西部行动计划喀斯特项目顺利通过验收并获后续支持

6月15-16日,中国科学院西部行动计划领导小组办公室组织专家,在中国科学院环江喀斯特生态站对中国科学院亚热带农业生态所主持的院西部行动计划二期项目西南喀斯特生态系统退化机制与适应性修复研究进行了验收,并     

喀斯特与非喀斯特地区参考作物蒸散量时空变化分析——以广西壮族自治区为例

参考作物蒸散量(ET_0)是确定植被生态系统需水量的关键因子,其时空分布特征及主要影响因素分析对于制定植被恢复策略与区域水资源配置方案具有重要意义。本文基于FAO-56 Penman-Monteith公式和广西地区25个气象站点1960—2010年的逐日资料,计算了各站点的ET_0,在此基础上采用GIS的克里金插值、Spearman秩次相关法和通径分析方法分析了广西喀斯特与非喀斯特地区ET_0的时空变化特征及其影响因子。结果表明,51年来广西各站点多年平均ET_0为1 138 mm×a~(-1);空间分布呈由南向北、由低纬度向高纬度递减的特征,高值区主要分布在非喀斯特地区,低值区主要分布在喀斯特地区。喀斯特与非喀斯特地区年ET_0累积距平曲线均呈"N"型分布;20世纪70年代最高,90年代最低,21世纪以来年ET_0有所回升,但仍低于51年平均值。此外,喀斯特地区ET_0年际变化小于非喀斯特地区。日照时数、风速和平均温度是影响非喀斯特地区年ET_0变化的主要气象因子,而相对湿度则通过与其他气象因子的相互作用间接对喀斯特地区年ET_0的变化产生较大影响。在季节尺度上,日照时数和平均气温在各季节都是ET_0最主要的影响因子,与ET_0呈正相关关系;风速在喀斯特地区冬、春两季对ET_0的间接作用系数为负,在非喀斯特地区并未发现这一现象。了解不同地区ET_0的变化趋势是植被生态需水定额计算的必要措施。     

喀斯特地区县域土壤侵蚀估算及其对土地利用变化的响应

喀斯特地区土层浅薄,不合理的土地利用导致严重的水土流失,加剧石漠化程度.为定量分析生态工程实施前后土壤侵蚀状况及其对土地利用变化的响应,基于GIS技术和RMMF模型,对环江县1991、2000和2010年土壤侵蚀进行模拟,并采用邻近水文站和径流小区泥沙监测数据进行验证.结果表明:1991、2000和2010年研究区土壤侵蚀模数分别为76.36、76.46和49.60t/(km2·a),与相关监测数据比较一致;土壤侵蚀总量分别为34.76万、34.80万和22.58万t,主要来源于非喀斯特区(均约占全县侵蚀总量的94％).研究区微度侵蚀面积占90％以上,轻度及以上等级所占比例较小.对比不同土地利用类型的土壤侵蚀模数,旱地远大于其他类型,其次是中覆盖度草地和其他林地.相同降雨条件下,由于旱地面积减少,2010年土壤侵蚀量较1991年减少4.21万t;2010年喀斯特区、非喀斯特区土壤侵蚀量较2000年分别减少了4.21％和8.76％.这预示生态工程实施后,环江县耕地减少、林地增加,土壤侵蚀减少.本研究为评估喀斯特地区土壤侵蚀现状以及退耕还林的水土保持效应提供参考依据.     

喀斯特地区土地利用变化的生态服务功能价值响应

频繁发生的旱灾已成为限制我国西北半干旱区农业发展和生态环境建设的主要气象因子.以甘肃省榆中县为例,基于农户问卷调查,结合GIS技术,从社会、经济和生态三个角度选择水分敏感因子,构建社会-生态系统,然后根据修正的脆弱度概念性模型计算出干旱环境下农户尺度上社会一生态系统恢复力,并对造成恢复力差异的原因进行了分析.结果表明,榆中县农户社会生态系统对干旱的恢复力依赖于外部胁迫压力(干旱)和内部因素(社会,经济,生态)之间的相互作用.户人口数量、土壤湿度和土壤养分是3个区域农户社会-生态系统共同的水分敏感因子;而其它指标则属于局部区域农户社-生态系统的水分敏感因子.     

