岩溶地貌部位对土壤微生物丰度与酶活性的影响

以中国地质科学院岩溶地质研究所桂林丫吉岩溶试验场为研究区,单氨加氧酶的编码基因amoA的部分序列作为氨氧化细菌(AOB)指示基因,利用荧光定量PCR技术,结合平板菌落计数法和土壤酶活性测定,探讨了岩溶地貌部位及土壤成因对微生物群落丰度和酶活性的影响。结果发现,受岩溶地貌部位和土壤成因的影响,土壤酶活性、土壤微生物总数在垭口、坡地、洼地呈增加的趋势,而氨氧化细菌丰度则呈现降低的趋势。结果表明,土壤氨氧化细菌丰度与真菌数呈极其显著的正相关,而与蔗糖酶活性呈极其显著负相关。     

贵州省施秉喀斯特地区苔藓植物的微气候效应

以贵州省施秉喀斯特世界自然遗产地为研究区,对区内苔藓生境类型及微气候效应进行了研究。结果表明,苔藓植物群落可以影响其周围局地微气候,具有降低气温,增加湿度的作用。苔藓微气候效应影响范围大致在四周及上方10 cm空间内,在空旷地上微气候效应最为明显。该区苔藓生境类型以岩生、土生为主,土生苔藓植物群落的微气候效应强于岩生环境。对各监测层的温湿度分别进行配对样本t检验,结果发现,苔藓群落表面(A层)与周围10 cm处(D层)相对湿度差异极显著(p<0.01),温度差异达显著水平(p<0.05);苔藓群落表面(A层)与上方10 cm处(B层)温、湿度差异均达显著水平(p<0.05)。苔藓微气候效应的强弱程度取决于苔藓储存水分的能力。     

贵州喀斯特峰丛洼地植被演替过程中种的生态位分析

通过对Karst峰丛洼地植被处的数量特征（重要值、重迭值、生态位宽度、生物量）的研究和对其相应的小生境因子野外实测数据进行分析,结果表明：类似于极点的Karst种群分析与相应群落小生境现状调查分析,对于计测、分析Karst植被生态位特征是可行的,并且两者得出的结论是一致的,与演替原理相符。     

基于Hyperion和ASTER影像的喀斯特石漠化评价指标提取对比研究

中国西南喀斯特地区以石漠化为特征的生态环境退化现象严重,遥感是获取大尺度石漠化评价指标的主要手段.但目前还没有直接从遥感图像快速、客观有效地提取石漠化评价指标的应用.基于植被指数(NDVI)、石漠化综合光谱指数(KRDSI)和木质素—纤维素吸收指数(LCA),对比分析利用Hyperion 高光谱遥感影像及其模拟的ASTER多光谱遥感影像直接提取石漠化评价指标的可行性和精度.研究表明,利用Hyperion高光谱影像能够比较有效地直接反演绿色植被、干枯植被、裸土等的覆盖信息,但由于不同碳酸盐岩及其不同侵蚀程度的光谱特征差异,直接反演基岩裸露的精度较低;而利用ASTER多光谱影像能够直接有效提取直接反演绿色植被、裸土等的覆盖信息,但由于ASTER影像波段设置的局限性,使其直接提取干枯植被盖度和基岩裸露率的效果较差.     

洞穴环境替代指标研究现状及其石漠化记录研究问题探究

在总结前人关于运用洞穴指标体系研究地表环境理论的基础上,分析洞穴指标体系在喀斯特石漠化中的应用现状,得出了以下几点认识:(1)喀斯特石漠化环境信息主要在岩溶水溶解阶段输入洞穴系统,同时外界环境信息在降雨阶段的输入及沉积阶段的化学变化影响着石漠化信息在洞穴沉积物中的提取.(2)洞穴沉积物的δ18O、δ13C同位素值与Mg/Ca、Mg/Sr等指标已成功应用于地表环境研究,但目前用于反演喀斯特石漠化信息的指标仅为前者.(3)洞穴滴水作为洞穴沉积物系统的直接来源,进行喀斯特石漠化信息解译必然要在其理论研究基础上进行长期监测、分析,然而,这一过程面临着诸多问题.     

重庆走马岭隧道岩溶及岩溶水发育特征

走马岭隧道通过方斗山背斜可溶岩地区。岩溶发育强烈。在分析隧址区地质环境的基础上，详细论述隧址区岩溶发育分布规律和特征，岩溶水补、径、排条件及化学特征，为隧道安全施工提供科学依据并提出建议。     

