西南喀斯特高原峡谷石漠化生态系统植物群落特征及其与土壤理化性质的关系

【目的】研究不同等级石漠化生态系统植物群落结构组成、植物多样性和土壤理化性质特征及其两者间的相关性,为我国西南喀斯特高原峡谷森林生态保护和植被恢复重建提供科学依据。【方法】运用空间代替时间方法,研究石漠化演替过程中植物群落特征与土壤理化性质的响应;对喀斯特高原峡谷脆弱生态系统植物群落与土壤理化性质的内在关系进行了冗余分析。【结果】研究区植被物种组成简单,绝大多数为1科1属1种生活型;随着石漠化强度的增加,群落高度、平均地径、平均冠幅和地上生物量趋于减少。不同等级石漠化环境植物多样性4种指数均很低,且与石漠化等级无明显的耦合关系;除丰富度指数外,不同等级石漠化的优势度指数、多样性指数和均匀度指数具有显著差异。大多数土壤理化因子在不同等级石漠化环境中具有显著的差异,并显示随着石漠化程度的增加表现为先退化后改善的趋势。冗余分析表明,土壤呼吸、速效钾、土壤干湿程度、有效磷和酸碱度是影响植物群落特征的主要土壤因子,对群落特征的解释量为68.5%。【结论】土壤呼吸、土壤养分、含水量和土壤孔隙状况是促进喀斯特高原峡谷石漠化生态系统植被恢复的主要土壤因素,而过大的土壤容重以及土壤的偏碱性则不利于当地植被的恢复。     

喀斯特中度石漠化地区不同生境小气候变化特征

喀斯特中度石漠化地区小气候条件直接影响和限制石漠化地区植被恢复、演替的进程,为客观定量地认识中度石漠化区域不同生境小气候特点及差异,对典型中度石漠化区域开展实地小气候观测,统计分析不同生境光照强度、地表温度、土壤温度、土壤水分变化特征和差异.结果表明,石面小生境中光照强度、地表温度均最高,且日变化剧烈;石洞小生境中光照强度、地表温度、土壤温度均最低,土壤含水量最高,属于小气候最为极端的两种小生境.各小生境中乔灌草群落的光照强度、地表温度、土壤温度均明显低于藤刺灌草群落,表明乔灌草群落对于小气候具有明显的改善作用.     

喀斯特地区小气候与土壤理化性质的耦合关系

通过典型样地观测,对贵州省毕节高原山地5种石漠化等级样地的小气候进行常规监测,对比分析其气温、光照度、相对湿度和5、10、15、20 cm处土壤温度的分布状况和日变化动态。结果表明,不同等级石漠化地区由于植被数量和组成结构存在差异,其样地小气候也表现出不同的特征。夏季,随着石漠化等级的提高,石漠化样地内的光照度与气温逐渐降低,降幅趋缓,峰值出现时间也滞后;冬季,由于人为干扰,光照度变幅表现为ST(强度)SL(轻度)M(中度)L(潜在)N(无),气温变幅表现为STSLLMN;相对湿度变幅在夏季表现出与石漠化等级相吻合的现象,冬天则表现为MSTLNSL。与其他研究不同,本研究中出现了下层土壤温度高于上层土壤的独特现象。各样地光照度、气温和土壤温度之间呈正相关,三者均与空气相对湿度呈负相关。总体来说,无石漠化、潜在石漠化样地环境趋于凉湿化,小气候条件最佳;而中度、强度石漠化样地环境趋于干热化,小气候条件较差,有待于经历较长时间的演替改善。     

湘西石漠化地区植物多样性与土壤因子的耦合关系

为揭示湘西石漠化地区植物多样性特征及其影响因素,利用灰色关联度分析方法,探究不同程度石漠化(轻度、中度和重度)地区的植物物种多样性与土壤因子间的耦合关系.结果表明:湘西石漠化地区植物物种组成相对简单,仅有59科90属101种;在同等石漠化程度环境下,Margalef指数、Shannon-Winner指数和Simpson...     

