基于熵权法TOPSIS模型综合评价石漠化区4种苔藓植物的生态修复效益

[目的]探讨典型苔藓植物在石漠化区的生态修复效益,为进一步把苔藓植物运用于石漠化治理中提供数据支撑。[方法]选取石漠化区4类生境中大灰藓(Hypnum plumaeforme)、牛舌藓(Anomodon viticulosus)、小石藓(Weisia controversa)、蕊型真藓(Bryum coronatum)优势苔藓物种,基于熵权法TOPSIS模型从苔藓植物饱和吸水率、蒸腾速率、抗冲刷能力、改善土壤养分这4个方面综合评价4种苔藓植物的生态修复效益。[结果](1) 4种苔藓植物的饱和吸水率和蒸腾速率具有显著差异性;饱和吸水率最高的是蕊型真藓(1384.93%±80.77%),最低的是小石藓(602.74%±34.78%)。蕊型真藓平均蒸腾速率最高值为402.43 g/(m²·h),大灰藓平均蒸腾速率最弱为146.86 g/(m²·h);饱和吸水率与蒸腾速率、干重、假根密度、假根根长呈正相关;蒸腾速率与假根密度、干重、饱和吸水率呈正相关,与假根根长呈负相关。(2)通过人工为期6个月种植苔藓植物后研究发现,与纯土组对比,苔藓植物对土壤中全...     

废弃卡林型金矿区结皮苔藓植物蓄水作用和成土功能研究

通过野外调查和实验室分析,对贵州省兴义市新路废弃卡林型金矿区苔藓植物进行了研究。结果显示,该矿区共计有苔藓植物4科6属7种,未发现苔类和角苔,种类组成较单调,其中丛藓科(Pottiaceae)和真藓科(Bryaceae)为优势科;生活型有2种类型:矮丛集型(85.71%)和交织型(14.29%),矮丛集型占有绝对优势;并对该矿区结皮优势苔藓植物硬叶扭口藓、卵蒴真藓、毛口藓和小青藓的生物量、成土量、饱和吸水率和饱和吸水量进行了测定分析。结果显示,该矿区生物量为3.00～52.40g/m2;成土量为217.50～3 695.80g/m2;饱和吸水量为35.10～684.30g/m2;饱和吸水率为1 170.00%～3 637.00%。研究表明,在喀斯特石漠化严重的废弃金矿区,对于在缺少土壤,水土流失严重和植被破坏大的环境区域,苔藓植物以其特有的生态功能在石漠化治理,蓄水作用和成土功能,植被恢复及生态治理等方面起到十分重要的作用。     

基于遥感和CASA模型的西江流域NPP时空分布特征研究

基于EOS/MODIS遥感资料,采用CASA模型分析西江流域陆地植被净第一性生产力（NPP）的时空变化特征。结果表明:西江流域平均植被NPP为400～500 gC/（m²·a）,上游地区偏低,为200～300 gC/（m²·a）,中下游地区较高,平均500～600 gC/（m²·a）,部分地区可达到800 gC/（m²·a）以上;植被NPP季节变化显著,夏季最高,春、秋季节次之,冬季最低小;西江流域植被NPP的空间差异明显,在5-10月,上游地区植被NPP较低,中下游地区较高;在1-3月,上游地区尤其是南盘江流域的植被NPP较高,中下游地区尤其是中游地区明显较少。西江流域植被NPP的空间特征还表现在汛期空间差异大,枯水期空间差别小。     

