喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征研究

为查明高异质性背景条件下喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征,在6类典型人为活动方式石灰岩坡地针对4类主要生境类型(土面、土石面、石沟、石缝)开展生境空间分布调查和土壤理化性质分析,并利用Guelph入渗仪进行稳渗率实验。通过对比分析各生境土壤性质和土壤稳渗率关系,结合人为作用方式探讨各生境土壤性质和稳渗率空间变化特征及其演化规律。结果表明:1)喀斯特坡地土壤稳渗率普遍高于非喀斯特地区,喀斯特坡地土壤稳渗率受土壤孔隙和岩石裂隙耦合作用影响。2)各生境条件下土壤稳渗率具有高度的空间异质性,呈现"斑块状"空间分布特征。3)坡地人为作用方式变化将改变原有生境的土壤性质,进而导致各生境土壤稳渗率随人为活动进程发生相应变化。人为踩踏作用影响较小的原生林、次生林和乔灌林坡地土面和土石面生境土壤稳渗率普遍高于石沟和石缝生境,但转变为人为踩踏作用强烈的放牧灌草地或火烧人为干扰地后,土面和土石面生境土壤退化严重,土壤容重和粘粒含量增大,稳渗率显著降低。而石沟和石缝生境土壤性质和稳渗率受影响程度明显小于土面和土石面生境,土壤稳渗率仍可维持较高水平。     

喀斯特植物的生境利用

本文以贵州荔波茂兰喀斯特区植物为研究对象,调查植物对各种小生境的利用状况,同时调查各种生境类型的小气候特征,包括大气温度,光照强度和大气相对湿度等,从以上角度探讨喀斯特区植物对各种生境类型的利用率。结果表明,该研究区土面石面生境绝对面积较大,所以土面石面生境是本研究区植物利用的主要生境。若以各生境中单位面积的平均株数而言,即从株密度角度而言,植物对生境的利用率为:石缝>土面>石面>石沟。     

喀斯特石漠化区小生境特征研究——以贵州清镇王家寨小流域为例

本研究以贵州高原喀斯特石漠化小流域为对象,着重研究了该区小生境的类型、特征和组合,小生境小气候特征及植物对小生境资源的利用。结果表明:研究区小生境类型主要为石面、石沟、石缝及土面。小生境组合类型主要为石面型,石面土面型及石面石沟型,其中石面型占相当大的比例。不同小生境的严酷度从高到低依次为石面土面石沟石缝。各小生境的恶劣程度均随着石漠化的进行而增加。研究区植物主要生长在石面石沟中,若以各生境中单位面积的平均株数而言,植物对小生境资源利用率从高到低依次为石缝石沟土面石面。随着石漠化的进行,各小生境株密度基本上呈现出先增加后下降的格局。     

喀斯特石漠化过程中土壤的空间分布

本文对贵州花江1.2km2小流域内樵采和开垦石漠化过程土壤的空间分布进行了调查研究。结果显示:喀斯特土壤分布极不均匀,土被极度破碎,土壤分布面积分别在5.4%～20.1%和11.1%～48.5%,樵采石漠化过程的土壤分布特点与开垦过程既有相似的方面也存在明显的差异,差异表现在樵采作用下土壤分布面积小、每种小生境的面积也小、土壤块数量少;相似性表现在随着喀斯特石漠化进程的演化,潜在石漠化土壤主要分布在石沟、土面、石土面3种小生境类型,轻度石漠化土壤则主要存在于石沟、土面小生境中,发展到中度和重度石漠化类型时,土壤主要分布在石沟、土面、石坑中;土壤厚薄分布不均,厚土主要分布在潜在石漠化区域,石漠化过程中土壤厚度的变化趋势为随着石漠化的进行土层变薄但并不是完全符合这一规律的变化,土壤分布面积与土壤厚度之间没有关联,对喀斯特土壤厚度的作用需要认真对待;尽管喀斯特土壤土层极薄,但潜在石漠化区域能够生长高大乔木林且植被盖度可达70%以上,说明喀斯特土壤厚度的认识存在一定的缺陷。土壤的空间分布特点表现出石土面小生境土层从有变无,土壤存在的小生境演变为石坑,样地土壤总面积缩小,土层变薄,土块小生境数量增加,而土块的面积缩小,显示出土壤侵蚀以渐进形式进行。樵采石漠化进程中土壤的侵蚀主要在樵采时就已经大量发生,石漠化过程中的侵蚀变化较小;开垦石漠化进程中发生剧烈土壤侵蚀,人为开垦种地过程促进了土壤侵蚀的发生。     

