我国喀斯特断陷盆地石漠化区植物群落构建机制研究

喀斯特断陷盆地是我国石漠化综合治理8大喀斯特类型中治理成效最低、治理难度最大的区域，面临石漠化严重、干旱频发、植被恢复难等突出问题。文中针对水分是影响喀斯特断陷盆地石漠化治理与植被恢复成效最关键的限制因素，综合分析了国内外水分梯度差异与植物群落构建机制研究动态与发展趋势；提出利用日趋成熟的水分脆弱性评价方法，通过建立基于耦合暴露度、敏感性及适应性的水资源脆弱性评价指标体系，以满足遥感影像分辨率和植物群落调查样地大小的评价单元进行水分脆弱性评估；在建立物种库—功能性状—生境特征数据库的基础上，提出基于功能性状差异进行喀斯特断陷盆地植物群落机制构建的研究方案。提出的研究方案有望解决喀斯特断陷盆地石漠化区水分梯度特征与分布格局、自然植物群落组配规律及其生境特征、水分梯度与生境要素对植物群落特征及功能性状组成的影响规律等关键科学问题，可为不同脆弱生态区植被恢复群落构建机制研究提供重要参考和借鉴。     

喀斯特断陷盆地不同植被恢复模式土壤水分动态变化

[目的]以喀斯特断陷盆地小流域中典型植被恢复模式,即桉树(Eucalyptus maideni)林、冲天柏(Cupressus duclouxiana)林、马尾松(Pinus massoniana)林以及天然次生灌丛、高盖度车桑子(Dodonaea viscosa)灌丛和低盖度车桑子灌丛为研究对象,探究断陷盆地不同植被恢复模式土壤水分时空变异规律,为该地区植被生态恢复工作提供参考。[方法]利用自动气象观测系统和土壤水分传感器同步监测2016年5月—2017年4月期间小流域降雨量与各林地土壤水分,采用变异系数与克里金插值分析方法,对6种植被恢复模式林地的土壤水分时空异质性以及持续干旱条件下土壤水分衰减特征进行研究。[结果]表明:(1)同一植被类型不同土层雨季和旱季土壤体积含水量垂直变化趋势相同,且雨季土壤水分含量显著高于旱季(P0.05),均为中等变异(Cv:12.88%28.66%)。(2)同一乔木林雨季和旱季的土壤活跃层与次活跃层垂直分布不同,但同一灌丛雨季和旱季分布相同。(3)6种植被恢复模式土壤体积含水量均在降雨量较充足的8—9月达到最大值,其变化范围介于26.25%44.08%之间,在降雨量明显不足的3—4月达到最小值,土壤体积含水量介于9.48%17.47%之间。(4)3种乔木林0 30 cm土层、3种灌丛0 10 cm土层充分降雨后约10 d土壤水分恢复为降雨前1 d水平,低盖度和高盖度车桑子灌丛10 30 cm土层土壤水分降雨后15 d恢复为降雨前1 d水平,并且接近植物萎蔫系数。[结论]不同植被恢复模式间雨季、旱季和月均土壤体积含水量均表现为桉树林天然次生灌丛冲天柏林马尾松林高盖度车桑子灌丛低盖度车桑子灌丛。喀斯特断陷盆地季节性干旱和临时性干旱问题严峻,乔木林和灌丛经充足降雨,达到田间持水量后,在连续放晴天气下林地土壤水分可供植物10 15 d的消耗。     

云南省建水县岩溶石漠化治理对策初探

以滇东南岩溶石漠化区典型区域建水县为例,针对云南省建水县石漠化现象严重、土地瘠薄以及植被恢复困难的特点,从地貌、气候、人为活动等方面,详细探讨了建水县土地石漠化的成因,指出石漠化是由内因(自然条件如岩溶地貌、气候因素等)和外因(人为因素如毁林开荒、烧放牧场、山林火灾等)共同作用的结果。在全面总结建水县当地实施石漠化综合治理工程得失、经验和教训的基础上,分析了建水县石漠化的发生发展对生态环境、植被恢复和区域经济发展的危害,研究并提出了建水县石漠化综合治理的对策建议,旨在为我国石漠化地区的生态修复与综合治理提供一定参考。     

