西南喀斯特地区土壤侵蚀特征研究现状与展望

受地质背景的强烈制约,西南喀斯特地区土壤侵蚀与其他类型区显著不同,叠加了化学溶蚀、重力侵蚀和流水侵蚀的耦合作用,呈现地面流失和地下漏失的混合侵蚀机制。从土壤地表侵蚀产沙、土壤地下漏失、土壤侵蚀强度与分级标准、土壤侵蚀过程模拟等几个方面简要综述了该区土壤侵蚀特征,并对未来研究方向进行了展望。今后应该加强西南喀斯特地区水土流失途径与土壤流失/漏失定位监测技术研究,进一步发展水土二元流失模拟模型,为该区土地利用变化的水土保持功能定量评估提供科技支撑,服务石漠化综合治理和后续规划制订。     

喀斯特岩溶裂隙对地下径流和氮素垂直渗漏的影响

为了探究水土漏失过程对岩溶裂隙发育形态的响应,采用野外模拟降雨试验,研究了裂隙出露型岩土(XL)、裂隙埋藏型岩土(XM)两种结构形态岩溶裂隙对地下径流及氮素垂直渗漏的影响,并以全土微区(QT)为对照。结果表明:裂隙出露型岩土(XL)、裂隙埋藏型岩土(XM)和全土(QT)3个处理中地下径流对降雨的响应时间表现为XLXMQT,其初始地下径流产流时间分别是29,77,139min,XL和XM初始地下径流产流时间分别比QT减少了79.14%,44.60%;降雨产流阈值分别为20.64,55.06,94.90mm,以QT的降雨产流阈值为基准,XL和XM的降雨产流阈值分别减少了78.25%,41.98%;地下径流达到稳定的时间分别为59,107,169min,稳定径流速率分别为42.09,42.36,38.24mm/h。不同结构形态岩溶裂隙下XL全氮、硝态氮渗漏浓度最高,浓度均值分别为11.64,10.45mg/L,除XM外,XL、QT在降雨结束前地下径流中的全氮、硝态氮浓度基本达到稳定;不同结构形态岩溶裂隙下全氮渗漏量表现为XLXMQT,硝态氮渗漏量表现为XMXLQT,地下径流中氮素输出的主要形式为硝态氮,其比例约占全氮渗漏量的82.32%~90.12%,而铵态氮渗漏量占全氮渗漏量的比例不足2%。裂隙的存在,尤其是出露地表裂隙的存在,增加了微区底部单位面积土壤地下径流速率,同时还增加了微区底部单位面积土壤氮素渗漏量,喀斯特地区普遍存在的裂隙结构促进了水分入渗,加剧了地下径流中氮素的渗漏。本研究相关结果可为喀斯特地区水土漏失机制的探索以及物质迁移模型的构建提供科学依据。     

生物多样性对牧草生产力、营养成分和氮循环的影响

为了探索喀斯特地区人工牧草生物多样性对牧草生产力、营养成分和氮循环的影响,并通过多样性效应(选择效应和生态位互补效应)揭示其内在机制。试验选择常见的6种牧草品种,采用随机牧草品种组合和区组试验设计,构建了不同多样性梯度的试验群落。测定指标包括:牧草生产力、营养价值、土壤氮和多样性效应。结果表明:牧草生物多样性提高了牧草生产力,对营养价值也有显著影响。生物多样性增强了土壤-植被氮循环,体现为牧草蛋白质产量、土壤总氮和有效氮增多。选择效应和生态位互补效应共同作用于多样性-生态系统功能关系,而选择效应是主体。选择效应有利于某些高产牧草如宽叶雀稗生长,对牧草生产力、营养价值及氮循环有较大影响。     

非统计学方法在景观格局变化研究中的应用

景观格局变化的驱动力和生态环境响应研究中,通常存在着数据具有不确定性,时间序列样本量不足和"噪声"干扰等问题.系统阐述了灰色分析、最大似然法、Panel Data模型的原理和应用背景,并选择洞庭湖流域的年入湖径流量变化,湘水流域景观格局变化的水文响应,以及洞庭湖流域景观格局变化的驱动力等作为实证分析对象.结果表明,灰色分析、最大似然法和Panel Data模型不但可以有效解决上述问题,而且通过与经典统计学方法相结合,还能使研究效率进一步提高,研究结论更加科学、直观.     

洞庭湖流域综合管理现状与战略研究

流域综合管理是以维护健康的流域复合生态系统为目标,以水资源管理为核心,统筹社会、经济、环境和生产、生活、生态用水等各方面的关系,通过水土资源的规划、开发利用和保护,建立和完善防洪抗旱减灾体系、资源管理体系和生态环境保护体系,促进入水和谐,维持流域社会、经济和环境的可持续发展与公共福利的最大化。洞庭湖流域管理涉及多个政府部门,目前水资源主管部门与各涉水管理部门之间职责不清,各自为政,条块分割,协调机制缺乏,造成了事实上的“多龙管理”又“群龙无首”的局面;缺乏综合的流域综合管理性质的法律法规,且开发政策法规较多,生态补偿法规缺乏,法规协调性不够,法律的制定缺乏公平的利益协调机制。从传统的管理模式向流域综合管理转变,必须统筹实施综合措施,制定流域总体规划,建立一体化的流域决策机构、综合管理执行机构与各利益方对话机制;形成长效投入机制与利益补偿机制。     

