岩溶农业区典型土地利用土壤磷素空间分布与成因

为了查明岩溶农业区不同土地利用下磷素在垂直和平面上的分布情况,分析岩溶农业区土壤中磷素的迁移特征及其影响因素,采集了凯掌水库周边草地、河滨带、水田及旱地等典型土地利用下的9个土壤剖面共计56个样品,分别测定各个土壤剖面的含水率、pH、有机质、交换性酸、全磷、有效磷、各无机磷形态等。结果表明：研究区全磷、有效磷含量分别在420.73~1669.53 mg/kg和2.50~64.14 mg/kg之间,土壤磷活化系数在0.34%~5.96%之间。农业用地表层土壤有效磷含量均超过15 mg/kg,需减少磷肥的施用以避免浪费,同时坝后农业区旱地表层土壤（有效磷平均含量64.14 mg/kg）中的磷存在向下淋溶进入地下水的风险。水田、旱地剖面土壤无机磷形态以Fe-P、Al-P为主,草地、河滨带剖面无机磷形态以Fe-P和O-P为主。土壤pH与有效磷、Fe-P和Al-P呈显著负相关,土壤有机质与全磷、有效磷、Al-P、Fe-P显著正相关。本研究阐明了岩溶农业区磷素及其形态的空间分布规律,可为磷的农业面源污染防控提供依据。研究区农业用地土壤磷素含量普遍高于非农业用地,不同土地利用类型对磷素分布具有显著影响。     

喀斯特坡耕地块石出露对土壤水分入渗的影响

块石出露是喀斯特石漠化地区典型的地貌景观特征之一。为探索喀斯特坡耕地中块石出露对土壤水分入渗的影响，通过野外人工模拟降雨试验，研究3个坡度（15°、20°、25°）、3个面积（小、中、大）、5种形状（斜条形、横条形、近圆形、三角形、竖条形）块石出露下的土壤水分入渗特征。结果表明：1）3种坡度下，各形状块石出露下和裸露坡的入渗率均随着坡度增加而减少。总体上，块石面积越小坡度越缓，入渗过程变化越平稳且入渗率高，块石面积越大坡度越陡，入渗过程变化波动大且入渗率低。2）初始、稳定、平均入渗率的最大值均出现在15°坡面，最小值均出现在25°坡面。总体上坡度和块石面积越大，土壤的稳定入渗率越高。3）与裸露坡面相比，块石出露下，15°、20°、25°坡度对入渗增量的贡献率为2.63%、20.88%、76.49%。小、中、大面积块石对入渗增量的贡献率为46.39%、32.88%、20.73%。形状对入渗增量的贡献率为31.50%（斜条形）>27.66%（横条形）>27.08%（近圆形）>10.81%（三角形）>4.36%（竖条形）。4）3种模型的拟合结果，裸露坡拟合度最高，均大于0.89，而斜条形块石拟合度都最低，均为0.60左右。Horton模型的拟合度最好，Kostiakov模型的拟合度良好，Philip模型的拟合度一般，故Horton模型更适用于喀斯特坡耕地不同块石出露下土壤水分入渗过程的拟合。研究结果有助于了解喀斯特坡耕地块石出露下的土壤水分入渗特征，促进农业水土资源的管理保护和利用，为该区水土流失和石漠化工程治理提供借鉴。     

喀斯特坡地侵蚀性降雨阈值初探

喀斯特坡地表层岩溶带发育，入渗强烈，产流机制与非喀斯特坡地有较大差异，为提高喀斯特坡地土壤流失模型预测准确性，以贵州省普定县陈旗小流域6个不同土地利用类型径流小区为观测对象，分析2007—2010年、2015—2019年2期泥沙和地表径流数据，了解产流产沙规律，并利用降雨侵蚀力偏差法计算各小区侵蚀性降雨量。结果表明：(1)植被覆盖率与喀斯特坡地地表产流产沙量呈负相关，高植被覆盖下，暴雨和极端暴雨是造成喀斯特坡地水土流失的主要降雨事件；(2)植被恢复十余年随着覆盖度的提高，年均土壤流失量呈显著下降趋势，多小于10 t/km²;(3)喀斯特坡地裂隙发育，地下漏失严重，土壤量少且不易被侵蚀，除少数极端暴雨外，多数降雨不产流不产沙，因此建议将喀斯特坡地侵蚀性降雨量阈值定为50 mm,该阈值显著高于非喀斯特地区。     