贵州荔波喀斯特与非喀斯特地区土壤水运移的对比研究

以我国西南地区典型的喀斯特与非喀斯特样地为研究对象,采集大气降水和土壤水,根据其δD值、δ18O值和水量特征探讨土面生境非植物主根区土壤水的运移特征。结果表明:喀斯特样地土壤基质流的混合作用较弱,非喀斯特样地表层(0～20 cm)土壤基质流的混合作用也较弱,但随深度增加基质流的混合作用增强;喀斯特与非喀斯特样地土壤基质流都可能存在活塞流运移机制,尤其是喀斯特样地,活塞流很可能是基质流的一种重要运移机制;喀斯特样地土壤介质中存在优先流,优先流空间异质性较大;蒸发作用对非喀斯特样地表层土壤基质孔隙水影响较大,而对喀斯特样地土壤水的影响较小。这为喀斯特区水资源的管理和合理利用,以及区域植物水分利用和营养元素循环利用等研究奠定基础。     

典型喀斯特坡地137Cs的分布与相关影响因子研究

通过野外考察和大量的137Cs取样分析,对喀斯特坡地土壤137Cs分布及相关影响因子进行了初步研究.结果表明,喀斯特区域137Cs剖面分布特征与非喀斯特区域相似,林地土壤剖面137Cs呈现指数分布模式,耕地剖面的137Cs呈均匀分布模式;喀斯特区域落水洞洞口45 cm以上土层中的137Cs比活度变幅为1.7~3.3 Bq/kg,137Cs分布较深,表明洞口现存土壤多由侵蚀物质堆积形成;2个石缝中的土壤样品137Cs比活度分别为16.8 Bq/kg和37.6 Bq/kg,远远高于临近土体,表明裸岩是影响喀斯特区域137Cs地表空间运移的一个重要因素;随坡面海拔升高,137Cs的面积活度表现出波动振荡趋势,空间异质性明显,林地和农耕地坡面137Cs面积活度变幅分别为299.4~1 592.6 Bq/m2和115.8~1 478.6 Bq/m2;林地坡面137Cs面积活度与坡度和海拔高度呈极显著正相关,农耕地坡面137Cs面积活度和坡度呈不明显的负相关,与海拔高度呈显著负相关.地形地貌和人为干扰强度是影响坡面137Cs空间分布规律的主要因素.     

喀斯特白云岩坡地土壤异质性特征与土壤保育模式研究

在"石漠化"相对较低的白云岩典型坡地上,对石质地块、石土质地块、土石地块和土质地块的土石结构、土壤厚度、土壤颗粒结构等土壤空间异质性特征进行测量分析。随着坡长与坡位的变化,样方内出现受侵蚀后搬移堆积的土壤数量增加,同时土壤厚度的变异系数由1.7降低到0.63,但是>2mm的土壤颗粒比例从13.66%增加到23.48%,土壤侵蚀致使土壤颗粒结构出现"粗粒化"趋势。结合与侵蚀环境因素的相关分析,提出不同土壤异质性特征坡地地段的土壤保育模式。     

岩溶坡地土壤空间异质性的表述与调查方法——以贵州清镇市王家寨坡地为例

讨论了岩溶坡地土壤空间异质性的表述与调查方法,选取了地表石质土地面积比例及空间分布和土壤厚度及空间分布两个方面作为土壤空间异质性的表述内容,引入了地块破碎度、离散度、变异函数等指标;以王家寨为例,研究发现岩溶坡地土石比、破碎度、离散度、土壤厚度等指标从坡顶到坡下逐渐增大;石质地块破碎度在微观地块上表现为值越大地块越完整,是否与研究尺度有关还需要进一步论证;土壤厚度变异系数基本在1~1.5之间,与土壤厚度变程和土壤平均厚度有关;最后用土壤侵蚀的原理解释了岩溶坡地土壤空间异质性。     

茂兰保护区小生境土壤微生物活性研究

以茂兰国家级自然保护区内三种植被（原生林、次生林、灌木林）下的土壤为研究对象,探讨了小生境土壤微生物数量、微生物量碳（BC）、微生物量氮（BN）、微生物熵（qSMBC）、基础呼吸及代谢熵（qCO2）的变化特征。结果表明：微生物数量、BC、BN、基础呼吸、qSMBC基本呈现石沟〉土面的趋势,qCO2则表现为土面〉石沟,即...     

