红壤坡地油茶林及自然恢复植被下土壤水势动态变化特征研究

利用野外定位观测数据，研究了红壤坡地油茶林及其自然恢复植被下土壤水势的时空动态变化规律。结果表明，土壤水势及其变异系数随深度的增加而增大，旱季土壤水势低于雨季；再分布过程中土壤水势动态变化主要受降雨量影响，油茶林30～110cm土壤水势变化幅度、变化速度大于同深度恢复区；随着裸地自然恢复成草丛，恢复区土壤水势变化强度较大的层次从0～10，0～20，0～30cm逐渐加深；降雨人渗及再分布过程中零通量面从表层至深层经历了发散与聚合型相互转换的循环过程，表明了不同层次土壤水分的上下交替运移规律；油茶林具有比恢复区复杂的零通量面类型及发生与迁移转变规律。     

桂西北喀斯特峰丛洼地降水氢氧稳定同位素的季节变化特征

喀斯特地区特殊的二元水文地质结构增加了水文过程研究的难度。大气降水是流域水循环的重要输入因子,研究降水氢氧稳定同位素的季节变化规律及其影响因素,有利于探讨该地区水汽来源、径流划分、水分滞留时间等水文过程。该文以桂西北环江地区典型喀斯特峰丛洼地为例,基于2009年4月-2011年8月的降雨、温度资料以及月降水氢氧稳定同位素组成数据,分析了降水分布及其氢氧稳定同位素组成的季节变化规律,并探讨了各种环境因素的影响。结果表明,当地大气水线与全球大气水线存在一定的偏离,表明研究区降水云气形成过程中汽、液两相同位素分馏不平衡的程度偏大。过量氘年平均值为14.21‰,旱雨季不同,反映了水汽来源的差异。降水氢氧稳定同位素季节变化呈现正弦波动的特性,波动周期和振幅受纬度及季节因素的影响明显大于降水量及温度,表明大尺度环境因素的影响占主导地位。该研究为基于氢氧稳定同位素技术的喀斯特地区流域尺度水文过程研究奠定了基础,对深入分析该地区植被恢复与重建的生态水文效应提供参考。     

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

榆林市既是我国能源富集区,又是生态环境脆弱区,水资源短缺成为其社会经济发展和生态建设的主要瓶颈。本研究运用模糊数学与AHP方法建立了评价指标体系,并对2000-2005年榆林市水资源胁迫度进行测算,得出榆林市各年份水资源胁迫度已接近或超过重度水平,并呈逐年增加趋势。通过分析三次产业结构演变及其用水态势,探讨了水资源与社会经济发展之间的相互作用机理,认为社会经济发展与生态建设受水资源的强胁迫,水资源短缺迫使产业向耐旱、低耗水、高效益等产业类型转换,工业反哺解决了农业节水和远距离调水的资金瓶颈,用水总量增加衍生了生态环境问题,进而又引发生态用水增加。最后,提出了压粮(种植业)扩饲(牧草业),推进舍饲养殖,促使农牧业协作发展;以小杂粮为主导,发展现代节水高效特色农业;发展循环经济,依靠技术和制度创新,走新型工业化道路等产业结构优化路径。     

西部行动计划喀斯特项目顺利通过验收并获后续支持

6月15-16日,中国科学院西部行动计划领导小组办公室组织专家,在中国科学院环江喀斯特生态站对中国科学院亚热带农业生态所主持的院西部行动计划二期项目西南喀斯特生态系统退化机制与适应性修复研究进行了验收,并     

喀斯特与非喀斯特地区参考作物蒸散量时空变化分析——以广西壮族自治区为例

参考作物蒸散量(ET_0)是确定植被生态系统需水量的关键因子,其时空分布特征及主要影响因素分析对于制定植被恢复策略与区域水资源配置方案具有重要意义。本文基于FAO-56 Penman-Monteith公式和广西地区25个气象站点1960—2010年的逐日资料,计算了各站点的ET_0,在此基础上采用GIS的克里金插值、Spearman秩次相关法和通径分析方法分析了广西喀斯特与非喀斯特地区ET_0的时空变化特征及其影响因子。结果表明,51年来广西各站点多年平均ET_0为1 138 mm×a~(-1);空间分布呈由南向北、由低纬度向高纬度递减的特征,高值区主要分布在非喀斯特地区,低值区主要分布在喀斯特地区。喀斯特与非喀斯特地区年ET_0累积距平曲线均呈"N"型分布;20世纪70年代最高,90年代最低,21世纪以来年ET_0有所回升,但仍低于51年平均值。此外,喀斯特地区ET_0年际变化小于非喀斯特地区。日照时数、风速和平均温度是影响非喀斯特地区年ET_0变化的主要气象因子,而相对湿度则通过与其他气象因子的相互作用间接对喀斯特地区年ET_0的变化产生较大影响。在季节尺度上,日照时数和平均气温在各季节都是ET_0最主要的影响因子,与ET_0呈正相关关系;风速在喀斯特地区冬、春两季对ET_0的间接作用系数为负,在非喀斯特地区并未发现这一现象。了解不同地区ET_0的变化趋势是植被生态需水定额计算的必要措施。     

