东北低山丘陵区小流域生态经济系统优化模式研究——以黑牛河流域为例

东北低山丘陵区是东北商品粮基地的重要组成部分,对于国家的粮食安全及可持续发展具有重要的作用和意义.在分析当地生态经济现状及特征的基础上,运用系统工程和运筹学原理和方法,建立了该区小流域生态经济系统的主体--土地利用结构优化模式,同时开展了环境整治措施优化配置及系统优化调控,形成了"山上青松戴帽.山间果树缠腰,山下坝塘固脚,塘内蓄水养鱼,坝外开田种稻"的生态模式;同时,开展畜牧业生产和农业初级产品深加工,并利用剩余劳动力发展第二、三产业,形成了以农业为主,兼顾畜牧业、农产品深加工和第二、三产业的经济模式,二者结合构成了该区流域系统的生态经济结构模式,为同类地区生态环境治理提供了依据和实体模型.     

土壤干湿交替对青檀幼苗生理及生长的影响

采用盆栽试验人工模拟喀斯特地区常见的干湿交替环境,研究青檀幼苗生理和生长指标的变化以及旱后复水的恢复能力.结果表明,干湿交替环境下幼苗各项生理指标的变化因干湿交替处理次数而异.经过1次干湿交替处理的幼苗叶片水分饱和亏缺,根和茎木质部水势,叶片光合速率、蒸腾速率,叶片质膜透性等指标变化剧烈,2次处理变化相对缓和,而3次处理变化幅度又加大,这反映了幼苗从反应、适应到不适应的过程.干旱复水后,各项指标的恢复度与干湿交替处理次数呈负相关.恢复过程中补偿效应普遍存在,尤其以生长上的补偿效应最明显,这是幼苗对反复干旱-复水环境的一种适应策略.干湿交替处理对生长初期青檀幼苗生理指标的影响大于速生期,对生长指标的影响则相反.因此,速生期幼苗遭遇反复的干旱-复水处理会严重制约其生长潜力的发挥.     

构树枝构件种群生态特征研究

在贵州省贞丰县试验区和贵州大学校园进行了构树(Broussonetia papyrifera)枝构件的静态和动态观测,结果表明,构树的枝夹角变化在30～70°,表现为一级枝>二级枝>三级枝;构树枝构件种群形态具高度可塑性,其结构影响着树冠的整体构型,枝长和枝夹角随枝位的升高而减小;一二级枝的分枝率大于二三级枝的分枝率;平均枝条数量,枝长和枝夹角随着年龄的减小而减小;枝从3月中旬随芽的萌发开始生长到8月生长稳定,年生长动态呈"慢-快-慢"的"S"型曲线变化.     

贵州梵净山生物圈保护区原生兰科植物生态特征初步研究

笔者应用个体生态学和种群生态学等生物多样性研究的原理与方法,对贵州梵净山原生兰科植物种类、生态特征、生态分布进行了综合调查与研究.结果表明,该区原生兰科植物种类组成丰富多样,有兰科植物38属72种(含种下分类群),其兰科植物生活类型多样,既有地生、附生和腐生类型,也有半地生和半附生类型;其兰科植物的分布与植被类型、土壤、海拔高度、湿度、温度等环境条件密切相关,不同的森林类型中兰科植物的种类不同,其种类随海拔升高而减少,低山林带、中山林带和高山林带分布着不同的兰科植物.     

茂兰喀斯特植被恢复过程群落数量特征及健康度研究

为揭示茂兰喀斯特植被恢复过程群落数量特征及健康度特点,以茂兰国家级自然保护区退化喀斯特植被自然恢复演替过程6个阶段群落为研究对象,选择10个数量指标,从群落组织力、能量和稳定性三方面对各恢复阶段群落数量特征及健康度进行综合分析,结果表明:(1)草本层中I阶段草本高度和密度最大;灌木数量在V阶段最多,在900 m~2内达5174株;(2)群落各层次生物量差异显著,演替过程中,木本植物及总体群落的生物量均呈增长趋势,全光照利用率以各阶段建群层最佳;(3)乔木层多样性指数H'、生态优势度λ、稳定性系数变化均呈递减趋势,且都在IV-V阶段下降最快,而后平缓;草本层、灌木层则变化各异;(4)随着植被正向演替,群落乔木层健康度指数为上升型,灌木层为单峰型,草本层为下降型;(5)草本层贡献率为下降型,灌木层为单峰型,乔木层为上升型。     