喀斯特地区生态系统服务变化及权衡协同关系

为探明喀斯特地区生态系统服务的时空变化特征,厘清服务间的权衡协同关系,文章以典型喀斯特区贵州省毕节市撒拉溪示范区为例,借助InVEST模型评估2010年、2015年和2018年土壤保持、产水量、碳储量与生境质量,分析不同年度的时空变化特征,并基于逐像元空间相关分析探究服务之间的权衡与协同关系进行探究.结果 表明:(1)2010-2018年,该区各生态系统服务均呈增长趋势,土壤保持、产水量、碳储量和生境质量指数分别增长了3.51×104t/a、164.95×104mm/a、1.28×104t/a和565.18.(2)土壤保持、碳储量和生境质量在不同时段均表现为增长趋势,2015年增长幅度大于2015-2018年;产水量在不同时段存较大差异,2010-2015年为增长趋势,增幅为56.53％,2015-2018年为下降趋势,降幅为15.40％.(3)土壤保持、碳储量与生境质量在空间上呈北高南低的格局,产水量则为南高北低.(4)产水量与土壤保持、碳储量和产水量均表现为权衡关系,土壤保持与碳储量和生境质量两两服务间均表现为协同关系,两两生态系统服务间在空间上均呈北部协同、南部权衡的空间分布特征.     

莲花湖库区落叶松水源涵养林土壤入渗性能的空间分布特征

以莲花湖库区落叶松水源涵养林为研究对象,由入渗速率拟合入渗模型,运用地统计学理论与方法对模型参数进行空间异质性分析。结果表明:采用Philip公式对入渗过程进行数学模拟最佳,模型参数吸渗率和稳渗率均服从对数正态分布,空间相关性强,结构比分别为0.867、0.759,变程分别为29.13 m、6.16 m,分维数分别为1.786、1.970。两者块金值都很小,小尺度内非连续性变异不明显,空间分布格局相类似,空间自相关范围内呈极显著正相关关系,相关系数R为0.48。二者相比,吸渗率空间自相关尺度大,空间分布较简单;稳渗率均一性差,空间分布复杂,破碎化程度高。     

喀斯特坡地地表径流系数监测初报

通过对喀斯特坡地6种不同土地利用条件下径流小区的地表径流和植被穿透雨量以及地下水出口水位变化进行野外定点连续观测研究,结果表明,6个径流小区地表径流系数均非常小,介于0.01%~12.81%。显然,喀斯特坡地的地表径流易于入渗转化为地下径流。受人为活动影响较大的径流小区,地表径流系数随降雨量的变化呈指数函数型变化特征,容易产生地表径流系数的突变式增长。     

漓江流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布格局及其驱动因子

喀斯特森林生态系统脆弱,为了探明漓江流域喀斯特森林土壤的碳储潜力,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳（SOC）的空间分布格局,探寻各驱动因子对土壤有机碳空间分布的驱动作用途径及贡献,为评估该区域喀斯特森林的碳循环功能提供科学依据.以漓江流域喀斯特森林土壤为对象,研究漓江不同流域段（上、中、下游）、不同深度土层的森林土壤有机碳的空间分布特征,通过相关性分析和构建分段结构方程模型,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布的驱动因子及其作用途径,并量化了各类因子的直接或间接作用比例.结果表明,漓江流域喀斯特森林土壤整体土层较浅,土壤有机碳具有表聚性.在不同流域段土壤有机碳含量的分布为：上游>下游>中游,易氧化有机碳（ROC）和可溶性有机碳（DOC）的分布与之相一致,而微生物碳（MBC）的分布为：上游>中游>下游.各类驱动因子对流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布驱动作用途径和贡献不同,其贡献按从大到小排序为：土壤理化因子>土壤有机碳活性组分>样地海拔>样地物种多样性,总效应分别为：1.148、 0.574、 0.284和-0.013.其中,样地海拔对土壤有...     

桂林盘龙洞土壤CO_2释放速率的分布状况和变化规律

以桂林盘龙洞岩溶实验场为例,选择岩溶洼地里的坡地灌木丛和洼地灌木丛2个样地,通过长期定时监测土壤CO2释放速率的季节变化、空间分布规律以及日动态变化。得知：⑴无论是坡地还是洼地,春季和夏季时土壤CO2释放速率表层土大于深层土,秋季和冬季时深层土大于表层土,且坡地大于洼地;⑵土壤CO2的释放速率具有明显的季节性变化特征,...     