喀斯特地区县域土壤侵蚀估算及其对土地利用变化的响应

喀斯特地区土层浅薄,不合理的土地利用导致严重的水土流失,加剧石漠化程度.为定量分析生态工程实施前后土壤侵蚀状况及其对土地利用变化的响应,基于GIS技术和RMMF模型,对环江县1991、2000和2010年土壤侵蚀进行模拟,并采用邻近水文站和径流小区泥沙监测数据进行验证.结果表明:1991、2000和2010年研究区土壤侵蚀模数分别为76.36、76.46和49.60t/(km2·a),与相关监测数据比较一致;土壤侵蚀总量分别为34.76万、34.80万和22.58万t,主要来源于非喀斯特区(均约占全县侵蚀总量的94％).研究区微度侵蚀面积占90％以上,轻度及以上等级所占比例较小.对比不同土地利用类型的土壤侵蚀模数,旱地远大于其他类型,其次是中覆盖度草地和其他林地.相同降雨条件下,由于旱地面积减少,2010年土壤侵蚀量较1991年减少4.21万t;2010年喀斯特区、非喀斯特区土壤侵蚀量较2000年分别减少了4.21％和8.76％.这预示生态工程实施后,环江县耕地减少、林地增加,土壤侵蚀减少.本研究为评估喀斯特地区土壤侵蚀现状以及退耕还林的水土保持效应提供参考依据.     

喀斯特地区土地利用变化的生态服务功能价值响应

频繁发生的旱灾已成为限制我国西北半干旱区农业发展和生态环境建设的主要气象因子.以甘肃省榆中县为例,基于农户问卷调查,结合GIS技术,从社会、经济和生态三个角度选择水分敏感因子,构建社会-生态系统,然后根据修正的脆弱度概念性模型计算出干旱环境下农户尺度上社会一生态系统恢复力,并对造成恢复力差异的原因进行了分析.结果表明,榆中县农户社会生态系统对干旱的恢复力依赖于外部胁迫压力(干旱)和内部因素(社会,经济,生态)之间的相互作用.户人口数量、土壤湿度和土壤养分是3个区域农户社会-生态系统共同的水分敏感因子;而其它指标则属于局部区域农户社-生态系统的水分敏感因子.     

喀斯特典型洼地土壤水分的垂直变异研究

利用2005年5月在桂西北喀斯特洼地10 m×10 m地块范围内的网格(2 m× 2 m)采样数据,用地统计学方法分析了两种土地利用类型(耕地和牧草地)0-80 cm土壤水分的垂直变异结构及其分布格局,结果表明,耕地和牧草地土壤水分呈现弱变异特征,两者的垂直变异趋势大致随土层加深先减小后增大,其中牧草地土壤水分的变异程度相对较大;耕地和牧草地土壤水分在垂直层面均具有良好的半方差结构和较强的空间相关性,均可用球状模型拟合,变程分别是66.0 cm和49.1 cm.垂直变异还具有明显的各向异性,均用指数模型拟合;土壤水分的空间相关性及变程与土壤容重具有一定关系.研究显示,洼地退耕还草后土壤总体上朝着有利于水分保蓄和植被恢复的方向转变.     

喀斯特环境移民区适应性景观生态设计

根据广西喀斯特环境移民迁出区生态重建与经济发展的需求,以设计适应西南喀斯特峰丛洼地特点的土地生态结构与景观优化方案为目标,通过案例研究,在评价典型样区的生态适宜性与土壤肥力条件的基础上,结合IKNOS高分辨率卫星图像、历‘史航空影像,综合集成景观格局研究、农户参与设计与结构优化分析3种设计途径,提出了适应性景观生态设计的初步框架.案例分析表明,该方法具有适应性、参与性和灵活性的特点,符合适应性生态系统管理的需求,为实现小尺度景观安全格局设计提供了依据.     

黄土区人工林草植被深层土壤干燥化研究进展

黄土高原地区深层土壤干燥化(土壤干层)是人工林草植被过度耗水导致土壤水分负平衡的结果。概述土壤干层的研究进展,包括土壤干层的特征、类型、量化指标、成因、分布、危害及其缓减对策,指出当前研究中存在的问题,对今后研究提出建议。