《地球与环境》2012年第40卷总目次

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Dynamic characteristics of woody plant regeneration in karst secondary forests in central Guizhou北大核心CSCD

Based on community data (2012, 2020) of the Tianlong Mountain evergreen and deciduous broadleaved mixed forest plot in central Guizhou, China, the species composition, importance value index, diversity, and dynamic changes were estimated to explore the renewal and change characteristics of karst secondary forests. The results showed that: (1) the number of individual species in the investigated two hm2 plot encompassing 33 families and 55 genera, totaling 69 species decreased from 10 276 to 7837. Five families, 10 genera, and 18 species were newly added, while seven families, nine genera, and 11 species disappeared. The difference between the importance value indices of the species was obvious; that of Lithocarpus confinis (20.97–23.26) was much higher than that of other species. Except for some species, the overall inter-annual differences were not large, and the status of mesophytic and shaded species has increased. Life forms were dominated by small trees and shrubs or small trees, and the plant number density of different life forms is reduced. (2) The Margalef and Shannon-Wiener indices of shrubs were the largest, and the Pielou indices of shrubs or small trees were the largest. The composition of most life forms has increased; the diversity became richer; and the uniform distribution of individual species has increased, but the change was small. (3) With respect to the spatial distribution pattern, the species were generally clustered, and only a few were randomly distributed. The Cx, I, m*, CA, and G indices of the species were reduced, and those of some species were quite different. A tendency for aggregated distribution was observed over random distribution, but the aggregation degree of Lithocarpus sphaerocephala was still high. The PAI index of most species increased but was not obvious, whereas the K value changed irregularly. Overall, the species composition, importance value index, diversity, and spatial distribution pattern of the main species in this community have changed to some extent but without any significant fluctuations. L. sphaerocephala was still the dominant species in succession, and the species composition of the flora was stable. The restoration of vegetation and the development of the entire community are slow. © 2022 Science Press. All rights reserved.     

喀斯特小流域黄壤硫同位素组成特征——对环境过程和效应的指示

用连续提取方法分析了黄壤中总硫、SO₄^2-、总还原态硫（TRS）和有机硫的硫同位素组成,探讨黄壤中硫的迁移转化过程及其环境效应.有机硫是主要的硫形态,SO₄^2-是主要的无机硫形态.TRS具有最低的δ³⁴S值,同时SO₄^2-和TRS的δ³⁴S值随剖面加深而平行地增大指示黄壤中存在SO₄^2-异化还原过程.黄壤剖面中总硫和有机硫的δ³⁴S值先增大后降低与有机硫矿化及有机硫组分的迁移和底层吸附有关.生物滞留后剩余SO₄^2-的吸附、解吸、淋溶迁移及深层吸附与累积导致剖面中SO₄^2-的δ³⁴S值先增大后明显降低.酸沉降下剖面中SO₄^2-的吸附、解吸和淋溶迁移可引起黄壤酸化.值得关注的是,酸沉降输入的SO₄^2-主要以有机硫和吸附态SO₄^2-滞留在黄壤中,则在硫的年沉降速率大幅降低后,在较长时期内,黄壤中有机硫矿化和吸附态SO₄^2-解吸可能释放大量SO₄^2-进入地表和地下水体,与之相关的土壤理化性质变化和水体化学组成改变等方面的环境效应值得关注.     

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.     

基于GIS的喀斯特山区实照时数时空分布研究——以广西巴马瑶族自治县为例

论文采用基于DEM的起伏地形下实照时数计算模型,以广西巴马县为例,在GIS技术的支持下对研究区域实照时数的时空分布进行模拟和结果验证,结果表明,研究区域内实照时数模拟值和气象站实测值之间具有较好的一致性,决定系数高达0.996。并探讨喀斯特地区实照时数的时空分布特点,分析了不同时间尺度下实照时数的变化情况,讨论坡度、坡向、地形起伏度和地表粗糙度等地形因子对实照时数空间分布的影响。该方法可为喀斯特地区提供重要的气候基础数据,对喀斯特地区小气候和农业气象资源分布的研究有重要意义。     