喀斯特地区不同覆盖下小生境土壤保墒能力

 通过室内与野外实验相结合研究了贵州花江喀斯特峡谷示范区不同覆盖处理下不同小生境土壤的保墒能力,试图了解喀斯特地区的土壤水分变化规律并提出相应保墒技术。结果表明:土面、石槽、石沟3种小生境通过枯枝落叶、石面、薄膜覆盖后,其土壤水分变化趋势基本一致,其中以石沟的含水量最高,土面最低;不同土层的土壤含水量都有所增加,但增加幅度不完全一致;一年中土壤水分胁迫出现次数减少,频率降低。在持续干旱期间,水分蒸发量较大,覆盖后土壤保墒效果较好,平均每天水分损耗量较少,其中以薄膜覆盖效果显著,保墒能力最强,枯枝落叶和石面覆盖次之;但实地人工造林试验证明,石面及枯枝落叶覆盖下存活率很高,而薄膜覆盖较差。因此,薄膜覆盖在喀斯特峡谷区人工造林中的运用值得进一步研究。     

赤水河上游主要森林类型水源涵养功能评价

以赤水河上游10种主要森林类型为对象,定量评价其土壤层、枯落物层和林冠层的水源涵养能力。结果表明,枯落物储量为3.24~16.13t/hm2,有效拦蓄深为0.66~2.38mm,最大失水深为0.14~0.88mm,分解越彻底则蓄水能力越强。土壤层有效持水深为14.35~54.41mm,表现为阔叶林、针阔混交林优于针叶林,并随土层深度增加而降低。土壤层与枯落物层的持水速率均大于失水速率,在1~2h下降快,后期下降慢,与时间呈幂函数关系。阔叶林林冠截留率高于针叶林,可用林外降雨量和林内穿透雨量预测林冠截留量。水源涵养能力主要受枯落物储量、有效拦蓄深、最大失水深和土壤容重、饱和持水量影响,据此将10种森林类型划分为低持水(柏木林、撑绿竹林和火棘+荚蒾林)、中低持水(杉木林、马尾松+杉木林)、中持水(马尾松+柏木林、马尾松-白栎林)和高持水(丝栗栲林、白栎林和马尾松林)4种类型。综合分析表明恢复森林水源涵养功能的核心是调整林冠组成和结构。     

贵州花江退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物群落AWCD的变化

采用BIOLOG-ECO测试法研究了退化喀斯特植被恢复过程中根际和非根际、不同层次及不同生境土壤微生物群落的每孔颜色平均变化率(AWCD)的变化。结果表明,土壤微生物群落AWCD根际和根外变化明显,4个恢复阶段AWCD表现出R>S的特点;在土壤剖面上,AWCD具有垂直的变化规律,4个恢复阶段A层土壤微生物群落AWCD表现出A>B层的特点。植被恢复过程中不同生境、不同层次、根际及非根际的土壤微生物群落AWCD均随培养时间的延长而增大,土壤微生物利用单一碳源底物的能力表现出"弱—强—弱"的变化趋势,在培养时间48～144 h时利用能力最强,且总体表现为石沟生境利用能力最强;同时,植被恢复过程中AWCD变化均表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段。     

黔中喀斯特区不同光合功能群树种凋落叶分解特性研究

通过2013年在黔中喀斯特区采用网袋法进行植物凋落叶的分解实验,比较不同光合功能群树种凋落叶的残留率、分解速率、有机碳释放速率的差异。结果表明,研究区广光耐荫功能群树种（ I）、窄光耐荫功能群树种（ II）、广光喜光功能群树种（ III）、窄光喜光功能群树种（ IV）4种功能群树种凋落物在1年的分解过程中,残留率变化趋势分第1-4月、第5-9月、第10-12月3阶段,呈快-慢-快的规律;各光合功能群树种凋落叶分解速率为III＞IV＞I＞II。有机碳释放速率为IV＞II＞III＞I。凋落叶分解过程残留率与其有机碳释放速率均呈极显著负相关关系。喜光树种比耐荫树种凋落叶更易分解。     

不同岩性土壤对构树种子发芽及苗木生长的影响

对6不同岩性土壤上构树种子发和1年生苗生长发育规律进行观测分析。结果表明,构树种子发芽率及苗木高、径生长在不同岩性土壤上表现出明显的差异。灰质白云岩土壤种子发芽率最高(88.8%);其后依次为石英砂岩、变余岩、第四纪红色粘土,玄武岩;在长石砂岩土壤上种子发芽率最低(47.1%)。构树苗木高、径生长在灰质白云岩土壤上最好,年净生长量超过109 cm和1.26 cm,在长石砂岩土壤上生长最差。在不同岩性土壤上构树苗高、地径生长呈慢-快-慢的"S"形节律变化。灰质白云岩发育土壤最适宜于培育构树苗木。