喀斯特石漠化山区苔藓植物水分吸收特征

[目的]探究贵阳市花溪区石漠化地区5种优势种黑扭口藓(Barbula nigrescens)、美灰藓(Eurohypnum leptothallum)、卷叶湿地藓(Hyophila involuta)、小牛舌藓全缘亚种(Anomondon minor subsp.integerrimus)、北方紫萼藓(Grimmia decipiens)的水分吸收特征,为喀斯特石漠化地区利用苔藓植物开展水土保持工作提供理论支撑。[方法]采集样品120份,运用经典形态分类法进行鉴定;测定其生物量、饱和吸水率、吸水量、最大吸水速率(Vmax)、吸水速率常数(Km)和叶片展开时间。[结果](1)5种苔藓植物间的生物量、吸水量和饱和吸水率差异较大,最大吸水速率差异小;生物量为10.36~114.51g/m2;饱和吸水率为675.43 6%~1 125.41%;吸水量为98.21~766.13g/m2;Vmax为35.59~51.28g/(g·min);Km为69.97~101.99g;叶片展开时间为35.9~86.1s。(2)生物量和吸水量呈正极显著相关;吸水量和盖度、Vmax和Km呈正相关;Km和叶片展开时间呈负相关。[结论]在喀斯特石漠化地区干旱缺水的环境条件下,苔藓以独特的水分吸收和利用方式适应这种恶劣的环境。石生苔藓为适应该地区的先锋植物。     

高寒草甸土壤微生物功能多样性对氮肥添加的响应

采用Biolog-ECO生态板法研究了4个施N水平[0 g/m²（CK）,10 g/m²（N₁₀）,20 g/m²（N₂₀）,30 g/m²（N₃₀）]下土壤理化性质和微生物功能多样性的变化规律。结果表明:中高水平氮肥添加显著增加了速效氮、速效磷含量和根土比,但降低了土壤含水量。施N肥0-10 cm土层平均颜色变化率降低,而10-20 cm土层则被提高,且N₂₀最大。施N肥后降低了0-10 cm土层土壤微生物Shannon-Wiener指数、Pielou指数和McIntosh指数,但10-20 cm土层则被提高。PCA分析表明,施N肥改变了土壤微生物代谢功能类型,糖类、氨基酸、酸类是土壤微生物主要利用的碳源类型。RDA分析表明,在0-10 cm土层,土壤含水量和全氮是影响土壤微生物功能多样性的主要因子,而10-20 cm土层主要受土壤含水量和速效磷的影响。综上,施N肥增加了土壤的有效养分含量,进而改变土壤微生物功能多样性、碳源利用能力和数量。     

喀斯特石漠化演替中植物多样性及其与土壤理化性质的关系

为探明西南喀斯特石漠化演替过程中植物多样性演变规律、土壤理化性质的变化趋势以及土壤理化性质对植物多样性演变的影响,选取西南典型石漠化区贵州黔西县猴场为研究区,采用野外样方调查和室内试验分析方法,运用方差分析、多重比较、相关性分析等数理统计手段,研究了喀斯特石漠化不同演替阶段植物群落物种多样性、土壤理化特性以及二者的内在关系。结果显示:石漠化环境植被物种组成简单,植物多样性的4种指数均偏低,均匀度指数、多样性指数变化与石漠化等级演替有明显耦合关系;土壤理化性质在不同等级石漠化环境土壤中也具有显著差异,且随着石漠化等级的增加呈现先退化后逐渐改善的演变趋势;喀斯特石漠化土壤理化性质与植物多样性指数具有明显的相关性,喀斯特石漠化环境土壤理化性质的变化极易影响植物多样性的特征。研究结果对我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明显的理论意义和实践指导价值。     

