白枪杆生长特性及光合特性对不同土壤水分的响应

中国西南喀斯特地区石漠化现象日益严重。白枪杆Fraxinus malacophylla作为该地区的乡土物种,被广泛应用于当地的植被恢复工程中,研究白枪杆对不同土壤水分的响应规律,明确白枪杆对西南喀斯特区土壤水分时空分布不均的适应方式,有助于推动西南石漠化地区植被恢复进程。以1年生白枪杆实生苗为材料,通过盆栽控制试验,测定土壤含水量为40%,34%,28%,22%和16%条件下白枪杆生物量、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳摩尔分数、蒸腾速率等参数,探究白枪杆对不同土壤水分的响应情况。结果表明:①白枪杆在5种土壤水分条件下均能存活,其生长的最适土壤含水量为28%,总生物量为17.16 g。土壤含水量过多或不足都会显著降低白枪杆的净光合速率和生物量积累。②土壤含水量不足28%时,白枪杆将生物量优先分配到根系生长以适应干旱环境,当土壤含水量低至16%时,根生物量比例超过50%。在一定的土壤水分范围内,白枪杆通过关闭一部分气孔保证植物光合作用的正常进行,表现出较强的抗旱能力,但土壤含水量低至16%时,白枪杆受到干旱胁迫影响,总生物量、净光合速率和水分利用效率均显著降低。③土壤含水量高于28%时,白枪杆根系生长受阻,进而导致地上生物量显著降低,净光合速率显著下降。白枪杆的耐涝能力稍逊于其抗旱能力,多雨季节应当注意排水防涝。④除土壤含水量16%处理以外,白枪杆在不同土壤水分条件下的水分利用效率均能保持在2.40 mmol·mol-1以上,能极大适应西南喀斯特地区土壤水分时空分布不均的现状。     

中国黄土滑坡灾害概述

中国的黄土面积约占国土总面积的6.63%,是世界上黄土分布最广的国家。由于自然条件的限制,滑坡灾害频繁发生,已成为黄土地区社会经济发展的主要障碍。本文通过不同分类指标,把黄土地区滑坡概化为9种类型,并重点分析黄土地区滑坡灾害的时空分布特点以及黄土地区滑坡的影响因子即滑坡机理。指出黄土地区的滑坡在空间分布上与地质构造、地形地貌、地震发育情况、降水密切相关;从地形地貌、地层岩性、新构造运动和地震活动情况、水的影响以及人类活动不同方面对黄土地区滑坡的发生机理进行了分析,发现黄土地区存在易发生滑坡的先天自然条件,而人类活动又加速了滑坡的发生。本文指出控制黄土地区滑坡灾害,寻找最佳防治对策是当前的紧迫任务。表1参14。     

湖南岳阳杨树人工林涡度相关系统数据高频特征分析

气候变化和全球变暖使陆地生态的源/汇问题成为当前全球生态学研究的热点问题之一.植被和大气之间CO2通量的长期观测有助于理解陆地生态系统的碳循环_及其控制机理,评价生态系统碳循环及其对未来气候变化的响应.目前涡度相关技术已经成为这一领域的主要研究手段,对涡度相关系统观测的高频率数据进行谱分析可以确定仪器对于高频湍流信号的响应能力,以湖南岳阳杨树人工林生态系统为研究对象,其功率谱和协谱分析表明,开路涡度相关系统对高频湍流信号的响应能力可以满足该生态系统实际观测要求,涡度相关技术可以应用于杨树人工林生态系统碳通量的观测中.     

矿山废弃地土地复垦与生态恢复研究进展

矿山开采破坏环境、挤占耕地,诱发严重的社会问题.近几十年来,矿山废弃地土地复垦和生态恢复已成为跨学科研究热点,然而,和欧美发达国家相比,我国矿山废弃地工作存在土地复垦比率低与复垦质量差的特点.矿山废弃地土地复垦和生态恢复主要包括3方面:土壤重构、生物恢复和废水控制与处理.土壤重构技术主要包括物理、化学和工程措施,目标是重构适宜的土壤剖面和理化性质,重金属污染去除技术也是土壤重构的重要内容.生物修复可以划分为植物修复、土壤动物修复、土壤微生物修复以及菌根生物修复技术.就生态恢复和土地复垦的内涵、目标、基础理论和技术体系展开评述,并指出建立健全管理机构、明确资金来源对矿山废弃地复垦的重要性.同时认为应当加强矿山废弃地生态环境影响机制机制研究,采用3S技术和信息系统技术监测、评估和监管复垦工作,努力实现矿山废弃地环境损害减缓技术突破,建立矿山废弃地土地复垦和生态恢复的理论体系与技术规范.     

