明经过治理后土壤磷素较为丰富,有机质含量相对较高。冗余分析表明,对区域土壤养分含量和化学计量特征的解释程度依次为监测年限(41.67%)工程措施(17.98%)石漠化程度(15.57%)植被类型(9.21%)。研究结果可为不同石漠化程度下不同工程治理措施、不同植被恢复模式土壤质量的演变趋势提供基础数据,为今后更科学、更有针对性地开展石漠化综合治理工作提供技术支持。     

贵州岩溶峡谷区石漠化对土壤碳库的影响

研究以喀斯特典型区贵州省关岭布依族苗族自治县花江峡谷区为例,对未石漠化土地和不同程度石漠化土地中的土壤有机碳和无机碳进行了测定,并计量分析了石漠化治理对土壤碳库的影响。结果表明:(1)未石漠化土地的土壤平均碳库总量比石漠化土地的高,石漠化土地的土壤平均碳库总量主要受植被类型和土层深度的影响,其影响程度大于石漠化程度的影响;(2)土地平均碳密度则与石漠化影响程度呈显著的负相关关系,即呈非石漠化土地潜在石漠化土地石漠化土地,轻度石漠化土地中度石漠化土地重度石漠化土地极重度石漠化土地的变化规律;(3)通过石漠化综合治理工程,关岭县未石漠化土地和不同程度石漠化土地的面积发生了明显变化,对治理工程的碳汇效益计量分析表明,碳库增加量为724.00 t·km-2,仅增加的有机碳价值可达51.36万元·km-2,治理效果显著。     

我国喀斯特石漠化地区林草植被恢复模式的诊断与调整

喀斯特石漠化地区耕地面积稀少、人地矛盾剧烈、生态环境脆弱、植被恢复难度极大,提高喀斯特生态系统的生态经济功能、遏制石漠化发展仍然是当前的主要工作之一。众多学者采用林草植被恢复进行了石漠化综合治理研究,经过长期的生物学过程检验发现这些模式虽然成效显著,但是也存在一定的问题。文中选取具有代表性、典型性和时效性的15种喀斯特石漠化地区林草植被恢复模式,深入分析了各模式的特点和成效,并就存在的关键问题进行诊断,发现主要存在结构缺失型、立地衰退型、低度适应型和产业脱节型4种缺陷类型;依据不同缺陷类型的基本特征,提出了模式调整和结构优化需要突破异龄复层混交、地力改良、适应性修复和产业链延长等关键科技问题,以期为喀斯特地区石漠化综合治理提供理论依据,促进生态、社会、经济全面协调与可持续发展。     

西南喀斯特地区石漠化研究评述

喀斯特石漠化是我国西南地区重要的生态环境问题之一。喀斯特石漠化导致土壤理化性质恶化、生产能力下降、生物多样性降低,严重威胁流域的生态环境安全。对石漠化的研究现状进行综述,发现石漠化的研究主要集中在成因、危害、驱动因子和时空演化等方面,对石漠化治理的具体措施和治理效果研究较少。列举了常用的生态治理模式:苔藓侵蚀成土、牧草保土、植被根系固土、植物群落抑制。提出政策体系不断改善、注重标本兼治等石漠化治理保障,并针对今后治理与防治重点提出建议。     

Wood anatomical changes due to uptake of cadmium and lead from contaminated soils in Acer velutinum seedlings

We investigated wood anatomical changes due to uptake and accumulation of cadmium and lead from contaminated soils in Acer velutinum Boiss seedlings. Two-year old seedlings were exposed for 180 days to soil concentrations with varying cadmium and lead concentrations. We measured three wood anatomical traits, average vessel area(μm2), vessel number per square millimetre, and vessel lumen area percentage (%). For assessing the cadmium and lead accumulation, we measured the concentrations in the soil, leaf, stem, and root. Average vessel area and vessel lumen area percentage were similar (p>0.05) incontrol and treated seedlings. Vessel number per square millimetre showed a decreasing trend from pith to bark in control and treated seedlings, and the trend was more pronounced in treated seedlings. We conclude that vessel number per square millimetre in A. velutinum is influenced by soil contamination. A. velutinum Boiss is not a suitable species for remediation of soils contaminated by cadmium and lead but it can beused as an indicator of the soil lead contamination, because lead concentrations in seedlings increased with increasing amount of lead in the soil.     