喀斯特区不同植被恢复措施土壤质量评价

[目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量,以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象,基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集,利用全量及最小数据集土壤质量指数进行土壤质量评价。[结果]显示：（1）不同植被恢复措施的土壤理化性质差异显著（p<0.05）,随土层深度增加而降低（土壤密度除外）;车桑子灌木林有机碳、速效钾含量显著高于其他恢复措施;云南松针叶林总孔隙度及速效钾含量低于其他恢复措施。（2）基于主成分分析法的最小数据集适合作为喀斯特区最小数据集提取方法;最小数据集由有机碳、全氮、氨态氮、总孔隙度、非毛管孔隙度、全镁组成。（3）5种恢复措施土壤质量排序为：马尾松针叶林>车桑子灌木林>天然次生林>直杆蓝桉阔叶林>云南松针叶林。[结论]喀斯特区进行人工林恢复时可优先选择马尾松针叶林进行种植。     

云南省建水县防火树种筛选研究

目的根据云南省建水县森林火灾和造林树种组成的特点，选取当地18种主要造林树种作为研究对象，旨在筛选出适宜建水县林业发展的防火树种，以期为该区森林火灾预防提供一定的理论依据。方法以含水率、粗脂肪、灰分等树种的理化性质和燃烧性能，树冠浓密稀疏、叶质地厚薄、树皮厚度等树种的生物学、生态学特性，自然更新能力、种苗来源、造林技术等树种的造林学特性共16项指标作为评价因子，采用典型采样、选点调查、实验测定、层次分析等方法对18种树种的防火性能进行综合评判。结果按照防火性能综合评价结果，通过聚类分析可以将树种分为4类。Ⅰ类（最优防火树种）:火力楠、黄连木、油茶、短萼海桐，是营造防火林带的首选树种；Ⅱ类（较优防火树种）:厚皮香、石楠、女贞、滇青冈、山矾，可作为防火树种营造生物防火林带；Ⅲ类（一般防火树种）:红叶乌桕、麻栎、栓皮栎、清香木，难以作为防火树种大量种植，但可用于营林防火；Ⅳ类（非防火树种）:云南松、白枪杆、蓝桉、马尾松、侧柏，防火性能差，不宜作为防火树种，应予保护。结论针对目前建水县林分结构单一、纯林面积大的林分组成特点，建议未来可以I类和II类防火树种为主营建生物防火林带，以达到阻隔林火蔓延的目的；III类树种的防火性能一般，实地可根据立地条件和地域特征与I类和II类防火树种搭配栽植。      

喀斯特断陷盆地典型林地土壤酶活性及理化性质研究

目的土壤酶参与土壤中各种生物化学过程，与土壤理化性质密切相关。本文以喀斯特断陷盆地3种典型林地为研究对象，探究林地土壤酶活性与理化性质之间的关系，为该地区植被生态恢复工作提供参考依据。方法本研究以喀斯特断陷盆地云南松林、桉树林和天然次生林为研究对象，采用冗余分析方法，探讨不同林地土壤酶活性及其与理化性质之间的关系。结果（1）3种林地土壤pH介于5.47 ~ 6.03之间，10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层土壤密度，云南松林显著高于桉树林和次生林（P < 0.05），0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层全氮含量，桉树林显著高于云南松林和次生林（P < 0.05），0 ~ 10 cm土层速效磷含量，次生林显著高于云南松林和桉树林（P < 0.05），有机碳和铵态氮含量整体呈现次生林 > 云南松林 > 桉树林的规律。（2）3种林地0 ~ 10 cm土层酸性磷酸酶和脲酶活性为次生林 > 桉树林 > 云南松林，而10 ~ 20 cm土层呈现相反的规律。淀粉酶、纤维素酶和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层均为次生林最高，云南松林次之，桉树林最低。此外，林地各土层间土壤酶活性具有显著性差异（P < 0.05），土壤酶活性呈现出随土层深度增加而逐渐降低的趋势。（3）冗余分析表明，有机碳、铵态氮、速效磷和pH均与蔗糖酶活性呈显著正相关关系，而全氮与蔗糖酶活性呈显著负相关关系。土壤密度与脲酶和酸性磷酸酶活性呈负相关关系。（4）蒙特卡洛检验表明土壤理化性质对土壤酶活性影响的重要性大小排序为:有机碳（41.4%） > 铵态氮（32.9%） > 速效磷（24.3%） > 土壤密度（12.6%） > 全氮（7.9%） > pH（5.5%）。结论综上分析表明，有机碳、铵态氮等是影响研究区内土壤酶活性变化的主要指标，在断陷盆地林地土壤肥力和酶活性恢复方面，次生林最佳，而云南松林的优势高于桉树林。      