花江喀斯特石漠化区不同经济型植物的土壤蓄水特征

选择贵州省花江喀斯特石漠化综合治理区分布广泛的几种典型生态经济型种植模式花椒、金银花、砂仁、火龙果、构树、花椒金银花混交林为研究对象,以荒草地为对照,对各植物的土壤物理性质和蓄水性能进行了对比研究。结果表明:（1）研究区土壤容重的浮动范围为1.09～1.40 g/cm³,并随土层深度增加而增加;孔隙度随土层深度增加而减小,上层土壤的蓄水性能和通透性能优于下层。（2）与荒草地相比,构树、火龙果、花椒金银花混交林、花椒、金银花的土壤容重和孔隙度状况都优于荒草地,只有砂仁比荒草地差。（3）从土壤含水量和0—30 m总蓄水量来看,混交林土壤含水量最大（37.69%）,分别比金银花、火龙果、构树、花椒、荒草地、砂仁高3.18%,4.33%,4.83%,7.49%,10.15%,13.18%;总蓄水量表现为花椒金银花混交林（1 769.54 t/hm²） > 火龙果（1 732.94 t/hm²） > 构树（1 722.14 t/hm²） > 花椒（1 698.43 t/hm²） > 金银花（1 655.58 t/hm²） > 荒草地（1 640.79 t/hm²） > 砂仁（1 428.75 t/hm²）。（4）相关分析表明土壤容重和毛管孔隙度与最大持水率及毛管持水率均呈极显著相关（p < 0.01）,相关系数分别为-0.931,0.897,-0.915,0.890。因此,在花江喀斯特石漠化植被恢复过程中应优先考虑以花椒金银花为代表的混交林与火龙果模式。     

4种苔藓植物在喀斯特石漠化地区的生态修复意义

为探求苔藓植物在石漠化地区的生态修复意义,筛选出4种石漠化地区常见的苔藓,即美灰藓(Eurohypnum leptothallum)、小青藓(Brachythecium perminusculum)、双色真藓(Bryum dichotomum)和多疣细羽藓(Cyrto-hypnum pygmaeum),测定其生物量、饱和吸水率、根系密度、蒸腾速率和抗冲刷能力,并初次将该4种苔藓应用于石漠化修复的实践中,对其土壤酶活性进行了1年的跟踪监测。结果表明:(1)4种苔藓持水保水能力差异显著,其生物量由大到小依次为美灰藓双色真藓小青藓多疣细羽藓;饱和吸水率最低的是多疣细羽藓(660.78±3.46)%,最高的是美灰藓(1 627.82±4.68)%。(2)双色真藓的蒸发速率最高可达6.63g/(kg·h),其水分更容易丧失;美灰藓蒸发速率为0.93g/(kg·h),水分较其他苔藓不易丧失。(3)4种苔藓的抗冲刷能力与其假根的根长密度、根重密度、生物量存在显著正相关关系,美灰藓在各组冲刷试验中表现出较强的抗冲刷性,可以有效减少土壤流失。(4)4种苔藓均可有效提高被培养土壤的酶活性。苔藓层生物量、抗冲刷强化值、假根根系密度与土壤脱氢酶、脲酶呈正相关关系。4种苔藓均具有较高的水土保持效益,其中美灰藓的表现更为显著,建议利用物种演替规律将苔藓应用于石漠化修复的实践中。     

造林密度对科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨防护林林下植被的影响

[目的]探明科尔沁沙地南缘的奈曼旗沙区小叶杨(Populus simonii)防护林造林密度对林下植被的影响，提出适宜植被群落多样性恢复与稳定性发展的造林密度。[方法]以自然恢复状态下，林龄相近的3种典型造林密度类型(867～1 022株/hm²,1 444～1 667株/hm²,2 177～2 322株/hm²)的小叶杨防护林为研究对象，开展每木检尺、物种组成与多样性、植被群落结构等调查，对野外采集数据进行统计分析。[结果]造林可以显著提高植被恢复与演替速度，造林密度的大小对林下植被多样性与群落稳定有显著影响，随着造林密度的减小，林下草本生物量、物种组成丰富度、物种多样性指数增大，植物恢复程度、群落稳定性上升；造林密度与林下物种多样性指数、物种数量、林下植被盖度、林下草本生物量等植被特征指标均呈现极显著负相关关系(p<0.01)。[结论]当小叶杨防护林造林密度为867～1 022株/hm²时，群落与未经开垦的草地样地的群落相似性最高，植被群落演替逐渐向地带性植被发展，与其他造林密度相比更有利...     