潞安矿区煤矸石山植被根系的土壤抗冲性研究

在山西潞安矿区王庄煤矿北矸石山进行了土壤抗冲性试验,对矸石山坡面植物根系的土壤抗冲性进行了研究.研究表明:(1)根系长度随根系径级的增大而不断减小,表明土壤中以小径级根系为主,且不同径级根系在土壤中的分布存在较大的空间变异性;根系生物量随根系径级的增大总体上呈下降趋势,即矿区坡面土壤中小径级根系分布较大根系多;(2)根...     

尾叶桉材性指标在株内、株间和无性系间的变异性研究

以8年生尾叶桉(Eucalyptus urophylla S.T.Blake)无性系林为试材,就材性指标在株内、株间和无性系之间变异进行了研究分析。结果表明:纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、管孔弦向直径、纤维双壁厚度和纤维壁腔比在树干水平方向上的不同部位具有极显著性差异,呈由内向外逐渐增大的规律;微纤丝角度、单位面积管孔数和纤维腔径比在树于水平方向上的不同部位亦具有极显著性差异,但呈由内向外逐渐减小的规律;而木材胞壁率、木纤维比量、导管比量、射线比量、轴向薄壁组织比量和木纤维胞腔直径在树干水平方向上没有显著性变异;主要材性指标在同一无性系内的植株之间无显著性差异,但在无性系之间的差异均达到显著或极显著性水平。     

Relationships between tree-ring cell features of Pinus koraiensis and climate factors in the Changbai Mountains,Northeastern China

Anatomical characteristics have been proven useful for extracting climatic signals. To examine the climatic signals recorded by tree-ring cell features in the Changbai Mountains, we measured cell number and cell lumen diameter, in addition to ring widths, of Korean pine(Pinus koraiensis) tree rings at sites of varied elevation,and we developed chronologies of cell number(CN), mean lumen diameter(MLD), maximum lumen diameter(MAXLD) and tree-ring width(TRW). The chronologies were correlated with climatic factors monthly mean temperature and the sum of precipitation. As shown by our analysis, the cell parameter chronologies were suitable for dendroclimatology studies. CN and TRW shared relatively similar climatic signals which differed from MLD andMAXLD, and growth-climate relationships were elevationdependent, as shown by the following findings:(1) at each elevation, MLD and MAXLD recorded different monthly climatic signals from those recorded by TRW for the same climatic factors; and(2) MLD and MAXLD recorded climatic factors that were absent from TRW at lower and middle elevations. Cell lumen diameter proved to be an effective archive for improving the climate reconstruction for this study area.     

Relationships between tree-ring cell features of <Emphasis Type="Italic">Pinus koraiensis</Emphasis> and climate factors in the Changbai Mountains,Northeastern China

Anatomical characteristics have been proven useful for extracting climatic signals. To examine the climatic signals recorded by tree-ring cell features in the Changbai Mountains, we measured cell number and cell lumen diameter, in addition to ring widths, of Korean pine (Pinus koraiensis) tree rings at sites of varied elevation, and we developed chronologies of cell number (CN), mean lumen diameter (MLD), maximum lumen diameter (MAXLD) and tree-ring width (TRW). The chronologies were correlated with climatic factors monthly mean temperature and the sum of precipitation. As shown by our analysis, the cell parameter chronologies were suitable for dendroclimatology studies. CN and TRW shared relatively similar climatic signals which differed from MLD and MAXLD, and growth-climate relationships were elevation-dependent, as shown by the following findings: (1) at each elevation, MLD and MAXLD recorded different monthly climatic signals from those recorded by TRW for the same climatic factors; and (2) MLD and MAXLD recorded climatic factors that were absent from TRW at lower and middle elevations. Cell lumen diameter proved to be an effective archive for improving the climate reconstruction for this study area.     