岩石裸露与水土流失关系研究现状及石漠化因子研究存在的问题

基岩裸露是喀斯特地区的常见现象,形成了类似荒漠景观的"石漠化",而石漠化的发生发展影响了区域土壤侵蚀机理和结果,故需加大石漠化因子(D)与水土流失定量关系研究,以便修正土壤流失方程。因此,在中外文献查阅的基础上,总结了岩石裸露对坡面水土流失的影响相关研究现状。结果表明,岩石裸露对坡面水土流失的影响研究结论较为离散,主要观点可分为2大类:一类观点认为,随着坡面岩石裸露率的增加,水土流失呈线性、二次函数及指数等趋势衰减,其中以指数衰减为主要方式;另一类观点认为,岩石裸露对坡面水土流失的影响具有复杂性,与坡度、土壤类型、降雨阶段及岩石裸露率区间等有关,在一定条件下,随着岩石裸露率的增加,水土流失加剧。对于我国喀斯特区D因子研究现状,主要存在2个方面的问题:一是相关定量观测试验较少,致使RUSLE等常用土壤流失方程在喀斯特地区的应用受到较大限制;二是野外定位观测作为研究土壤侵蚀各因子的重要手段,但在喀斯特地区建造天然岩溶裸露小区的难度极大。研究结果可为我国喀斯特区石漠化因子(D)的定量研究及相关土壤流失方程的修正提供参考。     

典型岩溶流域不同土地利用类型土壤腐植酸与钙的关系

为了阐明岩溶地区不同土地利用类型中土壤腐植酸的分布特征及其与钙的关系，以滇东南典型岩溶流域普者黑流域为研究对象，分析流域内裸地、林地、旱地、水田和湿地5种土地利用类型中土壤表层（0~10 cm）、亚表层（10~20 cm）的水溶性有机质（WSOM）、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）的分布情况，并进一步探究土壤中腐植酸的结构特征及其含量与钙的关系。结果表明：研究区5种土地利用类型土壤中WSOM、HA和FA含量的空间变幅均较大（P<0.05），且表层 > 亚表层（P<0.05），腐植酸含量（WSOM、HA、FA三者含量之和）的大小依次为旱地（13 289.97 mg·kg^-1） > 湿地（10 007.02 mg·kg^-1） > 林地（9 136.76 mg·kg^-1） > 水田（8 708.724 mg·kg^-1） > 裸地（3 395.13 mg·kg^-1）； 5种土地利用类型土壤PQ值（HA在腐植酸中的比例）以及HA/FA（可以在一定程度上反映土壤有机质的稳定性）的空间变幅较大且变化规律相似，大小排序均为水田 > 湿地 > 林地 > 旱地 > 裸地（P<0.05）；红外图谱分析表明5种土地利用类型土壤的腐植酸具有类似的结构组成和官能团信息，除含有一定量的芳香结构外，还含有大量的羟基、氨基、酚羟基、醇羟基以及脂肪链结构；冗余分析表明土壤全钙及各形态钙在很大程度上影响腐植酸的种类及含量。研究表明，普者黑岩溶流域内5种土地利用类型土壤腐植酸含量空间变幅较大，结构相似且特征明显，与土壤钙的关系密切，同时普者黑流域内5种土地利用类型土壤的腐殖化程度较高，腐植酸品质较好。     

喀斯特坡面生物结皮发育对土壤抗蚀性能的影响

西南喀斯特地区普遍发育的生物结皮，对土壤侵蚀有显著的抑制作用。以贵州喀斯特坡面不同退耕年限地块(0,3,5,8,11年)生物结皮为研究对象，对不同流量水平(0.2,0.3,0.4,0.5 L/s)和坡度(5°,12°,17°,23°)条件下生物结皮对土壤抗蚀性能的影响机制进行研究。结果表明：(1)生物结皮发育能够促进土壤颗粒胶结，增强土壤团聚体稳定性，改善土壤结构，提高土壤持水和透水能力。(2)生物结皮发育可增强土壤抗崩解和抗剪切能力，与去除结皮处理相比，结皮存在时的土壤抗崩解和抗剪切能力分别提高24.83%～46.62%和25.77%～37.73%。(3)发育年限内(3～11年)结皮层抗拉力变化范围为1.95～5.76 N,随着生物结皮发育年限增加，结皮层结构越趋稳定，其抵抗破坏的能力也越强。(4)生物结皮可明显提高土壤抗冲性能，且受流量和坡度的双重制约，流量和坡度都存在临界值，分别为0.4 L/s和17°,超过临界值后，其保护作用显著减弱。研究结果对于喀斯特地区准确估算土壤流失和生态恢复建设正确评价具有重要意义。     

