喀斯特石漠化过程中土壤重金属镉的地球化学特征

喀斯特石漠化是喀斯特背景下的土地退化.文章对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化土壤重金属镉的含量变化及其空间分布特征进行了研究.结果表明:研究区土壤Cd含量在0.034～0.635 mg·kg-1之间,平均值为0.243 mg·kg-1.其中,黑色石灰土Cd含量普遍高于黄壤,且存在极显著性差异(p≤0.01).土壤Cd含量总体随石漠化程度的加深而呈降低趋势,但除强度石漠化和轻度石漠化之间有显著性差异外(p≤0.05),其他石漠化等级之间无显著性变化.不同干扰方式石漠化之间,土壤Cd含量表现为开垦＜放牧＜火烧＜樵采,其中,开垦与火烧、开垦与樵采在对土壤Cd含量的影响上存在显著性差异(p≤0.05).土壤Cd含量在不同坡位间无明显变化规律,也无显著差异.研究区土壤Cd含量受土壤组分、有机质、pH和CEC等诸多因素的影响,其中,土壤有机质、pH和土壤组分是其主要影响因素.     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤酶活性特征研究

采用空间代替时间的方法,在贵州西南部花江典型喀斯特峡谷区选择裸地、草本、灌木、乔林四个植被恢复阶段作为退化植被恢复过程中不同恢复阶段。然后在一年中四个季节的每一季节分别对四个阶段样地进行取土,带回实验室风干磨细。分别用比色法测定脲酶活性,用比色法测定淀粉酶活性,用碘量滴定法测定多酚氧化酶活性。通过一年的实验结果表明,土壤酶活性随植被恢复过程逐渐提高,即裸地阶段〈草本群落阶段〈灌木群落阶段〈乔林阶段。土壤酶在土壤中分布是根际土大于非根际土,垂直剖面上,A层总是大于B层。脲酶、淀粉酶、多酚氧化酶活性在一年中总体表现为春夏季高,冬季低的特点,具体的酶表现不尽相同。各层次酶活性季节性变化趋势相同。     

两种等级喀斯特石漠化地区生物结皮对土壤养分恢复的影响

生物结皮是喀斯特生态系统中重要的地表覆盖植被,在石漠化土地恢复和生态治理工程中扮演着关键角色.通过土壤农化学分析方法研究不同石漠化等级下各类型生物结皮对其下层土壤理化性质的影响,对于探索喀斯特生态脆弱区土壤的形成发育及土壤环境的稳定至关重要.研究结果表明:在结皮层中全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、土壤有机碳、土壤田...     

喀斯特石漠化生态恢复过程中土壤质量变化分析——以古周生态恢复重建区为例

石漠化最突出的特征是水土和养分的流失,石漠化发展造成地表严重缺土。稀缺的土壤资源是生态恢复的重要限制性因素,其中,土壤质量是生态恢复重建的关键。研究石漠化生态恢复过程中土壤质量的变化特征,对石漠化区的植被重建和土壤养分的调控与管理具有重要意义。以环江古周生态恢复重建区为研究区,在野外调查和资料查阅的基础上,在研究区内选取具有代表性的人工任豆(Zenia insignis)林,分别在坡地和洼地按照石漠化的不同程度设置样地。采用野外取样与室内分析相结合的方法,采集土壤样品。研究了潜在、轻度、中度和重度石漠化土地及其分层土壤的容重、含水量、pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等土壤质量要素的变化情况并对其进行分析。结果表明,(1)石漠化生态恢复过程中,植被系统的恢复促使生物量增加,土壤有机质的来源变广,土壤养分含量增多。(2)石漠化生态恢复过程中,土壤质量不断变好,促进了地表植被的生长,石漠化治理效果明显。因此,土壤质量的向好与石漠化生态恢复过程形成相互促进的关系,并在生态恢复方向和阶段上具有一致性和同步性。(3)从重度石漠化到轻度石漠化,坡地土壤全氮平均含量从1.22 g·kg~(-1)上升到1.88 g·kg~(-1),增幅为54.10%;洼地土壤全氮平均含量从1.13g·kg~(-1)上升到1.36 g·kg~(-1),增幅仅为20.35%。坡地样地土壤碱解氮平均含量从84.55 mg·kg~(-1)上升到164.31 mg·kg~(-1),增幅为94.33%;洼地样地土壤碱解氮平均含量从41.90 mg·kg~(-1)上升到82.57 mg·kg~(-1),增幅为97.06%。坡地样地土壤速效钾平均含量从36.61 mg·kg~(-1)上升到58.52 mg·kg~(-1),增幅为59.85%;洼地样地土壤速效钾平均含量从15.02 mg·kg~(-1)上升到28.09 mg·kg~(-1),增幅为87.02%。(4)研究区内石漠化生态恢复过程与土壤质量状况关系密切,随着石漠化治理状况的好转,土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量呈现出上升趋势,土壤容重、pH值减小,土壤肥力增加。     