Climatic signal of earlywood vessels of oak on a maritime site

Earlywood vessel lumen areas were measured in 72 consecutive tree rings in wood cores from oak (Quercus robur L.) trees in a maritime woodland. This anatomical time series was statistically correlated with climate data for the same time span. There was a strong dependence of earlywood vessel lumen area on rainfall between February and April, which reflects the role of water availability in vessel ontogeny. By inversion, earlywood vessel lumen areas can be used as a proxy to reconstruct spring precipitation beyond the archived weather records. Such information may be of value in the context of climate change.     

水土流失区芒箕生长与土壤微生物区系研究

对轻、中、强等不同侵蚀程度和长期封禁的林地芒箕生长和土壤微生物区系进行调查分析的结果表明：芒箕的盖度、密度、高生长、生物量等都随着侵蚀程度的加重而呈下降趋势,长期封禁林地的芒箕生长最好,盖度达96％,密度为452株／m^2,平均高86cm,生物量10577kg／hm^2,较轻度、中度、强度侵蚀地增加了0．5—2．3、1．4～7．1、0．8～2．0、2．3～7．4倍,强度侵蚀地芒箕生长差,盖度仅29％,密度56株／m^2,平均高18cm。生物量为1256kg／hm^2。土壤侵蚀程度增加,芒箕地上部分生物量比例降低,根量和根冠比增大,土壤微生物数量减少。侵蚀地土壤细菌占43．0％-45．6％,真菌28．3％-35．2％,放线菌21．0％-26．4％,氨化、亚硝化、硝化细菌少,有一定数量的纤维分解菌和磷细菌,好气性自生固氮菌多。不同侵蚀土壤中的微生物组成和数量的变化与相应林地的芒箕生长变化趋势一致。     

遥感数据分析林区的植被和土壤侵蚀特征

以大兴安岭根河林业局潮查林场为试验区,选择合适时间和空间分辨率的卫星遥感TM数据,从中提取植被类型等有关特征及其空间分布等信息,并将有关的信息转化为通用水土流失方程(USLE)中的地面覆盖因子,计算试验区的土壤侵蚀量,进行侵蚀强度区分,生成土壤侵蚀强度图.结果表明:试验区的水土流失主要受坡度的影响.土壤侵蚀强度图与林相图进行空间叠加分析,获得土壤侵蚀严重的小班分布,从而为试验区的水土保持和流域管理提供依据.     

紫色土流失区造林技术

紫色土流失区造林技术是在划分流失地类型的基础上,采取生物和工程措施相结合的方法,适地适材选择造林树种。流失区适宜造林树种以侧柏为主,辅以建柏、闽粤栲、火力楠等树种。     

木材材性株内径向变异模式初探──Ⅲ.种植密度对湿地松、火炬松木材密度径向变异模式的影响

对两个地区不同种植密度的湿地松、火炬松进行了微密度分析，研究了种植密度对木材密度径向变异模式的影响。主要结果是：种植密度对湿地松和火炬松各密度特征值径向变异模式的影响，主要表现在变异曲线平均水平高低的变动，而对变异曲线形状的影响并不显著。种植密度对湿地松和火炬松各年轮宽特征值径向变异模式的影响，主要表现在年轮宽度RW和早材宽度EW变异曲线平均水平高低的变动和RW、EW与晚材宽度LW变异曲线形状的变动。种植密度对年轮密度RD的影响从年轮内宽度和年轮密度变异曲线平均水平高低两个方面起作用，出现较复杂的情况，并非所有情况下都是单调的正相关。