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。     

土壤大孔隙形态对喀斯特区水土漏失过程的影响

在岩溶作用下,喀斯特土壤—表层岩溶带耦合发育,上覆土壤中大孔隙与下伏表层岩溶带中裂隙、管道存在密切的水力联系,然而土壤大孔隙影响土壤—表层岩溶带系统中水土漏失的过程机理尚不清楚。通过人工模拟降雨试验,采用试验微区模拟不同土壤大孔隙形态（出露型、浅埋型、深埋型）,并以全土微区为对照,探讨了土壤大孔隙对喀斯特地区水土漏失过程的影响。结果表明：与全土微区相比,土壤大孔隙的存在明显加速了水分的垂直渗漏,其对水分渗漏量的影响表现在峰值不同（出露型 > 浅埋型 > 深埋型 > 全土）。土壤大孔隙也给土壤漏失带来风险性,不同形态土壤大孔隙间土壤漏失存在显著差异,表现为出露型 > 浅埋型 > 深埋型 > 全土。本研究中土壤漏失量总体较少（<10 g）,土壤强烈漏失现象只在极端状况下发生（雨强为120 mm/h的出露型土壤大孔隙微区）。漏失泥沙主要以粒径<2 mm的小颗粒为主, > 5 mm的大颗粒仅出现在出露型土壤大孔隙微区。土壤漏失因子（土壤漏失量、漏失土壤细颗粒含量）与水分渗漏因子（水分垂直渗漏出流时间、水分渗漏量）存在显著相关关系,说明土壤漏失主要受到水文过程的驱动。土壤大孔隙形态和降雨强度控制了水分渗漏过程,进而影响到土壤漏失过程。研究结果可为该区石漠化治理和地下水污染防控提供科技支撑。     

“西部之光”项目检查组到中国科学院广西环江站检查评估项目

7月27日,以中国科学院成都分院彭宇行院长任组长、成都生物研究所吴宁所长和成都山地灾害与环境研究所程根伟副所长任副组长的“西部之光”项目检查组一行6人,到中科院广西环江喀斯特生态系统观测研究站进行项目检查和评估。     

喀斯特生态系统服务价值时空分异及其与环境因子的关系

揭示西南喀斯特生态系统服务价值时空变化特征及其与环境因子的关系是喀斯特地区生态恢复与重建中亟待解决的问题。本研究基于多时相遥感影像、气象观测数据和统计资料,对桂西北典型喀斯特地区1985～2005年的生态系统服务价值进行定量评估与分析,并利用典范对应分析方法对其与环境因子的关系进行探讨。结果表明:1985年-2000年-2005年期间生态系统服务价值呈先降后升的"V"字形变化趋势,3个年份分别是1096.52亿元、1033.84亿元和1062.57亿元;营养物循环、调节气体、有机质生产和土壤形成价值较高,其总贡献率分别为72.69%、70.18%和72.10%;而涵养水源、土壤保持和娱乐文化相对较低,都远低于100亿元。林地和灌木是生态系统服务价值的主要贡献景观类型,两者的总贡献率在3个年份分别是71.22%、73.66%和67.03%;居民用地和石漠化地的生态系统服务价值非常低,3个年份贡献率分别仅有0.62%、0.52%和0.76%。CCA排序图显示生态系统服务价值与环境因子存在紧密关系,坡度、海拔等环境因子对生态系统服务价值的影响较大,且其影响存在显著的空间分异特征。研究区域生态系统服务价值呈由西向东减少的空间分异特征;1985～2005年期间,典型喀斯特地区生态系统服务价值显著增加,而非喀斯特地区生态系统服务价值明显减少。表明生态环境移民和退耕还林等石漠化控制措施实施效果显著,有利于生态系统服务的发挥。     

广西环江县党政代表团与中国科学院亚热带农业生态所商讨“十二·五”科技合作

2011年新年伊始,广西环江毛南族自治县纪委书记覃永和政法委书记谭勉率该县党政代表团一行13人赴湘慰问中科院亚热带农业生态研究所并商讨十二.五科技合作。1月2日至3日,代表团一行冒着大雪专程赶来长沙,慰问中科院亚热带农业生态研究所全体科研人员,并与该所领     

黄土区深层土壤干燥化程度的评价标准

黄土高原地区深层土壤干燥化是人工林草植被过度耗水导致土壤水分负平衡的结果。如何定量评价深层土壤的干燥化程度,有助于确定适宜的植被类型和密度,保证人工植被建设的顺利进行。将土壤水分的几个主要指标与水分特征曲线相结合,从能量的角度初步建立了黄土高原地区深层土壤干燥化程度的评价标准,并利用该标准评价了黄土高原沟壑区刺槐林地深层土壤水分的干燥化程度。     