桂西北岩溶山区峰丛洼地土壤水分动态变化初探

土壤水分是岩溶山区植被恢复和生态环境建设的关键性限制因素。在桂西北岩溶山区峰从洼地，分析了不同利用方式坡面、洼地土壤水分的动态变化规律，结果表明：坡面土壤水分（0～20cm）为中等变异，不同利用方式间具有一定的差异，自然灌丛、撂荒地土壤含水量较高，但板栗、木豆林地土壤含水量较低，且易受外界条件的干扰，其栽种早期应注意采取一定的蓄水保墒措施；与坡地相比，洼地受外界条件的干扰相对较小，土壤剖面含水量为增长型，其变化主要发生在表层，为中等变异；土壤水分沿坡面的分布规律较为复杂，在植被类型相对一致的条件下，坡位的影响相对较小。     

覆盖与间作对亚热带丘陵茶园生态的综合调控效果

【目的】研究覆盖稻草与间作白三叶草对亚热带丘陵幼龄茶园的生态综合调控效果及对茶叶品质和产量的影响。【方法】以常规管理茶园（清耕茶园）为对照,连续4 a进行大田对比试验,并采用DPS分析软件对数据进行显著性分析。【结果】两种生物措施均降低了土壤容重,增加了土壤有机质含量,影响了土壤养分的供应状况,提高了茶树土壤关键层次（0～20 cm）和关键时期（4～6月）的水分含量,获得了不同观察时刻、不同深度土壤温度的多种调控效果,延缓和缩短了高温和干旱时间,抑制了杂草的生长,增加了天敌的种类和种群数量,减少了虫害发生率,促进了蚯蚓的生长,使茶树-立地环境-伴生生物群落处于良好的自我动态调节状态。【结论】两种生物措施综合调控了茶园生态环境,改善了茶叶品质,显著增加了茶叶产量,间作白三叶草的效果更好。     

基于探地雷达的典型喀斯特坡地土层厚度估测

土层厚度是坡地水文过程的一个重要控制因素。本研究使用MALA公司的探地雷达,分别采用100和500MHZ频率的天线对土层厚度进行探测,然后通过开挖探槽实测土层厚度,同时调查了影响探地雷达结果的因素—土石交界面的基岩风化度,并建立了不同输入下的线性回归模型和GEP模型,对探地雷达在喀斯特坡地土层厚度估测的适用性进行了探讨。结果表明,喀斯特坡面土层浅薄且含有较多碎石,使用频率较高的天线可以提高探测精度;同时将不同频率天线探测的结果以及基岩风化度作为输入,均能提高对土层厚度的模拟精度;相同输入条件下,总体来看,基于GEP算法建立的土层厚度模型模拟精度较经典统计的线性回归和多元回归模型高,R2最大能提高7.6%     

人为干扰对桂西北喀斯特山地植被多样性及土壤养分分布的影响

为促进桂西北喀斯特山地草地生态系统的恢复与重建,在连续3年全面调查的基础上,采用Pearson相关系数法和主成分法研究了人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性和土壤养分的影响。结果表明:人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性具有明显的影响,其中人为干扰显著降低了植被盖度、地上生物量、丰富度指数和多样性指数(p0.05),对喀斯特山地草地植被均匀度指数和优势度指数没有显著影响(p0.05),说明人为干扰并没有改变物种在生境中的均匀分布和物种发生根本性变化。人为干扰显著增加了土壤容重和pH值(p0.05),降低了土壤含水量和土壤电导率,但4种营养元素(碳、氮、磷、钾)的变化幅度不尽一致,具体表现为人为干扰降低了土壤碳、氮和钾含量,但对土壤磷素并没有显著的影响(p0.05),从降低幅度来看,土壤有效养分降低幅度高于土壤全量养分,由此表明土壤有效养分较土壤全量养分更为敏感。Pearson相关性分析表明,对于人为干扰区和对照区,影响其植被多样性的土壤环境因子不尽一致,其中土壤养分和有效养分在一定程度上起着主导性的影响作用,通过人为干扰区和对照区的相关性系数可知,人为干扰区域和对照区域土壤养分之间均呈极显著正相关,说明土壤系统内部因子处于动态变化和平衡中,在人为干扰下,它们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性,并没有改变土壤养分因子之间的互作效应,并且土壤全量养分均与其对应的有效养分呈极显著正相关(p0.01),说明其有效养分主要依靠于土壤全量养分。冗余分析的结果显示,对于人为干扰区和对照区,植被与土壤的排序基本没有变化,而人为干扰对土壤养分含量产生了一定的影响,造成二者的RDA排序图不相一致,排序轴可反映喀斯特地区土壤因子的梯度变化特征,表明利用土壤养分作为表征喀斯特山地草地土壤—植被关系的敏感性土壤指示因子是可行的。     

典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分空间变异性研究

采用线形取样,利用地统计学方法研究了典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分的空间变异特征.结果表明:有机碳、全氮、碱解氮和速效钾具有相似的空间变异结构,其变程变化在212～251 m之间,与坡面不同土地利用方式的空间范围相当.全磷和全钾的变异尺度较小,为141.2 m和120.6m.受部分耕地施用磷肥影响,速效磷的变异尺度最小,仅为85.1 m.除pH值外,土壤各养分均表现为强烈的空间相关性.有机碳、全氮、碱解氮等养分的空间分布表现出随着海拔高度增加而增大的特征,人类的耕作管理和峰丛洼地特殊的水文地质过程是影响土壤养分空间变异的主要因素.