喀斯特山区土地利用演变与石漠化分布格局

喀斯特山区石漠化是制约区域社会、经济、生态发展的重要因素之一,人类活动是石漠化形成的主要因素,而土地利用是人类活动的基本载体,探究不同用地类型石漠化响应情况,对喀斯特山区石漠化治理及可持续化发展具有重要意义。基于三期土地利用和石漠化数据,辅以GIS空间分析技术和转移矩阵模型,对黔西南州2000年、2010年、2020年土地利用格局及石漠化景观的时空演变进行综合分析。结果显示:研究期间,黔西南州主要土地利用变化类型是草地转有林地和耕地,耕地转有林地和草地,灌木林地转草地和耕地,依次占全州国土面积的8.79%,5.82%,4.91%,4.08%,4.75%,3.85%。2000—2010年草地、灌木林地、耕地和有林地石漠化等级明显改善,改善面积依次为2 703.7 km²,1 347.8 km²,2 219.1 km²,2 532.8 km²; 2010—2020年草地、灌木林、耕地、有林地、裸地石漠化改善面积分别为557.14 km²,318.78 km²,819.35 km²,665.60 km²,244.48 km²。过去20年间,黔西南州石漠化状况持续恢复改善,但局部区域仍存在不稳定的恶化风险,此部分地区应作为黔西南州后期石漠化土地治理工作中的重点。对黔西南州长时间序列的石漠化演变情况进行研究,分析其在不同土地利用情况下的变化,可对研究区生态恢复以及土地利用规划提供决策依据。     

风沙黄土区排土场不同恢复类型植物群落与土壤种子库特征

风沙黄土区排土场作为一种人造生态系统,自然条件恶劣,土壤贫瘠,植被恢复困难。为了探明有效的人工促进植被恢复措施,采用植被调查与种子库萌发试验相结合的方法,通过研究不同植被类型地上植物群落与土壤种子库特征及二者的关系,探讨了其植被恢复效益及潜力。结果表明:研究区人工植被恢复下地上植物群落中共47种植物,分属16科40属,土壤种子库共14种植物,分属5科13属,其中均以禾本科、菊科、藜科、豆科占主导地位; 灌木植被的地上植被和土壤种子库的物种多样性均表现为最优; 地上植被与土壤种子库密度的变化范围为88.48～495.47株/m²,74.74～1422.91粒/m²,且均在草地类型下最大。土壤种子库和地上植被的相似性普遍较低,相似性系数仅为0.16～0.23。因此,风沙黄土区排土场的植被恢复与重建需要加强保护与管理,可以考虑构建以草灌配置为主的人工植被恢复模式,保障群落的恢复潜力,并提高群落多样性与稳定性,亦可考虑引入外源种子库提升群落恢复的潜力。     

植被恢复对岩溶石漠化区土壤有机碳及轻组有机碳的影响

[目的]通过分析石漠化治理区不同植被恢复年限对土壤有机碳(SOC)及其组分影响,为该地区石漠化的治理提供一定的基础数据。[方法]以重度石漠化土地作为对照,运用空间代替时间的方法,研究了广西壮族自治区平果县果化岩溶石漠化区植被恢复5,10,15,20a后土壤(0—30cm)SOC和土壤轻组有机碳(LFOC)的变化。[结果]石漠化土地在进行植被恢复后,SOC和LFOC含量明显增加;植被恢复使表层0—10cm的SOC和LFOC储量明显增加,且随着恢复时间的增长逐渐变大,同时植被恢复对表层(0—10cm)SOC和LFOC储量的影响要远高于下层(20—30cm);植被恢复后LFOC储量的增幅远高于SOC储量。[结论]在石漠化区进行植被自然恢复可以有效防止土地石漠化,增加碳的流通。     