流域水生态空间管控下生境监测方法概述

生境被认为是区域内为水环境中生物提供生存和生长环境的物理、化学和生物特征,是水生态空间中支持和维持生物及其生态功能的重要空间.生境特征对阐释流域生态系统的结构和功能具有重要意义.然而,生境具有空间和时间尺度的异质性以及空间自相关性,尤其是大时空尺度下其生态功能的维持具有更加复杂的机制和过程.这决定了表征和阐释生境特征是极其困难的,特别是表征大时空尺度下的特征.尽管现有研究提出诸多涉及不同尺度的生境监测方法,但对实现长期跟踪多尺度下流域生境整体变化仍缺少成熟的方法.本文从生境的概念、生境监测的目的和意义引出生境的特点及生境监测对流域水生态环境管控的重要性,归纳了主流生境监测方法的特点及主要差异,综述了生境监测中关键的科学问题（如空间尺度、区域范围、特征参数和数据信息获取方法等）,提出我国现阶段生境监测核心内容的建议,以期为流域生态空间管控下生境监测的应用和研究提供借鉴.     

基于InVEST模型的昌黎黄金海岸国家级自然保护区生境质量评价

以昌黎黄金海岸国家级自然保护区2000年与2010年的土地利用数据为基础,运用基于空间的InVEST模型生境质量评价模块对研究区域的生态环境质量进行评价,并基于地理信息系统空间统计方法对生境退化度、生境质量和生境稀缺性的空间分布特征及其动态变化进行定量分析。结果表明,十年间保护区生境退化度增大;生境质量虽有所下降,但总体质量仍处于较高水平;生境稀缺性分值大部分较低,说明区内生境的稳定性整体上较好,土地利用变化趋于缓和。     

不同干扰程度下土壤盐分和有机质空间变异特征

为明确人类活动影响下土壤盐分和有机质的空间变化特征,对新疆阜康市土壤实地定点取样,基于GIS和地统计学方法,分析不同人为干扰程度下土壤盐分和有机质的相关性及空间变异特征。结果表明:1)随干扰程度的增加,土壤盐分含量逐渐增加,有机质含量逐渐减小,两者变异系数在15.45%～60.19%,均属中等变异;2)各干扰程度下土壤盐分和有机质的相关性为:相对无人为干扰区>人为干扰区>重度人为干扰区,相关系数分别为:-0.614、-0.412、0.043;3)干扰程度越大,土壤盐分和有机质受随机因素作用越来越强,相对无人为干扰区两者块基比为12.5%和9.68%,具有强烈的空间相关性;4)Kriging插值结果为:相对无人为干扰和人为干扰区土壤盐分高、有机质低分布区域具有一致性,重度人为干扰区两者分布复杂,关系不明显。研究结果可为盐渍土的改良利用及人类合理适度开垦提供参考。     

喀斯特山区砷渣堆场污染迁移风险与区划

喀斯特山区土壤空间异质性强,污染物在洼地土壤之间可能通过独特的地表与地下二元水文地质结构的贯通互联而发生转移.通过对喀斯特山区砷渣堆场的废渣及受其影响的土壤中砷含量、分布和迁移等进行系统分析表明,降雨淋滤砷渣产生的废液随地表和地下径流远距离迁移影响洼地土壤;pH从渣场经麻厂到屯脚洼地沿迁移路径升高,均值分别为3.3、6...     

西南喀斯特石漠化治理植物选择与生态适应性

在概述喀斯特生境特征和主要石漠化治理模式的基础上,对石漠化主要治理植物物种进行了统计分析,从干旱、土壤质量、小生境异质性和地形海拔等方面对石漠化治理植物物种的生态适应性研究进了简要评述。结合现有研究基础和国家对西南喀斯特石漠化区主体生态功能的定位,提出了加强石漠化治理特色植物物种选育研究;治理植物物种生境适应性研究;石漠化治理过程中的植被演替规律研究;不同石漠化治理植被恢复模式的适用性与治理综合效益的监测与评价研究等四个主要研究方向。     

平原高潜水位地区采煤沉陷地农业土壤退化的空间变化规律

本文以平原高潜水位地区徐州与淮北煤矿沉陷地为例,研究了采煤沉陷地土壤性质变化的空间分布规律.研究结果揭示,开采沉陷显著影响耕地表层土壤的性质;沉陷地土壤容重增大,土壤受到压缩;土壤有机质、速效养分和土壤微生物量的变化与坡地上的土壤侵蚀和沉陷地下部积水有关,并受沉陷稳定时间长短影响,一般以沉陷地中坡土壤有机质与养分流失最大.在沉陷地部分坡位有积盐现象.