喀斯特典型洼地土壤水分的垂直变异研究

利用2005年5月在桂西北喀斯特洼地10 m×10 m地块范围内的网格(2 m× 2 m)采样数据,用地统计学方法分析了两种土地利用类型(耕地和牧草地)0-80 cm土壤水分的垂直变异结构及其分布格局,结果表明,耕地和牧草地土壤水分呈现弱变异特征,两者的垂直变异趋势大致随土层加深先减小后增大,其中牧草地土壤水分的变异程度相对较大;耕地和牧草地土壤水分在垂直层面均具有良好的半方差结构和较强的空间相关性,均可用球状模型拟合,变程分别是66.0 cm和49.1 cm.垂直变异还具有明显的各向异性,均用指数模型拟合;土壤水分的空间相关性及变程与土壤容重具有一定关系.研究显示,洼地退耕还草后土壤总体上朝着有利于水分保蓄和植被恢复的方向转变.     

喀斯特环境移民区适应性景观生态设计

根据广西喀斯特环境移民迁出区生态重建与经济发展的需求,以设计适应西南喀斯特峰丛洼地特点的土地生态结构与景观优化方案为目标,通过案例研究,在评价典型样区的生态适宜性与土壤肥力条件的基础上,结合IKNOS高分辨率卫星图像、历‘史航空影像,综合集成景观格局研究、农户参与设计与结构优化分析3种设计途径,提出了适应性景观生态设计的初步框架.案例分析表明,该方法具有适应性、参与性和灵活性的特点,符合适应性生态系统管理的需求,为实现小尺度景观安全格局设计提供了依据.     

黄土区人工林草植被深层土壤干燥化研究进展

黄土高原地区深层土壤干燥化(土壤干层)是人工林草植被过度耗水导致土壤水分负平衡的结果。概述土壤干层的研究进展,包括土壤干层的特征、类型、量化指标、成因、分布、危害及其缓减对策,指出当前研究中存在的问题,对今后研究提出建议。     

在不同作物覆盖条件下免耕玉米地土壤的生物生化特性

在免耕制度中,进行作物覆盖,尤其采用豆科作物覆盖,可进一步改善土壤性质,增加表土有机质含量,改善土壤生物特性,为土壤微生物活动提供一个良好的生存环境。在施氮量为０和１６８ｋｇ／ｈｍ２、小区覆盖作物为毛野豌豆、冬小麦和未覆盖作物的条件下,研究了免耕玉米地的土壤生物特性。结果表明,毛野豌豆覆盖小区有机碳累积量最高,冬小麦覆盖小区和无作物覆盖小区在施氮后有机碳含量也有所增加。施氮与否对野豌豆覆盖区有机碳含量没有影响,但施氮后土壤ｐＨ值明显下降。野豌豆覆盖区对微生物数量有较大影响,其不施氮时细菌含量最高。不施氮的野豌豆覆盖区酸性磷酸酶、芳香基硫酸酯酶,β—糖苷酶和Ｌ—天门冬酰胺酶活性比其余处理方式都高。在小麦覆盖区和无作物覆盖区,施氮量为１６８ｋｇ／ｈｍ２时酶活性较高。土壤有机碳含量的增加,可增强土壤微生物活性,并为土壤中微生物分泌酶的固持,提供一个良好的环境。作物覆盖除了减少土壤流失外,还能显著地改善土壤生物特性,从而提高土壤肥力。     

“西部之光”项目检查组到中国科学院广西环江站检查评估项目

7月27日,以中国科学院成都分院彭宇行院长任组长、成都生物研究所吴宁所长和成都山地灾害与环境研究所程根伟副所长任副组长的“西部之光”项目检查组一行6人,到中科院广西环江喀斯特生态系统观测研究站进行项目检查和评估。     

喀斯特坡地土层厚度及养分含量空间分布特征

岩溶作用下,喀斯特坡地溶沟、溶槽普遍发育,岩土分布表现出极强的空间异质性,目前对土壤分布格局及其理化性质变异特征方面的认识还极其缺乏,这严重影响了该区有限水土资源的合理规划和高效利用。本研究通过在喀斯特坡地沿坡向上开挖12条土壤岩石样沟(长24 m,宽1 m),根据土岩结构和土层厚度将样沟分为浅薄土层、中层土层、深厚土层三种样沟类型,分别选取典型样沟,探讨了喀斯特坡地土层厚度及主要养分元素的空间格局特征。研究发现:喀斯特坡地土层厚度变异性较大,变异系数介于12.0%～85.3%之间,土层厚度介于0～430 cm之间。土壤肥力整体较低,综合肥力系数随土层深度增加逐渐减少,除0～10 cm深度土层土壤肥沃程度为一般外,10 cm以下土壤肥沃程度均属贫瘠,即说明土壤养分主要集中在表层,其中全氮、全磷、速效钾与土层深度呈显著负相关关系。本研究为喀斯特区坡地土壤格局及其成土过程积累了详细的野外调查数据,有关土层厚度空间格局及其养分随土深的变化规律能为该区生态服务功能提升、国土资源空间优化布局提供理论依据。