石漠化治理区不同生态恢复模式土壤质量评价

为研究贵州省喀斯特石漠化地区不同生态恢复模式土壤养分及土壤质量情况,以贵州省黔西南州贞丰—北盘江石漠化治理示范区为研究区,采用土壤质量综合指数法对花椒、金银花、核桃和撂荒地4种不同生态恢复模式下土壤质量进行了评价,分析了不同生态恢复模式下土壤理化和微生物指标的分布规律。结果表明:4种生态恢复模式下0—5 cm表层土壤养分富集明显,且20 cm土层内随着深度的加深,各营养指标总体呈下降趋势;与短年限撂荒地相比,花椒、金银花和核桃样地总体土壤物理性状较好,养分含量高,土壤微生物生物量明显改善。土壤质量综合指数花椒（0.671） > 金银花（0.664） > 核桃（0.597） > 撂荒地（0.589）,表明花椒、金银花对土壤质量提升成效较好,在石漠化治理土壤环境的改善中发挥了积极的作用。     

重庆市黔江岩溶地区土地石漠化的特征与防治研究

重庆市黔江岩溶地区石漠化面积704．98km^2，约占重庆市土地总面积的29．39％，严重威胁着当地人民的生存、生产和生活，已成为重庆市乃至整个西南地区可持续发展所面临的一个亟待解决的问题。在综合大量实地考察资料的基础上，着重阐述了该地区石漠化的现状及危害，深入探讨了石漠化的成因。指出了植被、土壤等地质环境因素是石漠化产生的基本条件，人类不合理的活动是石漠化形成和发展的主要影响因素，并提出了相应的防治对策和建议。     

黔中白云岩石漠区小流域土地利用变化及生态效益

为明析灰质白云岩石漠区和砾质白云岩石漠区综合治理工程中植被恢复模式的治理效果,采用科研示范和工程治理相融合、遥感影像和实地调查相结合的方法,在黔中不同白云岩组石漠化小流域分析了相应研究区及不同林草恢复模式的生态效益变化。结果表明:(1)普定研究区属灰质白云岩石漠区,凯里研究区属砾质白云岩石漠区,2016年2个研究区农林地景观基质相似度较高,普定研究区石漠化趋势性较强。(2)2016—2020年,普定研究区和凯里研究区林地面积转入量>转出量、耕地面积转入量<转出量。植被覆盖率增加、土壤侵蚀模数降低和石漠化等级面积率降低,普定研究区综合治理生态效益显著。(3)普定研究区和凯里研究区植被覆盖率增加量、土壤侵蚀模数降低率和石漠化等级面积降低率呈生态修复模式>封山育林模式>草地畜牧业模式的变化趋势,生态修复模式和封山育林模式的生态效益呈普定研究区>凯里研究区的变化趋势。综上,具有相似景观背景的石漠化小流域经综合治理后,呈植被覆盖率增加、土壤侵蚀模数降低和石漠化等级面积率降低的趋势,石漠化治理效果呈生态修复模式>封山育林模式>草地畜牧业模式的变化趋势,灰质白云岩石漠区治理效果比砾质白云岩石漠区显著。     

喀斯特石漠化过程对土壤活性有机碳的影响

以贵州省花江峡谷区典型喀斯特石漠化小流域为研究区域,对潜在、轻度、中度、强度石漠化等级样地代表性土壤活性有机碳进行了测试分析.分析结果表明,随着石漠化程度的增加,土壤微生物生物量碳(sMBc)、轻组有机碳(LFOC)、可矿化碳(MC)、微生物商(qSMBC)呈下降趋势,微生物呼吸商(qCO2)呈上升趋势,与石漠化过程有一致性,能较好体现石漠化过程中土壤退化的本质.开垦序列土壤活性有机碳库的周转速率和土壤微生物碳库的下降速率大于樵采序列,使得开垦序列土壤即使在高的生物归还量下,形成土壤有机碳的比例相对较小.土壤SMBC,LFOC,MC,易氧化有机碳(LOC),qSMBC,qCO2等生物学性质除了与人为干扰方式有关外,还与植被生物量有关,可以体现土壤质量发展的方向,是石漠化过程土壤退化及恢复评价的敏感指标.