茂兰喀斯特地区常见蕨类植物根际土氮、磷、钾营养元素含量特征

为探讨喀斯特地区植物根际土壤的养分含量特征及植物的适生机制,本文以茂兰喀斯特地区的专性钙生植物种、厌钙植物种和广布种三类对石灰土环境适生能力不同的蕨类植物为研究对象,采用剥落分离法收集根际和非根际土壤,分别对其氮、磷、钾元素进行测定分析。结果表明:(1)研究区土壤全氮含量无论是根际土还是非根际土均较高,根际土为专性钙生植物种广布种厌钙植物种,非根际土为石灰土酸性土,不同种(类)植物根际土壤间差异显著(p0.05)。全磷和有机磷含量均是石灰土显著高于酸性土(p0.05);石灰土非根际土全P含量处于较高水平,有效P偏低,酸性土非根际土有效P处于极低水平;不同种(类)植物根际土各形态磷素含量变异特征与非根际土各形态磷素含量变异特征基本一致。全钾含量无论根际还是非根际均是酸性土稍高于石灰土,而速效钾含量却是石灰土显著高于酸性土(p0.05);各植物种根际土壤速效K含量多处于中等偏低水平,而在不同类植物根际土壤中,除厌钙植物种处于较低水平外均达到较高水平,在石灰土非根际土壤和酸性土非根际土壤中也达到高到极高水平;各类土壤全钾含量均处于较低水平。(2)专性钙生植物种根际土壤较厌钙植物种根际土壤对土壤全N、全P、全K、有机P、有效P和速效K的根际效应均要强,其中,专性钙生植物种根际土壤中的全N、全P、有机P和有效P含量均高于非根际土壤。专性钙生植物种和广布种对土壤P、K具有较强的活化能力,厌钙植物种的活化能力相对较弱,但对其需求、吸收的程度较高。(3)根际及非根际土壤各元素含量及变异特征主要受土壤类型、质地、水热条件、生物活动等因素的影响。厌钙植物种对土壤P、K活化能力较弱而需求较高可能是其在石灰土上生长受限的原因之一。     

黔中喀斯特石漠化区不同小生境常见木本植物水分来源特征

选择黔中清镇市王家寨小流域内不同石漠化植物群落,通过分析测定喀斯特小生境内5种常见木本植物,鼠李、火棘、烟管荚蒾、圆果化香和云贵鹅耳枥与其潜在水源稳定性氢氧同位素组成,研究植物水分来源特征,并通过线性混合模型确定水源贡献比,探讨喀斯特小生境植物水分利用对石漠化过程的适应与响应。结果表明:多数情况下,研究区不同小生境内各植物种在雨季同时利用土壤水和表层岩溶带水,对土壤水的利用比例大于表层岩溶带水。各植物种对表层岩溶带水的利用比例随着石漠化的进行而减小。常绿灌木火棘、鼠李和烟管荚蒾在轻度、无石漠化样地同时利用土壤水和表层岩溶带水,但在中、强度石漠化则多利用土壤水,落叶小乔木圆果化香和云贵鹅耳枥在无石漠化同时利用土壤水和表层岩溶带水,而在轻度石漠化样地仅利用土壤水,这跟不同样地植被类型、干扰方式、土壤情况及裂隙发育等不同有关。     

喀斯特高原黄壤区退化植物群落常见植物叶片氮同位素组成

氮是植物需求量最大的矿质营养元素。由于氮循环诸过程中的化学转化、物理运输等都有可能使其发生同位素分馏,植物稳定氮同位素组成是土壤-植物-大气连续体综合作用的整体响应,能较好的反映流域内与植物生理生态过程相联系的一系列环境信息,具有示踪、整合和指示等多项功能。为探讨喀斯特环境下黄壤区植物稳定氮同位素组成变异的影响因素及其相关关系,以喀斯特高原贵州省清镇市王家寨峰丛洼地小流域为例,选取流域内黄壤区退化植物群落3种植被类型中的4种常见植物为研究对象,分别对其叶片C、N、P、K、Ca、Mg元素含量和稳定氮同位素进行了测定分析。结果表明:(1)研究区植物叶片δ~(15)N值的变化范围为-3. 25‰～0. 69‰,平均值为-1. 04‰,变异程度较高,离散程度较大,呈负偏态分布。(2)植物叶片δ~(15)N值在群落间和坡位间的差异均不显著(P0. 05);(3)植物叶片δ~(15)N值的种间变化趋势为小果蔷薇(-0. 03‰)火棘(-0. 24‰)过路黄(-1. 58‰)粉枝莓(-2. 29‰),差异显著(P0. 05)。(4)研究区植物叶片δ~(15)N值受群落类型和物种因素的交互影响显著(P=0. 016,R2=0. 870)。(5)研究区植物叶片δ~(15)N值受叶片K营养含量的影响较大,同时与C、N、P、K、Ca元素化学计量比之间的关系密切,叶片K、Ca营养含量间的调控是影响黄壤区植物叶片δ~(15)N值的主要因素。     