喀斯特山区石漠化生态治理效益模糊综合评价——以广西都安瑶族自治县为例

以广西都安县石漠化治理示范区为例,建立了石漠化生态治理效益的评价指标体系,运用模糊综合评价模型对石漠化生态治理效益进行了评价.结果表明,石漠化治理前生态效益、经济效益和社会效益等级分别为:一般、差、很差;治理后为:一般、一般、良好.石漠化治理前综合评价等级为差,治理后为一般,这说明广西都安县的石漠化治理已取得一定成果.     

土地石漠化的生态地质环境背景及其驱动机制--以贵州省喀斯特山区为例

在分析贵州省喀斯特山区的土地石漠化的生态地质环境背景基础上 ,探讨了土地石漠化内、外动力驱动机制。认为地质构造运动塑造了陡峻而破碎的喀斯特地貌景观 ,由此产生的较大地表切割度和地形坡度 ,为水土流失提供了动力潜能 ;古环境演化为喀斯特石漠化提供了广泛分布的碳酸盐物质。温暖潮湿的季风气候为喀斯特地貌的强烈发育提供了必要的溶蚀条件 ,超载的社会经济压力则是导致喀斯特山区土地石漠化最重要的驱动力。     

自然生态恢复过程中尾矿废弃地土壤微生物变化

尾矿废弃地是一种人为的裸地,其自然生态恢复过程表现为典型的生态系统原生演替过程.尾矿废弃地自然生态恢复过程为人们了解生态系统发展过程中土壤微生物群落的变化提供了一个良好的机遇.该研究以2处(即,铜陵杨山冲尾矿废弃地和铜官山新尾矿废弃地)不同时期弃置的、处于3个演替阶段(原生裸地阶段、隐花植物结皮阶段和草本维管植物群落阶段)的铜尾矿废弃地为研究对象,利用传统培养法(稀释平板法)和分子生物学法(净DNA含量法)相结合的手段对土壤微生物量和土壤微生物群落结构变化及其影响因素进行了调查.数据分析表明:随着尾矿废弃地上植物群落的形成和发展,尾矿废弃地水分含量增加、pH降低、土壤有机质和总氮质量分数提高;土壤微生物数量逐渐增加,维管植物群落下的尾矿废弃地中土壤微生物数量明显高于处于演替初期阶段的隐花植物结皮,高于裸地;不同演替阶段尾矿废弃地中土壤微生物群落结构表现为细菌(60.68﹪～97.45﹪)>放线菌(2.50﹪～39.13﹪)>真菌(0.05﹪～0.82﹪);相关分析发现,尾矿废弃地土壤微生物量变化与基质的含水量、总氮和有机质质量分数呈正相关,而与pH变化呈负相关.研究结果表明,在尾矿废弃地自然生态恢复过程中,伴随着植物群落形成、发展和基质理化性质的逐步改善,尾矿中土壤微生物也逐步恢复.     

基于土地利用的喀斯特地区生态系统服务功能价值评估——以贵州省为例

为探讨喀斯特地区生态系统服务功能价值特征,对贵州省生态系统服务功能价值进行评估,结果表明生态系统服务功能价值在2005、2010、2020年分别为1 610.43亿、2 357.86亿、4 328.89亿元.贵州省各类生态系统服务功能单价顺序为湿地>水体>森林>草地>农田>荒漠,其中湿地生态系统是荒漠生态系统服务功能价值的149.31倍.2005～2020年贵州省生态服务功能价值结构和土地利用结构以森林生态系统占绝对优势,各类型生态系统服务功能价值顺序为森林>农田>草地>水体>荒漠>湿地,各类型生态系统面积大小顺序为森林>农田>荒漠>草地>水体>湿地.2005、2010、2020年贵州省单位面积生态系统服务功能价值分别为9 142、13 385、24 573元/hm2.根据至2020年的土地利用规划,贵州省生态系统服务功能将持续增加.     