中国南方喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应

以中国西南典型喀斯特石漠化生态系统土壤为研究对象,运用野外定点取样和实验室分析检测方法,研究不同等级石漠化环境土壤理化性质特征;运用空间代替时间方法,探讨石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制,旨在为中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建提供理论支撑。结果表明:1)不同等级石漠化环境土壤理化性质存在显著差异,土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、田间含水量、毛管含水量、pH值、有机质、水解氮、有效磷和全钾均在不同等级石漠化环境间具有显著差异。但这些指标并不是随着石漠化程度增加而一直退化,而是一个先退化后改善的趋势;2)土壤有机质、氮素、毛管持水量、容重和孔隙度与土壤其它绝大多数理化因子具有明显的相关性,是土壤理化性质的关键因子,在改善土壤理化性质和促进养分循环方面起着关键作用;3)主成分分析也表明,土壤有机质、氮素、钾素、容重、持水状况、孔隙度等是基于土壤理化性质评价石漠化程度的关键指标。作者提出了强度石漠化环境裸岩对土壤养分的聚集效应学说和喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制。研究结果对中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建具有重要的理论意义和实践指导价值。     

不同程度石漠化生境中矛叶荩草Arthraxon prionodes茎形态适应性研究

喀斯特石漠化是我国西南地区最严重的地质灾害,其生境对植物的强烈胁迫作用阻碍了石漠化环境的恢复,在胁迫作用更为强烈的地区,木本植物并不能作为先锋物种,因此草本植物对环境的初步改良作用将起到很大的作用.在重庆不同程度的石漠化地区,均能发现矛叶荩草生存,因此确定矛叶荩草是石漠化环境适生种之一.该文通过研究不同石漠化程度下矛叶荩草茎形态的特征,分析了矛叶荩草茎对石漠化生境的适应策略,以期为喀斯特植被恢复及管理提供依据.实验结果表明:随着石漠化程度加深,矛叶荩草主茎及侧枝相关指标整体呈现出先降低后升高的趋势.分3个阶段:潜在石漠化阶段,轻度石漠化、中度石漠化阶段,重度石漠化、极度石漠化阶段.影响主茎长度的主要因子是主茎的节间长度,影响侧枝长度的主要因子是节间数,侧枝分枝格局显示随着石漠化程度加深,矛叶荩草倾向于产生更多的分枝.因此,矛叶荩草对石漠化生境具有较强的生存能力,其适应策略是随着石漠化程度加深,矛叶荩草生境从乔灌木群落过渡到草本群落,矛叶荩草主茎产生更多的较长节间以储备营养物质,而侧枝产生更多的较短节间增加侧枝的物理支撑能力,达到增加叶片附载的目的,增强光能的利用,尽管侧枝主要功能是增加叶片附载,但在营养储备功能上与主茎互补.     

黔西南不同程度石漠化土壤的养分、酶活性特征

为了解石漠化土壤质量状况,以贵州典型喀斯特地区不同程度石漠化土壤为研究对象,运用野外定点采样和实验室测定的方法,分析不同程度石漠化土壤养分及酶活性特征,探讨不同程度石漠化土壤质量变化规律,为石漠化生态环境修复过程中土壤质量的改善提供依据。结果表明,石漠化使土壤pH值显著增加,增加了4.49%～5.80%;石漠化土壤有机质、全氮含量反而高于无石漠化土壤,分别高1.02～2.99倍、3.65%～24.82%,但全磷全钾含量在中度和重度石漠化土壤中显著降低。随着石漠化程度加重,土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶、纤维素酶活性降低。从轻度到重度石漠化土壤,蔗糖酶活性降低了22.33%～71.46%,脲酶活性降低了31.25%～80.14%。中度、重度石漠化土壤脱氢酶活性分别降低了70.83%、83.33%,纤维素酶活性分别下降了55.0%、80.0%。碱性磷酸酶活性在重度石漠化土壤中仅为无石漠化土壤的24.78%。因此,土壤养分含量和酶活性可作为反映不同程度石漠化土壤质量的重要指标。     