自然保护区聚落空间格局与演变的梯度效应——以贵州茂兰为例

研究自然保护区人类活动动态状况,对于加强自然保护区建设与管理具有重要意义。研究以三期高分辨率遥感影像为数据源,运用GIS技术和景观指数定量分析方法,分析了茂兰国家级自然保护区自1963年以来聚落(人类活动的中心场所)空间格局演变的梯度效应。结果表明:①在自然保护区自核心区到外围区,聚落规模、等级、形态等格局信息及其动态演变的梯度效应明显;②根据不同梯度区聚落空间格局演变及其对土地覆盖的影响特点,今后茂兰保护区规划管理应该考虑将洞多聚落迁出,使其不对核心区自然环境造成影响。同时,要加大对实验区聚落用地的管理力度,尽量减少人类活动对原生生态系统的不良影响;③设立保护区后,自核心区到外围区,景观多样性降低,土地利用综合程度指数变化进一步接近200,景观基质(森林)斑块增多,生态环境明显改善;④应加强保护区缓冲区距聚落200~800 m内的土地利用方式管理与生态建设。     

综合GIS的贵阳冬季PM_(2.5)污染时空特征及驱动因素分析

PM2.5是大气污染的主要物质。通过对贵阳市的太慈桥、市环保站、冶金厅、鸿边门、马鞍山、小河区、金阳新区、乌当区、桐木岭9个监测点进行监测,获取2013年12月9日至2014年1月21日的PM2.5日均浓度数据,以及2014年1月7日0时到2014年1月20日23时共336 h的时均浓度数据,通过指标统计和计算,参考世界卫生组织的空气质量准则,结合地理信息系统技术,对贵阳市冬季PM2.5浓度变化的时空特征,进行定量和定性分析,分析污染物浓度变化及其各相关驱动因素之间的关系。结果表明,冬季贵阳PM2.5日均浓度的平均值为85.8μg/m3,日均浓度的最大值和最小值分别是主城区太慈桥96.1μg/m3和远郊区桐木岭67.8μg/m3,全距达28.3μg/m3。日均浓度和时均浓度的抽样平均误差分别为4.11μg/m3和1.8μg/m3。时均浓度变化趋势包括了单峰型、双峰型、递减型、递增型和U型等类型,它们表现出的类似趋势是:在清晨6:00降低到最低值,并在21:00左右升高到最大值。贵阳PM2.5浓度变化受气象条件、土地利用、工业污染、扬尘、汽车尾气和燃煤为主的能源结构的影响,它们表现出复杂的相关性。     

基于GIS的贵州遵义市PM_(2.5)污染时空特征及变化分析

与中国的发达地区相比,针对欠发达地区中小城市PM2.5的研究比较欠缺。收集了2013年12月31日至2014年4月29日的PM2.5日均浓度以及2014年1月7日至2月25日的时均浓度数据,采用GIS和遥感提取土地利用现状和遵义市建成区,结合统计定量分析方法,研究遵义市的PM2.5浓度变化特征及其驱动力。结果表明:1)遵义市PM2.5日均浓度的城乡差异不明显。2)PM2.5浓度具有明显的季节性特征,并呈现显著的降低趋势。3)PM2.5的日变化和人类活动有明显的相关性。4)PM2.5日变化表现出双峰型周期性的变化趋势,在早晨和下午出现浓度低值,并在凌晨和中午出现峰值和次峰值。     

退化喀斯特森林群落常见植物叶片光合作用变异特征

植物的光合生理特征既与自身遗传特性有关,也受外部环境条件的影响。为探讨退化喀斯特森林不同演替群落植物叶片光合参数的变异特征及其对环境变化的响应,以陈旗小流域内退化喀斯特森林群落中的4种常见植物为研究对象,分别对其叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等气体交换参数进行了测定分析。结果表明,(1)研究区常见植物叶片的Pn(μmol·m~(-2)·s-1)、Tr(mmol·m~(-2)·s-1)、Gs(mol·m~(-2)·s-1)和Ci(μmol·mol~(-1))的平均值分别为9.95、2.71、0.22和269.88,水分利用效率(WUE,μmol·mmol~(-1))、羧化速率(CE,mol·m~(-2)·s-1)和气孔限制值(Ls)的平均值分别为5.04、37.57和0.33。(2)Pn、Tr、Gs、Ci、Ls、CE和WUE在不同演替阶段植物群落间均有显著差异(P0.05),其中,Pn、Gs、Ci以藤刺灌丛中的最大,Tr、CE、Ls以灌木林中的最大,而WUE则以乔木林中的最高。Pn、Tr、Gs、Ci、Ls、CE和WUE在乔木林群落外的同一演替阶段植物群落中均较稳定。(3)研究区常见植物叶片的Pn、Tr、Gs、CE以竹叶花椒最大,Ls、WUE以小叶鼠李(Rhamnusparvifolia)最大,Ci以小果蔷薇(Rosacymosa)最大。Pn、Tr、Gs和CE在不同种间均有显著差异(P0.05)。除小叶鼠李、小果蔷薇的Tr和WUE、火棘的Gs以外,其余植物叶片的Pn、Tr、Gs、Ci、Ls、CE和WUE在物种内均较稳定。(4)植物叶片Pn、CE在藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林、乔木林中,Tr、Gs在藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林中,Ci、Ls在藤刺灌丛、乔灌过渡林、乔木林中的种间差异均较显著(P0.05),而WUE仅在藤刺灌丛中的种间差异显著(P0.05)。(5)Pn与Tr、Gs、CE,Tr与Gs、CE,Gs与Ci、CE,Ls与WUE之间均具有显著正相关关系(P0.05),WUE与Tr、Ci、Pn,Ls与Gs之间均具有著负相关关系(P0.01),表明它们之间存在着一定的平行和依赖关系。(6)研究区常见植物叶片的Pn、Tr、Gs、Ci、Ls和CE受植物种和群落类型的交互影响均极显著(P0.01),其中,Pn、Tr、Gs、CE的变异受生境条件的影响更大。