茂兰喀斯特森林常见钙生植物叶片元素含量及其化学计量学特征

喀斯特森林植物的生态适应性及其对环境变异的生态响应和调控机制是喀斯特森林生态系统稳定性维护和退化生态系统恢复重建必需明确的关键科学问题。为探讨喀斯特森林植物的生态适应性调控机制,本文以茂兰喀斯特森林几种常见钙生植物为研究对象,分别对其叶片10种必需元素进行了测定分析。结果表明：含量大于10000 mg·kg^-1的元素有N、K和Ca,1000～10000 mg·kg^-1的元素有P、Mg和S,100～1000 mg·kg^-1的元素有Fe和Mn,小于100 mg·kg^-1的元素有Zn和Ni。这些元素中,除 P 外均高于已报道的陆生高等植物所需元素的合适组织浓度,但仍全部处于世界陆生维管植物元素平均含量范围内。元素含量特点是w（Ca）＞w（K）＞w（Mg）型。P、Mg、Fe的频数分布呈正态分布,N、K、Ca、S、Mn、Zn、Ni呈对数正态分布。元素间的相关分析表明,N和S、P和Mg、K和S、Ca和Mg、Ca和Zn具有极显著正相关关系（P≤0.01）, Mg和Zn也具有显著正相关关系,而N和Fe、S和Fe具有显著负相关关系（P≤0.05）。根据植物叶片w（Ca＋Mg）含量,冷水花（Pilea notate）、荔波唇柱苣苔（Chirita liboensis）和掌叶木（Handeliodendron bodinieri）属于嗜钙型植物,石山吴茱萸（Evodia calcicola）属于喜钙型植物,黄梨木（Beniodendron minus）、单性木兰（Kmeria septentrionalis）、南天竹（Nandina domestica）、粗糠柴（Mallotus philippensis）、石山桂（Cinnamomum calcareum）和黔竹（Dendrocalamus tsiangii）属于随遇型植物,贵州悬竹（Ampelocalamus calcareous）属于厌钙型植物,荔波鹅耳枥（Carpinus lipoensis）、石山胡颓子（Elaeagnus calcarea）介于喜钙型植物和随遇型植物之间,石山楠（Phoebe calcarea）介于随遇型植物和厌钙型植物之间。对叶片元素化学计量比值的分析表明,喀斯特钙生植物具有低P、K和高Ca、Mg的特点,绝大部分植物属于P     

典型喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的关系

浮游植物的生长往往受多种环境因素共同作用,独特的地理特征也是影响其密度与群落结构变化的要素之一。为探索喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的耦合关系,以贵州省典型喀斯特高原水库——阿哈水库为例,于2019年春(4月)、夏(7月)、秋季(10月)对水库各支流及库中心区域进行采样调查,探究了喀斯特水库基础水环境指标的量级、浮游植物群落组成、优势种变化及其密度的时空分布,进一步揭示浮游植物与环境因子的耦合关系,为喀斯特高原水库浮游植物研究以及水资源保护提供一定的科学依据。结果显示,阿哈水库浮游植物密度在3.95×10⁴-525.35×10⁴cells·L^?1,之间,以蓝藻、硅藻、绿藻、隐藻居多,伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)为主要优势种。单因素方差分析(One-way ANOVA)结果表明,浮游植物密度的季节性差异显著(P<0.01),呈夏季>春季>秋季的趋势。由一元线性回归分析可知,在春季,浮游植物密度与溶解氧、pH、钙离子浓度呈极显著线性相关(P<0.01),与透明度、氮磷比具有显著相关关系(P<0.05);然而,浮游植物密度仅与夏季的透明度关系显著(P<0.05),与秋季的所有环境因子均无显著相关关系(P>0.05)。由冗余分析(RDA)可知,影响春季浮游植物群落结构的主要环境因子为pH、钙离子浓度和总磷,夏季为透明度、总磷和氮磷比。秋季浮游植物群落结构可能受低温影响较大。     

桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物及养分归还特征比较

森林凋落物是森林生态系统的重要组成成分,其养分归还量在一定程度上决定着土壤养分有效性的高低。在土层浅薄且土被很不连续的我国喀斯特区域进行凋落物生物量及养分归还研究对我们更深刻地了解该区养分循环具有至关重要的意义。本文比较分析了桂西北喀斯特区3种原生林与3种次生林的全年凋落物量、组成、月凋落物量动态及养分归还量与动态。结果表明,圆果化香（Platycarya longipes Wu）、大叶蚊母树（Distylium Sieb．e tZucc．）与青檀（Pteroceltis tatarinowii Maxim．）3种原生林的年凋落物总量分别为2342．16,4057．99和1834．36k·hm～,而圆叶乌桕（Sapium romndifolium Hemsl．）、八角枫似langium chinense（Lour．）Harms）和黄荆（Vitex negundoL．）3种次生林的年凋落物总量分别为3192．82,3284．26,2469．90kg.hm-2,除大叶蚊母树外,次生林年凋落物总量大于原生林。凋落物的组成中,叶凋落生物量均占总凋落物量的80％左右,甚至更高,而圆叶乌桕、八角枫和黄荆3种次生林群落的叶凋落物量占总凋落物量的百分比大于圆果化香、大叶蚊母树以及青檀3种原生林。凋落物的养分归还量的月动态与凋落物量的月动态一致,原生林呈“u”形曲线,而次生林则呈“w”形曲线。原生林和次生林凋落物的年养分归还量均为C〉N〉K〉P,且次生林的c、N、P养分的归还量大于原生林。     

动载下石灰岩能耗指标影响因素研究*

为研究石灰岩在动载破坏过程中的能量耗散,基于Φ50 mm的霍普金森压杆系统,对石灰岩开展三轴动静加载冲击试验,深入分析入射能、反射能、透射能、耗散能、能耗率与轴压、围压、应变率（冲击气压）之间的关系,并借助灰色关联理论分析石灰岩围压、应变率、纵波波速与能耗特征的关联。研究结果表明:入射能和耗散能均与应变率呈正向增长趋势,且耗散能应变率相关性更强;能耗率与围压呈反向增长趋势,低围压条件有利于石灰岩的破碎;能耗程度与冲击气压、围压、纵波波速的关联度分别为0.729 9,0.705 4,0.581 5,围压和冲击气压的灰色关联度大于0.6,因此围压和冲击气压对石灰岩能量耗散特征有显著影响。研究结果对于喀斯特地貌石灰岩爆破施工具有重要的参考价值。     

贵州贞丰洞穴大型底栖动物群落结构及水质生物评价

了解洞穴大型底栖动物的群落结构是研究洞穴生态系统的重要内容,也是对生态学领域研究的重要补充.于2019年10月（平水期）及2020年8月（丰水期）对贵州省贞丰县5个洞穴内大型底栖动物进行采样调查,分析大型底栖动物组成、优势种、多样性、功能摄食群的分布特征,并基于大型底栖动物生物学指数对洞穴水质进行评价.结果得出：两个水期共获大型底栖动物63种,隶属4门7纲19目46科,其中水生昆虫41种,占65.07%,闪蚬Corbicula nitens、四节蜉Baetis sp.、蚋Simulium sp.是两个水期的共有优势种.在时间上,大型底栖动物的密度、生物量和多样性指数（ShannonWiener、Pielou和Margalef指数）均表现为平水期>丰水期.在空间上,密度和Margalef指数表现为有光带>弱光带>黑暗带,生物量、Shannon-Wiener指数和Pielou指数表现为弱光带>有光带>黑暗带. Jaccard相似性系数和聚类分析结果表明,同一洞穴相邻光带之间的相似性较高,不同洞穴相同光带或不同光带之间的相似性偏低.洞穴大型底栖动物由5个功能摄食...