基于RS与GIS的喀斯特地区土地利用与保护格局探讨——以广西壮族自治区环江县为例

地处西南喀斯特地区的广西环江县是典型的环境移民大县,再加上自身人口增长等原因,土地利用发生巨大变化。其中,在不宜耕作的坡度和海拔高度下盲目开荒,极易导致植被覆被降低、水土流失、石漠化等生态环境问题,埋下环境隐患。本文利用1988、1999年两期遥感数据,辅以1∶250000DEM,结合野外调查,探讨了环江县如何因地制宜地利用土地资源,划出3种土地利用类型区:“集约利用区”、“适度利用区”、“保护区”。     

西南喀斯特区域农业生态系统评价研究——以广西河池地区为例

本研究以农业生态环境、农业经济和社会3个子系统作为准则层,选取森林覆盖率、水土流失率等12个指标因子建立评价指标体系,对1995年和2003年广西河池地区的农业生态系统进行对比评价。结果表明:由于农业生态规划和管理的加强,河池地区农业生态系统由1995年的中等状态转变为2003年的良性状态,基本符合当地农业发展状况;但农业生产潜力尚未充分发掘,导致经济和社会子系统评价指数仍较低,从而影响到区域农业整体水平的提高;应在加强生态环境保护的基础上,发展并扩大农村种养产业链等促进河池地区农业经济的快速增长。     

桂西北喀斯特地区脆弱生态环境空间差异性分析

我国西南喀斯特地区是世界著名的脆弱生态区,受地质地貌、气候、水文等生态因子和人类不合理开发利用等人为因素的影响,生态系统稳定性差,各种生态问题突出,区域差异尤为明显,制约着区域的协调持续发展。本文以桂西北河池地区为研究对象,从分析研究区的脆弱生态特征和主要生态因子入手,运用统计软件SPSS11．5对相关因子进行关联度分析来确定指标和权重,以算得的生态环境脆弱度为基础,把河池地区划分为轻度脆弱类型、中度脆弱类型区、强度脆弱类型和极强度脆弱类型四种生态类型,针对各生态脆弱类型的特征进行空间差异性分析,并提出相应的开发治理措施。     

典型喀斯特高基岩出露坡地表层土壤有机碳空间异质性及其储量估算方法

本研究基于详尽、系统的土壤采样调查,研究了喀斯特高基岩出露坡地典型样地(100 m×100 m)内表层土壤(0~15 cm)有机碳(SOC)含量的空间异质性特征,并以土壤斑块加和法为基准,探讨了传统空间插值方法和基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法在喀斯特高基岩出露地区土壤表层有机碳储量估算中的适用性。结果表明,研究区SOC和容重均值分别为75.5 g·kg-1和0.8 g·cm-3,变异系数分别为30.6%与47.3%,皆呈现中等变异;SOC半变异函数的最优拟和模型为指数模型,块金值和基台值分别为260.8与521.7,变程为52.5 m,其半变异函数分别在滞后距0~15.2 m与34.7~54.2 m范围内呈现明显的各向异性,说明在该尺度范围内微地貌与地形显著影响SOC的空间分布;利用土壤斑块加和法估算的样地表层SOC储量和碳密度分别为983.8 kg和0.1 kg·m-2,利用传统空间插值方法估算的表层SOC储量和碳密度分别为86 264.0 kg和8.6 kg·m-2,利用基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法估算的表层SOC储量和碳密度分别为2 712.8 kg和0.3 kg·m-2。其中传统空间插值方法大大高估了喀斯特地区表层SOC储量和碳密度值,用该方法估算的SOC储量为该区SOC实际储量的87.7倍,其误估率为8 668.4%。说明传统地统计学方法不适合估算喀斯特高基岩出露坡地表层SOC储量及碳密度。而基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法大大降低了估算喀斯特高基岩出露坡地表层SOC储量和碳密度的误差,为该区SOC实际储量及碳密度的2.7倍。说明校正后的地统计方法在估算该区高基岩出露坡地表层SOC储量时具有一定的适用性。以上研究表明,地统计方法是表示该区SOC空间分布的有效手段,但由于传统地统计方法难以精确拟合高基岩出露坡地土壤斑块的空间分布、微地貌特征、岩石出露率以及土层深度等信息,在估算同类坡地SOC储量和碳密度时必须修正估算公式以接近实际值。