森林生态系统碳循环研究的模型方法

森林生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要内容,碳循环模型已成为研究森林碳循环的必要方法.其中气候变化、大气CO2 浓度上升及CH4的生成导致森林生态系统在结构、功能、组成和分布等方面的变化及其反馈关系对森林生态系统碳循环的影响是模型模拟的关键问题.碳循环模型可用经验模型、机理模型和混合模型的建模方法.目前森林生态系统碳循环模型的发展趋势为:综合生物地理模型和生物地球化学模型的特点建立区域动态碳循环模型;从单一碳循环模拟向碳、氮、磷等多种元素循环相耦合的模拟;碳循环模型与遥感、GIS 技术结合,模拟大尺度的碳循环过程;CH4生成及对森林碳循环的影响方面的研究.     

喀斯特断陷盆地典型林地土壤酶活性及理化性质研究

目的土壤酶参与土壤中各种生物化学过程,与土壤理化性质密切相关。本文以喀斯特断陷盆地3种典型林地为研究对象,探究林地土壤酶活性与理化性质之间的关系,为该地区植被生态恢复工作提供参考依据。方法本研究以喀斯特断陷盆地云南松林、桉树林和天然次生林为研究对象,采用冗余分析方法,探讨不同林地土壤酶活性及其与理化性质之间的关系。结果（1）3种林地土壤pH介于5.47 ~ 6.03之间,10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层土壤密度,云南松林显著高于桉树林和次生林（P < 0.05）,0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层全氮含量,桉树林显著高于云南松林和次生林（P < 0.05）,0 ~ 10 cm土层速效磷含量,次生林显著高于云南松林和桉树林（P < 0.05）,有机碳和铵态氮含量整体呈现次生林 > 云南松林 > 桉树林的规律。（2）3种林地0 ~ 10 cm土层酸性磷酸酶和脲酶活性为次生林 > 桉树林 > 云南松林,而10 ~ 20 cm土层呈现相反的规律。淀粉酶、纤维素酶和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层均为次生林最高,云南松林次之,桉树林最低。此外,林地各土层间土壤酶活性具有显著性差异（P < 0.05）,土壤酶活性呈现出随土层深度增加而逐渐降低的趋势。（3）冗余分析表明,有机碳、铵态氮、速效磷和pH均与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,而全氮与蔗糖酶活性呈显著负相关关系。土壤密度与脲酶和酸性磷酸酶活性呈负相关关系。（4）蒙特卡洛检验表明土壤理化性质对土壤酶活性影响的重要性大小排序为:有机碳（41.4%） > 铵态氮（32.9%） > 速效磷（24.3%） > 土壤密度（12.6%） > 全氮（7.9%） > pH（5.5%）。结论综上分析表明,有机碳、铵态氮等是影响研究区内土壤酶活性变化的主要指标,在断陷盆地林地土壤肥力和酶活性恢复方面,次生林最佳,而云南松林的优势高于桉树林。      

湘西北小流域典型植被恢复群落土壤贮水量与人渗特性

对湘西北女儿寨小流域7种典型植被恢复群落土壤贮水量与入渗特征进行研究。结果表明：1）森林群落土壤饱和贮水量与最大吸持贮水量均高于荒草灌丛群落，表明森林植被能较好地改良土壤、提高土壤持水能力；2）通用经验方程对各种植被类型土壤入渗过程的拟合效果最好，Kostiakov方程次之，Horton方程最差；3）毛竹杉木混交林群落土壤初渗率（17．10mm·min^-1）和平均入渗率（7．42mm·min^-1）最大，杉木人工林稳渗率（11．51mm·min^-1）最高，油桐人工林初渗率（4．93mm·min^-1）稳渗率（0．52mm·min^-1）和平均入渗率（1．23mm·min^-1）均最小；4）坡位对土壤人渗率的影响具有不确定性，杜仲人工林表现为上坡〉中坡〉下坡，马尾松天然林、润楠次生林及荒草灌丛群落表现出与之相反的规律，以下坡最高，上坡最低，杉木人工林和毛竹杉木混交林则以上坡最高，中坡最低，油桐人工林以中坡最高，上坡最低；5）主成分分析结果表明，土壤水分入渗性能与土壤持水量、土壤孔隙状况密切相关，并受林分结构、植物群落生物量、海拔、坡度及坡位因子的制约，而坡向、草层盖度、土壤密度的作用较小；6）通过双重筛选逐步回归分析，建立土壤初渗率、稳渗率、平均入渗率的主导因子方程。     