喀斯特石漠化地区饲用植物青贮化利用

为了解决单一的饲喂方式不利于家畜的健康生长,也与当前的生态畜牧业相背离的问题,文章通过在喀斯特地区选取潜在-轻度石漠化地区的饲用植物进行青贮实验研究,结果表明:(1)在感官变化上的优劣为扁穗雀麦=黑麦>鸭茅>高羊茅,其中除了高羊茅是二等尚好等级外,其余三种牧草均为一等优良;(2)通过青贮处理后,牧草的干物质含量具有明显上升趋势;(3)添加乳酸菌对维持牧草的有氧稳定性较好,四种牧草都是在0～60 h时间段pH值变化较大,在60～120 h变化较小;(4)青贮具有明显改善牧草品质的作用。说明青贮既是发展生态畜牧业必不可少的成分,又是通过防治水土流失来抑制石漠化的衍生产业,与治理石漠化具有明显的趋同性。     

西南喀斯特生态系统氮素循环特征及其固碳效应

评估生态系统氮状况对预测全球变化背景下生态系统的固碳潜力及生态演替的方向与进程均具有重要的意义。近年我们开展了比较系统的研究以回答二个关键科学问题,即氮是否限制喀斯特区植被恢复,以及喀斯特森林氮状况与邻近的非喀斯特森林相比有何差异?基于多尺度演替序列研究,发现退耕后喀斯特土壤总氮快速累积。氮的累积相应促进土壤有机碳快速累积,且有机碳累积的相对速率高于总氮累积的相对速率。恢复初期(草丛阶段)植被受氮限制,而在次生林阶段则表现出明显的氮饱和特征。基于土壤初级氮转化速率和胞外酶活性化学计量特征的证据表明氮饱和是喀斯特森林的独有特征,而邻近的非喀斯特森林普遍受氮限制。我们的研究意味着:1)西南喀斯特山区退耕后的生态恢复仅在早期受氮限制,而中后期则不受氮限制;2)充足的氮供应可保障生态恢复工程的固碳效应;3)喀斯特森林氮循环具有其独特性,在全球变化背景下,其响应与适应性也可能异于其他区域/类型森林。     

气候变化及人为活动驱动下的西南喀斯特生态水文研究评述

喀斯特地区地表关键带结构十分复杂,土层浅薄且持水能力弱,地下裂隙多而渗透速率快,导致地表水分亏缺频繁、生态脆弱、污染物扩散快速等一系列生态环境问题。喀斯特地区的合理开发利用和生态环境保护,对深刻理解其生态水文过程有着极大的诉求。迄今为止,喀斯特生态水文学已经获得了重要进展,极大地提升了人们对植被水分来源与耗散机理、坡面水文快速过程、环境变化的生态水文效应等方面的认识,并构建了多种模型,为喀斯特地区生态治理、环境保护和水资源合理利用等提供了理论依据和技术支撑。但受限于喀斯特地表结构的复杂性,目前所获得的结论也存在很多不足和不确定性。本文从喀斯特生态水文过程与机理、喀斯特流域生态水文和喀斯特生态水文模型研究三个方面概述了喀斯特生态水文研究进展,介绍了课题组在相关方面的主要成果,并提出了未来研究中应进一步重视的问题。     

下垫面变化对喀斯特坡地地下产流产沙的影响

通过人工模拟降雨试验,探索表土剥离对喀斯特坡耕地侵蚀产沙的影响。采用钢槽装填土石模拟喀斯特坡地的"二元结构",通过正交试验分析了下垫面类型(坡耕地、裸坡地)、雨强(0.5,0.8,1.3mm/min)和地下孔(裂)隙度(1%,2%,3%,4%,5%)对坡地地下产流、产沙的影响。结果表明:表土剥离导致下垫面土壤物理性质改变,是影响坡地产流、产沙特征变化的主要因素。降雨强度主要影响坡地地下产流量和产沙量,地下孔(裂)隙度主要影响径流和泥沙在地表和地下的分配比例。表土剥离后表层土壤的容重和土壤颗粒分形维数呈显著性增大,导致土壤透水性、孔隙大小等发生改变。相比之下,在0.5mm/min雨强下,裸坡地的地下产流量、产流系数、产沙比重均大于坡耕地,雨强增大至0.8,1.3mm/min后,则是坡耕地大于裸坡地。同时,随着降雨强度的增大,坡耕地产流量和产沙量随雨强的变化顺序为0.5mm/min雨强0.8mm/min雨强1.3mm/min雨强。而裸坡地的产流量大小随雨强的变化顺序为0.8mm/min雨强1.3mm/min雨强0.5 mm/min雨强,产沙量大小随雨强的变化顺序为0.5 mm/min雨强0.8mm/min雨强1.3mm/min雨强。增大地下孔裂隙度能显著(p0.05)的增大两种坡地的地下产流、产沙的贡献量。地下孔裂隙度为1%~3%条件下,2种坡地地下侵蚀产沙比重存在极显著差异(p0.01),随着地下孔(裂)隙度增大至4%和5%,两者间的差异缩小。虽然裸坡地的地下侵蚀产沙量小于坡耕地的,但是其地下产沙比重更大。在喀斯特地区进行开发建设时,应注重地下漏失的防治工作。研究成果能够为喀斯特坡地土壤侵蚀研究和水土流失防治提供重要参考。