白枪杆生长特性及光合特性对不同土壤水分的响应

中国西南喀斯特地区石漠化现象日益严重。白枪杆Fraxinus malacophylla作为该地区的乡土物种,被广泛应用于当地的植被恢复工程中,研究白枪杆对不同土壤水分的响应规律,明确白枪杆对西南喀斯特区土壤水分时空分布不均的适应方式,有助于推动西南石漠化地区植被恢复进程。以1年生白枪杆实生苗为材料,通过盆栽控制试验,测定土壤含水量为40%,34%,28%,22%和16%条件下白枪杆生物量、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳摩尔分数、蒸腾速率等参数,探究白枪杆对不同土壤水分的响应情况。结果表明:①白枪杆在5种土壤水分条件下均能存活,其生长的最适土壤含水量为28%,总生物量为17.16 g。土壤含水量过多或不足都会显著降低白枪杆的净光合速率和生物量积累。②土壤含水量不足28%时,白枪杆将生物量优先分配到根系生长以适应干旱环境,当土壤含水量低至16%时,根生物量比例超过50%。在一定的土壤水分范围内,白枪杆通过关闭一部分气孔保证植物光合作用的正常进行,表现出较强的抗旱能力,但土壤含水量低至16%时,白枪杆受到干旱胁迫影响,总生物量、净光合速率和水分利用效率均显著降低。③土壤含水量高于28%时,白枪杆根系生长受阻,进而导致地上生物量显著降低,净光合速率显著下降。白枪杆的耐涝能力稍逊于其抗旱能力,多雨季节应当注意排水防涝。④除土壤含水量16%处理以外,白枪杆在不同土壤水分条件下的水分利用效率均能保持在2.40 mmol·mol-1以上,能极大适应西南喀斯特地区土壤水分时空分布不均的现状。     

岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性研究

目的植被的自然恢复和人工重建是加速岩溶生态系统修复、提高土壤质量的主要措施。研究岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性可揭示不同恢复方式对土壤质量的影响,旨在为岩溶区植被恢复模式的筛选和恢复的效果评价提供科学依据。方法以云南省建水县岩溶区自然恢复的天然次生林、人工恢复的云南松针叶林、桉树阔叶林为研究对象,分析不同土层的土壤有机碳组分、碳库管理指数和酶活性分布特征及其相关关系。结果各植被恢复方式下土壤有机碳(SOC)含量为9.076~56.855 g/kg,可溶性有机碳(DOC)含量为822.311~1 175.778 mg/kg,微生物量碳(MBC)含量为332.933~2 035.244 mg/kg,易氧化有机碳(EOC)含量为2.381~6.094 g/kg。同一植被恢复方式下,除云南松林下的EOC含量外,各有机碳组分含量均随土层的加深而降低,局部土层深度出现波动。云南松林土壤亚表层(10~20 cm)的EOC含量显著高于表层(0~10 cm)和深层(20~30 cm)。不同植被恢复方式对DOC、EOC与SOC含量的影响大致均表现为:天然次生林＞桉树林＞云南松林,云南松林各土层的MBC含量始终显著高于桉树林。各有机碳组分与SOC均表现为极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关关系;不同植被恢复方式提升土壤碳库管理指数的能力大小为:天然次生林＞桉树林＞云南松林。SOC与CPI、CPMI呈极显著(P < 0.01)和显著(P < 0.05)正相关,EOC与CPAI、CPI、CPMI呈极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关。不同植被恢复方式通过增加土壤SOC、EOC等,从而提高了土壤碳库管理指数;整体上土壤酶活性随着土层的加深呈递减趋势,局部范围内有波动。不同植被恢复方式下土壤酶活性的变化不尽相同,过氧化氢酶和淀粉酶活性表现为天然次生林＞云南松林＞桉树林。各植被恢复方式下SOC、MBC、DOC、EOC含量与4种土壤酶活性均呈正相关关系,且多为显著或极显著水平。结论3种植被恢复措施在不同程度上提高了土壤各有机碳组分含量、碳库管理指数和土壤酶活性。其中,天然次生林对土壤整体质量的提升能力最高,桉树林在提升总有机碳及活性碳组分含量方面较为显著,而云南松林对过氧化氢酶和淀粉酶活性的提升能力更为显著。因此,应该加快岩溶区宜林土地管理方式的转变,优先考虑自然恢复,选择人工造林时要注重对阔叶树的利用和优化管理。      

基于TOPSIS方法的喀斯特断陷盆地区番茄地下灌溉技术节水效益综合评价

喀斯特断陷盆地区季节性干旱严重,水资源匮乏,高效节水灌溉是解决该区域水资源不足的重要途径.采用膜下滴灌、渗灌、地下滴灌和分根区交替地下滴灌4种节水灌溉方式对该区域广泛种植的蔬菜番茄进行试验,设置不同的灌水下限处理(分别为田间持水量的55％～65％,65％～75％和75％～85％),利用TOPSIS法对番茄品质、产量和灌...