云贵高原岩溶区生态系统服务功能重要性空间分异研究

[目的] 探索云贵高原岩溶区生态系统服务功能重要性的空间分异规律，为保障岩溶区生态系统有效管理和生态安全格局构建提供科学参考。 [方法] 借助地理信息技术测算2019年黔西南州水源涵养、水土保持和生物多样性维护三项生态系统服务功能，分析其空间格局，在此基础上用空间自相关揭示黔西南州生态系统服务重要性的空间异质性规律。 [结果] ①黔西南州生态水平整体较好，生态系统服务功能较高重要性的国土比例大，为区域提供了较好的生态服务，其中水源涵养功能和生物多样性维护功能的重要以上面积比例比水土保持功能突出。 ②以村为单位，单项功能和总体功能的各级重要全局Moran’s I指数均在0.65以上，空间分布呈现较高的空间聚集特性，表现出条带或区块分布，具体各功能的不同等级重要性又表现出差异性。 ③生物多样性维护功能分别与水源涵养功能、水土保持功能的空间自相关聚类结果存在相似性。 ④生态系统服务功能重要性与水土流失和石漠化存在耦合性，空间分异特征受水热条件、地质背景、人为等因素综合作用。 [结论] 研究区生态系统服务功能供给能力较好，同时表现出较强的空间集聚性和异质性。在生态系统管理和生态治理政策制定时，应当考虑生态系统服务功能空间分异特征，科学划定分区，实现分区管理。     

西南典型岩溶槽谷小流域地表和地下河悬浮泥沙来源

为了明确岩溶槽谷小流域地表悬浮泥沙与地下河悬浮泥沙的主要来源，制定具有针对性的水土流失防治措施，该研究以青木关岩溶槽谷小流域为例，采集碳酸盐岩、碎屑岩、沟道和裂隙等4种不同泥沙源地土壤样品，测定了137Cs、磁化率、Li、As等41种土壤理化性质作为指纹因子；利用双边范围检验、均值检验和Kruskal-Wallis H非参数检验对所有指纹因子进行筛选，确定Fe、137Cs、Pb、V、质量频率磁化率5种指纹因子为最佳指纹因子组合；采用复合指纹法定量分析地表和地下河出口悬浮泥沙来源。结果表明：降雨量、降雨历时和降雨强度与流域潜在泥沙源地贡献率存在一定的规律；流域潜在泥沙源地对地表悬浮泥沙平均贡献率分别为碳酸盐岩（43.62%）> 沟道（27.34%）>碎屑岩（17.30%）>裂隙（11.74%），拟合优度为91.88%；对地下河出口悬浮泥沙的平均贡献率分别为碳酸盐岩（36.14%）>裂隙（24.02%）>沟道（22.93%）>碎屑岩（16.91%），拟合优度为92.56%。该研究定量分析了岩溶槽谷地表和地下河出口悬浮泥沙的主要来源，可为岩溶槽谷小流域综合治理提供参考依据。     

贵州中部岩溶山区坡耕地时空演变特征及驱动因素分析

坡耕地是中国西南岩溶山区粮食安全和生态保护的重要保障，深入研究其时空演变特征具有重要意义。该研究选用2004－2020年高精度遥感影像和数字高程模型，从地形位指数、核密度、耕地利用动态指标分析典型岩溶山区普定县坡耕地时空演变在不同地形位等级上的响应，并对坡耕地演变的驱动机制进行探究。结果表明：1）2004－2020年，研究区坡耕地在空间上呈"东南多、东北少、西部较少"的分布特征。坡耕地分3个阶段收缩：急剧收缩阶段（2004－2009年）高地形位坡耕地撂荒收缩速度最快，缓慢收缩阶段（2009－2015年）中地形位坡耕地收缩速度最快，加速收缩阶段（2015－2020年）低地形位坡耕地收缩速度最快；2）第一级、第三级地形位范围内坡耕地变化面积最大，高地形位劣质坡耕地向林草地转型占总体转型面积的69.67%，低地形位坡耕地向园地及建设用地转型占总体转型面积的38.14%；3）坡耕地演变由陡坡向缓坡转移、由高海拔向低海拔转移，聚集度下降，高地形位坡耕地转型提高区域生态效益，中、低地形位坡耕地转型实现区域生态经济双赢效益；4）自然地理环境是坡耕地时空演变的基础支撑，社会经济是主导因素，政策是外在拉力，不同梯度地形位坡耕地影响的主导因素差异明显。研究结果可为西南岩溶山区不同地形土地利用优化及生态保护提供科学参考。