喀斯特地区不同等级石漠化土壤的理化性质

以中国南方典型喀斯特地区不同等级石漠化的土壤为研究对象,运用野外定点取样和实验室分析测定方法,研究不同等级石漠化环境土壤理化性质特征,探讨喀斯特地区不同等级石漠化土壤理化性质的变化规律,为喀斯特石漠化脆弱生态环境的综合治理提供理论依据。结果表明:土壤含水量和田间持水量呈现强度石漠化中度石漠化轻度石漠化潜在石漠化;土壤容重在不同等级石漠化的差异性不显著;随着石漠化等级程度的增加,土壤有机质、氮素、磷素、钾素含量有降低的趋势;相关性分析表明,土壤含水量、有机质、全氮与其他土壤理化因子具有较强的相关性;主成分分析表明,土壤含水量、田间持水量、容重、孔隙度、有机质、氮素、磷素、钾素是喀斯特地区不同等级石漠化土壤理化性质的关键因子,在改善土壤理化性质和促进土壤养分循环方面起着重要作用。     

云南石漠化区划研究

云南的石漠化区域涵盖了从北热带到青藏高原高寒气候带,分布于海拔76～5 000 m,海拔高度变化大;受地貌、土壤、植被及各种生态因子的影响,环境条件复杂多样,差异十分明显,其中生态因子对石漠化治理有直接影响,在治理区域划分中起决定性作用,温度、湿度影响最重要。通过对云南石漠化区域的地理因子、环境因子、云南的灾害性天气、洪涝灾害、土壤及植被等因子的综合分析,将云南65个石漠化综合治理县划分为7个区10个亚区19个小区,分别是北热带低山河谷盆地石漠化区、南亚热带中低山河谷盆地石漠化区、中亚热带高原山地石漠化区、北亚热带高中山石漠化区、暖温带高中山石漠化区、青藏高原东南缘高原温带石漠化区、金沙江燥热河谷石漠化区。研究石漠化区域划分有关影响因子,因地制宜地指导石漠化综合治理,以便对不同的石漠化区域采取不同的植物措施及工程措施。     

中度石漠化植被恢复自然障碍因子分析

中度石漠化是石漠化类型中分布最广的一种。为探求中度石漠化植被恢复的自然障碍因子,以喀斯特中度石漠化的典型分布地——贵州省毕节市鸭池镇和梨树镇作为研究地点,以不同小生境及生境因子作为研究对象,通过对多个生境因子进行多元相关分析及利用偏最小二乘回归进行重要性分析,综合探讨中度石漠化植被恢复的自然障碍因子。结果表明:不同小生境中的各障碍因子及作用机理不同,影响植被恢复的障碍因子在不同的小生境中的主导程度不同。植物群落的物种多样性与土壤容量呈极显著相关,与土壤水分、有机质及氮、磷素含量表现为显著相关,植株的高度主要与土壤容量、土壤水分、有机质含量、氮素含量呈极显著相关。植被恢复的主要自然障碍因子为土壤容量、土壤水分、土壤温度、有机质含量、有效氮含量、全氮含量、全磷含量。其中土壤容量因子和土壤水分因子是中度石漠化地区植被恢复的重要自然障碍因子,土壤容量因子是喀斯特中度石漠化地区植被恢复的主要自然障碍因子。研究结果对探索喀斯特地区石漠化治理机制、促进石漠化地区植被恢复具有重要的理论和现实意义。     

基于RS和GIS的云南省曲靖市石漠化土地动态变化研究撤回

以曲靖市为研究对象，借助RS与GIS手段，分析2000-2020年曲靖市石漠化的演变特征，通过栅格统计和计算，得到2000-2020年曲靖市不同级别的石漠化土地规模和变化情况。结果表明，2000-2020年，曲靖地区不同级别的石漠化出现了周期性的变化，重度的和极度石漠化的变化趋于平稳，石漠化防治取得了明显的成效，但是潜在的、轻度的石漠化依然存在。曲靖市的石漠化空间分布呈现出东南部重、中部和西北部轻的总体特征，分布相对比较集中。另外，潜在石漠化和轻度石漠化极不稳定，容易被迁移到更高级的石漠化地区。石漠化区域的治理是一项长期而复杂的系统工程，这个过程既有自然因素，也有人为因素。因此在恢复和治理环境上，要把生态效益与经济效益有机统一起来，而不能单方面地追求经济效益和生态效益。     