青藏铁路路基对风沙运动规律影响的数值模拟

【目的】通过Fluent软件进行模拟计算,研究青藏铁路原有路基及新提出的一种输沙型路基的流场分布情况以及路基积沙特征,并讨论了轨枕式挡沙墙与PE阻沙网对路基风场及积沙特征的影响,探索路基对风沙运动规律的影响,为青藏铁路防沙治沙提供理论基础。【方法】采用数值模拟的方法,选择3种路基(普通路基、通风路基、输沙路基)以及2种沙障(轨枕式挡沙墙、PE阻沙网)的组合形式,通过模拟流场及积沙分布特征,评价沙障的防沙效果并分析路基受风蚀影响的程度。【结果】3种路基的风速流场具有相同的功能分区,且风速对流场的影响较小;在路基迎风侧,普通路基对风速的降低作用最强,极易引起沙粒在路基坡脚和边坡堆积,路基顶部风速明显增加,大风时可能会影响行车安全,路基背风侧存在回流现象,部分沙粒在重力作用下会堆积在背风侧边坡处;普通路基迎风侧边坡积沙情况严重,沙埋铁轨现象频发,布设有通风管的路基会受到积沙影响,导致管道堵塞,影响其冻土保护功能,输沙路基利用狭管效应,使风沙流加速通过,防止迎风侧边坡积沙和风沙上道,且一旦输沙管道发生积沙,可通过自然风力清除,若必须人工清理也便于操作,可节省大量人力物力;当路基上风向布设沙障时,沙障对风速有极强的减弱作用,路基和沙障之间存在一个减速区,该区域速度呈中间大两端小分布规律,风速无法达到起沙风速,沙粒沉积在沙障前后,路基边坡积沙明显减少。【结论】3种路基在无防护措施情况下,均有不同程度的积沙,输沙路基积沙量最小,且便于清理;轨枕式挡沙墙积沙量迎风侧大于背风侧,PE阻沙网积沙量背风侧大于迎风侧,并且沙障间距影响着阻沙效果,适当调整沙障间距,使此区间内的风速不足以起动沙粒,提高沙障阻沙效果;模拟结果表明,输沙路基相对于普通路基和通风路基更适用于风沙地区,但目前的结果还停留在理论阶段,需要在高原环境中进一步进行试验验证。     

长江流域抑螺防病林生态服务功能评估

为定量评估长江流域抑螺防病林生态系统的服务功能价值,科学评价林业血防工程生态效益,依据林业行业技术规程LY/T 1721-2008《森林生态系统服务功能评估规范》,选取涵养水源、保持土壤、固碳、释氧、生物多样性保护、抑螺防病6项功能对长江流域抑螺防病林的生态服务功能进行评估。结果显示:2006-2013年长江流域抑螺防病林生态系统服务功能生态效益显著,涵养水源16.16×108 t,保持土壤1.46×108 t,固碳0.10×108 t,释氧0.29×108 t,钉螺Oncomelania hupensis面积减少24.35×107 m2,血吸虫病患者减少61.31×104人,总价值967.20×108元。其中抑螺防病功能价值最大,占全部生态系统服务功能价值的35.87%,是非抑螺防病林不具备的功能,其次释氧价值占33.06%,固碳价值占13.02%,涵养水源价值占9.17%,保持土壤价值占7.31%,生物多样性保护所占比例最少,仅有1.57%。抑螺防病林生态服务功能价值大小为湖南＞湖北＞江西＞安徽＞江苏＞四川＞云南,其中抑螺防病功能价值最大的为安徽省,达7省抑螺防病功能总价值的18.17%,但其余5项服务价值最大的为湖南省。研究发现,在抑螺防病林的全方位生态系统服务功能中,抑螺防病功能、释氧、固碳、涵养水源、保持土壤等5项生态服务功能价值共占生态系统服务功能价值量的98.43%,是生态服务功能的主体,各种服务功能价值量大小排序为抑螺防病功能价值＞释氧功能价值＞固碳功能价值＞涵养水源功能价值＞保持土壤功能价值＞生物多样性保护功能价值。其中,湖南省对血吸虫病防治工作的高度重视使抑螺效果发挥作用最大;云南省山丘区,钉螺适生环境多样,而且其生命力强,繁殖快,血吸虫病的预防和控制难度相对较大,抑螺效益不显著。     

岩溶与非岩溶区不同林分根际土壤微生物及酶活性

目的为明确不同地质条件下、不同林分对根际土壤微生物及土壤酶活性的影响,该研究为今后深入探究岩溶自然生态系统的恢复提供理论依据。方法本文以云南建水岩溶与非岩溶区人工桉树林、人工云南松林和天然次生林根际土壤为研究对象,通过对根际土壤微生物数量和土壤酶活性的测定,探究不同地质、不同林分对根际土壤微生物及土壤酶活性的影响,及其微生物与土壤酶间的相关性。结果本研究表明,在相同地质背景条件下,两种不同人工林土壤中桉树(阔叶林)与云南松(针叶林)放线菌的数量存在显著性差异,天然次生林微生物数量为18.2×105 cfu/g。受地质条件、植被恢复模式等影响,各样地土壤酶活性各异。相关分析表明,脲酶、过氧化氢酶活性与放线菌数量呈显著正相关,脲酶、酸性磷酸酶、碳酸酐酶、过氧化氢酶4种酶活之间存在相互联系。结论土壤微生物群落及土壤物质的转化受地质条件、林分差异和恢复模式的影响。