小流域土壤有机质和全磷空间变异分析——以安徽省舒城县龙潭小流域为例

为了解土壤的地域差异性,基于地统计学半方差函数理论和GIS空间克立格插值定量分析了安徽省舒城县龙潭小流域有机质、全磷的各向同性、各向异性变异特征及分布格局.结果表明,有机质、全磷的半方差拟合模型均为指数模型,两者的分布都显示了强烈的空间自相关,自相关距离分别为642 m、435 m.有机质、全磷变异的各向异性都比较显著,有机质在0°、50°方向上变异程度明显大于90°、145°方向;全磷则在0°、145°方向的变异程度更加突出.有机质、全磷的分布呈明显的块状和带状,其中有机质中部含量高,南部、西部含量低;全磷则是南部、西北含量高,西部、东北含量低.     

喀斯特地区河流水化学季节变化特征及成因分析——以平寨水库上游流域为例

为探究平寨水库上游水化学沿程变化情况,采用因子分析、Piper三线图、Gibbs及离子关系对比等经典地质化学分析方法,分析平寨水库上游水化学变化特征及成因.结果表明,水化学类型主要为HCO₃-Ca型,沿程河段区-河库区-库区水化学呈现由SO₄·Cl^-Na·Ca·Mg型到HCO₃·NO₃-Ca·Mg再到HCO₃-Ca·Mg型的演变特征.离子浓度季节变化明显,冬季高于夏季;空间上,除Na⁺和SO₄^2-外,其余离子浓度整体表现为库区、河-库区大于各河段.Gibbs图表明水体水化学组成受岩石风化影响显著,离子关系对比图表明河段区水体受人为活动影响较强,因子分析结果表明研究区四季水化学组分主要受自然盐岩风化以及较小程度的人类源污染.     

Characterization of soil low-molecular-weight organic acids in the Karst rocky desertification region of Guizhou Province, China

Soil low-molecular-weight (LMW) organic acids play important roles in the soil-forming process and the cycling of nutrients in Karst regions. In this study, we quantified the contents of LMW organic acids (including lactate, acetate, formate, malate, and oxalate) in soil solution over the Karst region of Guizhou Province, China using ion chromatography. The concentration of total LMW organic acids in topsoil solution ranged from 0.358 to 1.823 μmol·g^-1, with an average of 0.912 μmol·g^-1. The mean concentrations of lactate, acetate, formate, malate, and oxalate were 0.212±0.089, 0.302±0.228, 0.301±0.214, 0.014±0.018 and 0.086±0.118 μmol·g^-1, respectively. There were also significant difference in the contents of these acids among four phases of rocky desertification, and their concentrations decreased with the aggravation of rocky desertification. The concentrations of the LMW organic acids were significantly positive correlated each other. Significant positive correlations were also observed among individual LMW organic acids in soil solution, and between them and soil available P, available K, exchangeable Ca, respectively. Furthermore, the concentrations of LMW organic acids were significantly positively correlated with inorganic anions (chlorides, nitrates, and sulfates) in Karst topsoil solution. Therefore, the concentrations of soil LMW organic acids might be one of driving force in the Karst rock desertification process in Guizhou Province.     

土壤DDT残留时间的定量表征-以天津为例

从定性研究逐步向定量化分析发展,是土壤DDT残留时间研究的必然趋势。初步探讨了土壤中DDT残留时间的定量表征,设计出归一化的DDT残留时间指数(NRTI)作为定量表征土壤DDT残留时间的方法之一。根据对天津土壤中残留DDT的采样监测结果的计算和分析,发现NRTI在表征DDT的残留时间问题上,相对于传统方法有一定的改进。     