中国喀斯特地区石漠化成因及其危害研究概述

介绍了石漠化的概念,并总结出石漠化最终作用于人类活动、经济活动、自然生态等方面的危害;从石漠化程度划分、石漠化分布、石漠化地区的生态及民生三方面评述了我国石漠化的现状;从根本因素和主要因素两方面阐述了石漠化的成因;最后提出了石漠化的治理措施。     

基于GIS和RS的喀斯特石漠化时空变化图谱分析——以贵州省罗甸县为例

[目的]研究贵州省罗甸县喀斯特石漠化时空变化。[方法]运用地学信息图谱的理论与方法,基于Erdas9.2和Arc GIS9.3的软件平台,对2005和2014年罗甸县的喀斯特石漠化进行时空变化图谱分析。[结果]2005~2014年石漠化等级变化很大,其增长最多的是轻度石漠化,增加面积为264.38 km2,占总面积的8.80%,主要来源于中度石漠化、轻度石漠化;其次为中度石漠化,增加面积为89.04km2,占总面积的2.96%,主要来源于轻度石漠化;石漠化等级图谱单元减少最多的是无明显石漠化;潜在石漠化和轻度石漠化的类型属于最不稳定的等级类型。[结论]2005~2014年罗甸县石漠化等级由轻度石漠化逐渐向强度石漠化演变,石漠化程度加重。     

基于RS·GIS的重庆南川市石漠化现状及敏感性分析

重庆南川市是中国西南石漠化灾害较为严重的地区之一。在RS、GIS的支持下,利用2004年的TM遥感影像数据,对南川市石漠化灾害现状及控制因素进行分析,结果表明:南川市喀斯特面积为973 km2,土地发生石漠化总面积达224.39 km2,其中轻度、中度、强度石漠化分别100.29、119.47和4.62 km2,潜在石漠化293.97 km2占喀斯特总面积的30.21%。应用GIS的空间分析功能,分别将南川石漠化现状图与南川DEM图、坡度图、地层岩性图、土地利用图叠加,发现南川石漠化主要分布在600~800 m与800~1 200 m的高程上、坡度主要集中在15°~25°上、地层主要以纯灰岩及灰岩和白云岩为主,土地利用中以旱地的石漠化严重;在不考虑人为因素的前提下,提取高程、坡度、植被覆盖率、地层岩性等作为评价因子,利用几何平均法在统一的空间框架中,通过空间运算,属性项合并,将石漠化敏感性划分为不敏感、低敏感、中敏感、高敏感和极高敏感5级,建立基于GIS的石漠化灾害敏感性评价模型。通过石漠化危险性分级与石漠化空间叠加分析,表明笔者所选评价指标及分级科学合理。通过模型实现南川市石漠化危险性区划,发现敏感区总面积507.20km2占岩溶区总面积的52.13%,为该地区石漠化灾害防治和生态环境保护等提供重要决策依据。     

喀斯特石漠化与人类活动响应的定量研究——以广西都安县为例

利用TM遥感影像及其他相关数据,结合地面调查与GIS技术提取广西都安县的石漠化空间分布信息,选取该区域人口密度、经济密度、土地利用程度、离民居点和道路的距离等因素,定量研究了喀斯特石漠化发生率与人类活动强度的关系。结果表明:当人口密度超过一定阈值时,人口密度对石漠化强度有较明显的影响;经济密度对石漠化的产生具有普遍影响;土地利用程度指数对石漠化的影响明显;离民民点和道路越近,人类活动强度对石漠化的影响越大。强度石漠化、中度石漠化、轻度石漠化分布面积在离居民点和道路距离的第一个缓冲区内比例最高。     

湘中石漠化区土壤有机碳和全氮的变化特征

【目的】了解不同石漠化程度土壤中有机碳、全氮含量的变化规律和特征,为研究湘中石漠化地区常绿阔叶林生态系统的恢复机制提供参考。【方法】采用时空互代的方法,通过取样分析,根据因子打分法评定石漠化程度并测定不同石漠化等级样地的土壤性质。【结果】湘中地区石漠化程度对土壤中有机碳、全氮含量有显著影响,两者之间表现出极显著的线性相关,同等石漠化阶段的土壤有机碳、全氮含量总体差异不显著（P〉0．05）,变化范围分别是14．94-42．43g／kg和1．20～3．96gmg,均随石漠化程度加剧而逐渐降低,土壤表土层到底土层的有机碳和全氮含量变化均为从高到低,且随着石漠化程度加剧,表土层与底土层的碳、氮含量差异逐步减弱。[结论]土壤有机碳和全氮含量减少对于湘中地区常绿阔叶林向轻度石漠化阶段演替的表征明显,但对于该区域石漠化演替的阶段表征不明显。     

贵州省石漠化敏感性的动态演变与模拟预测（英文）

石漠化敏感性评价是为了识别容易发生石漠化的区域,以评价石漠化对人类活动的敏感程度。根据石漠化的形成机制,分析石漠化敏感性的区域分异规律,明确石漠化问题可能发生的地区范围与可能程度。在遥感和地理信息系统的支持下,该研究以利用贵州省1∶50000地形图和2000年的TM影像,结合贵州省水文地质图,土壤图,地质地貌图,岩组图,政区图以及其他地理基础信息为数据源,生成了贵州省1962年和2000年石漠化的敏感度数据,确定相应的状态转移矩阵,半应用马尔科夫过程模拟石漠化敏感度的动态演变过程和未来演变趋势。在贵州省各石漠化敏感类型中,只有不敏感类型面积在下降,从1962年占该贵国土面积的61.35%下降为2000年的55.55%,同时各石漠化敏感度类型之间相互转换,面积增加幅度最大的是中度敏感类型。预测表明：在未来几十年中,贵州省不敏感地区面积将呈明显下降趋势,中度敏感类型面积呈明显上升趋势,轻度敏感类型面积变化基本趋于平稳,而高度敏感类型和极敏感类型面积都有小幅度上升,说明贵州省石漠化危险程度在加剧。     

云南省2000—2020年石漠化时空演变分析

【目的】在宏观尺度利用遥感手段识别和提取石漠化斑块信息,定量分析石漠化的空间分布特征和时序演变过程,可为中国西南地区石漠化的发生、发展过程研究提供技术手段和数据支撑。【方法】以云南省为研究区,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine)平台,以2000、2010和2020年为研究时段,采用决策树分类法定量提取石漠化斑块信息;通过时空演变模型分析云南省石漠化的时空演变过程和特征。【结果】(1)研究时段内,云南省石漠化状况整体得到改善,石漠化占国土面积比例从9.65%下降至6.48%,但局部地区仍在恶化。(2)云南省石漠化空间分布呈东多西少的特征,其中昭通、曲靖、文山、红河和昆明等地区的石漠化分布面积较大,占全省石漠化发生面积的65.42%～72.14%。(3)石漠化演变流向复杂,既转移至石漠化程度高的等级又向石漠化程度低的等级转移,边治理边破坏的现象未被遏制。(4)极重度石漠化修复所需的周期较长,近20 a间云南省极重度石漠化大部分转移至重度石漠化。(5)石漠化内部演变过程剧烈,轻度石漠化和中度石漠化的综合变化速率较快,易于改善的同时亦存在较高的恶化风险,需加以重视。【结论...     

长江上游典型石漠化地区生态环境质量评价

【目的】长江上游石漠化地区影响着整个长江流域的生态安全,在国家大力推行石漠化综合防治下,石漠化形势有明显缓解,但目前缺乏石漠化地区的生态环境质量评价方法,无法实时、定量地进行生态评价。【方法】以长江上游典型石漠化地区云南省会泽县2002、2010、2018年Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8卫星影像数据为基础,划分研究区石漠化等级,利用遥感生态指数(RSEI)法对研究区生态环境质量进行定量评价与分析。【结果】(1) 2002—2018年,会泽县石漠化状况整体明显改善,石漠化面积减少583.33km²。(2)石漠化与生态环境质量呈显著正相关(r²为0.688～0.873),表明RSEI法评价石漠化地区生态环境质量效果较好。(3) 2002、2010、2018年研究区遥感生态指数均值分别为0.458、0.490、0.488,生态环境质量整体表现为中等水平,16 a间生态环境质量优化面积占全县面积的27.42%,生态变差的地区面积占15.09%。(4)干度指标对遥感生态指数的贡献度不断增加,第一主成分载荷值由-0.029变为...