不同退耕年限条件下菜子湖湿地土壤理化性质变化

退耕还湖是我国长江中下游地区湿地生态恢复的重要举措.土壤理化性质指标是评价湿地生态恢复状况的重要组成部分.选取菜子湖区不同退耕年限(2、5、8、10和20 a)湿地为研究对象,通过与相邻仍耕作油菜地和原始湿地土壤理化性质的比较,揭示了退耕还湖后湿地土壤生态特征变化规律.结果表明,随着退耕年限的增加,不同土壤理化性质指标变化趋势存在差异;土壤有机质含量逐年增加;土壤全氮和碱解氮含量在退耕5 a时显著升高,而后期变化平缓;土壤全磷和有效磷含量均呈先降低后升高趋势;土壤黏粒含量逐渐增加;土壤容重呈先升高后降低趋势;土壤含水量不断增加;土壤pH值缓慢降低.退耕2 a湿地土壤生态特征仍与油菜地相似,退耕2 a后土壤生态特征开始向原始湿地方向演化.退耕20 a期间湿地表层土壤理化性质变化强烈,而亚表层变化相对平缓.回归分析表明,除土壤pH和氮素含量的回归曲线拟合不显著外,退耕湿地表层土壤黏粒含量、容重、含水量、有机质含量、全磷含量和有效磷含量恢复到原始湿地水平所需时间分别为19、23、31、26、27和22 a,快于亚表层土壤的20、31、51、40、30和23 a.     

潮滩湿地土壤有机碳储量及其与土壤理化因子的关系——以崇明东滩为例

基于上海崇明东滩2013年3月的实测数据,借助ArcGIS软件进行Kriging空间插值,运用SPSS 21.0软件进行相关分析及通径分析,研究了崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳含量以及环境因子的空间分布特征,并对土壤有机碳储量进行了估算.结果表明,崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳密度介于1.02～5.22kg· m-2之间,平均值为2.32 kg·m-2,土壤有机碳储量为1.15×10s kg.土壤有机碳含量、土壤全盐量、含水量和NDVI指数的空间分布规律类似,呈现北高南低、高潮滩高而低潮滩低的趋势.中值粒径和容重的空间分布规律类似,表现为北低南高,高潮滩小于低潮滩.高程和pH值的空间分布规律不明显,空间变异性较小.7项环境因子与土壤有机碳含量都存在显著相关性,其中土壤全盐量是影响崇明东滩表层土壤有机碳含量的最主要因子.     

甘肃徽县水阳江铅锌污染段纤毛虫群落特征及对水质的评价

2006年10月至2008年5月,在甘肃徽县水阳江铅锌污染段选择4个样点,分别在3个水期采集水样,研究了纤毛虫物种多样性及群落结构.共鉴定到纤毛虫52种,隶属于3纲12目29科33属.利用纤毛虫群落特征指标对水阳江铅锌污染段的水质进行了初步评价.综合评价结果显示,4个样点受污染程度为县城＞厂区＞牟坝＞对照,污染级别为中度至重度.初步筛选出瓜形膜袋虫(Cyclidium citrullus)、尾草履虫(Paramoecium caudatum)、薄漫游虫(Litonotus lamella)作为铅锌污染水体的指示物种.     

Roles of Patch Characteristics,Drought Frequency,and Restoration in Long‐Term Trends of a Widespread Amphibian

Despite the high profile of amphibian declines and the increasing threat of drought and fragmentation to aquatic ecosystems, few studies have examined long‐term rates of change for a single species across a large geographic area. We analyzed growth in annual egg‐mass counts of the Columbia spotted frog (Rana luteiventris) across the northwestern United States, an area encompassing 3 genetic clades. On the basis of data collected by multiple partners from 98 water bodies between 1991 and 2011, we used state‐space and linear‐regression models to measure effects of patch characteristics, frequency of summer drought, and wetland restoration on population growth. Abundance increased in the 2 clades with greatest decline history, but declined where populations are considered most secure. Population growth was negatively associated with temporary hydroperiods and landscape modification (measured by the human footprint index), but was similar in modified and natural water bodies. The effect of drought was mediated by the size of the water body: populations in large water bodies maintained positive growth despite drought, whereas drought magnified declines in small water bodies. Rapid growth in restored wetlands in areas of historical population declines provided strong evidence of successful management. Our results highlight the importance of maintaining large areas of habitat and underscore the greater vulnerability of small areas of habitat to environmental stochasticity. Similar long‐term growth rates in modified and natural water bodies and rapid, positive responses to restoration suggest pond construction and other forms of management can effectively increase population growth. These tools are likely to become increasingly important to mitigate effects of increased drought expected from global climate change. Papeles de las Características del Fragmento, Frecuencia de Sequía y Restauración en las Tendencias a Largo Plazo de un Anfibio Ampliamente Distribuido