岩溶山区不同土地利用方式对石灰土基本特性的影响

以重庆金佛山为例,针对岩溶山区不同土地利用系统,分析了土壤容重、孔隙度、质地、有机质、阳离子交换量等土壤基本特性对不同土地利用方式的响应.结果表明,由于土地利用强度不同,常绿阔叶林地土壤质量最优,耕地最差,退耕地的部分土壤特性得到恢复.土壤特性对不同土地利用方式的响应程度由高到低依次为有机质、阳离子交换量、黏粒含量、容重、孔隙度.有机质与阳离子交换量、机械组成的分形维数、容重和孔隙度均呈极显著相关,有机质是岩溶生态环境中石灰土壤质量演变的重要因子.     

喀斯特石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量特性研究——以广西都安县澄江小流域为例

采用空间序列代替时间序列的方法,以广西都安县澄江小流域为例,研究广西喀斯特山区石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的变化特征.在研究区内选择石漠化恢复演替的8个阶段,即石漠化土地、坡耕地、矮草丛、高草丛、灌草丛、灌丛、人工恢复乔木林、自然恢复乔木林的典型样地,对土壤化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的修复状况.结果表明:不同的演替阶段导致了土壤化学和生物学性质的显著差异,而且在植被向更高一级阶段发展过程中土壤各项指标都得到提高,土壤质量总体呈现改良的态势.随着植被演替的正向进行,土壤质量指数呈增长趋势,不同演替阶段土壤质量综合指数分别为:石漠化土地,134.78;坡耕地,192.24;矮草丛,235.18;高草丛,260.67;灌草丛,317.89;灌丛,359.80;人工恢复乔木林,363.39;自然恢复乔木林,460.77.自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径,恰与石漠化过程相反.     

不同退化程度喀斯特生态系统根际土壤的养分分布特征

以贵州中部喀斯特地区由乔木林、灌木林和灌草丛等不同退化程度生态系统中的优势物种根际土壤为研究对象,测定其C、N、P全量及有效态质量分数,分析各优势物种根际土壤的养分变化。结果表明：3个生态系统中不同优势物种根际各类土壤养分质量分数变化较大,其中,土壤C、N、P养分为乔木林中园果化香根际土壤质量分数最高,白枥根际养分质量分数最低。可溶性有机碳质量分数为乔木林中最低,其平均水平不超过10 mg·kg-1。土壤磷素的供给能力为乔木林的园果化香和刺秋相对较强,其中园果化香中达到1.5%。而且优势树种间根际土壤有效态养分质量分数的差异明显高于全量养分,说明喀斯特地区根际土壤养分差异性主要受植被因素的影响,土壤有效态养分较全量养分对植被群落演替的响应更为灵敏,而且根际土壤养分质量分数和形态的变化与土壤有机碳质量分数有显著的正相关关系,这进一步说明喀斯特地区植被类型的变化对土壤养分的循环利用具有重要的影响作用。     

岩溶地下河水文地球化学对降雨的响应：以重庆雪玉洞地下河系统为例

通过对降雨条件下重庆雪玉洞地下河水文地球化学指标的监测,发现各种指标对降雨响应迅速,且存在相关性.采用主成分分析对各指标数据进行处理,提取能代表82.761%信息量的3个主成分,来分析降雨条件下岩溶地下河水文地球化学的特征及其成因.结果表明,以全Fe、全Mn、Al3+等浓度升高为代表的土壤淋失和以K+、Na+、Sr2+浓度降低、EC下降为代表的稀释效应,对水文地球化学特征变化的贡献率为41.718%,降雨加剧了岩溶区土壤的侵蚀,同时危及饮用水的安全,应引起相关部门的足够重视;岩溶水对白云岩的溶解和补给区农业活动、洞穴生物对水文地球化学特征变化的贡献率为29.958%;以Ca2+浓度升高为代表的岩溶水对灰岩的溶蚀作用对水文地球化学特征的贡献率为11.084%.     

桥墩底部岩溶对其上层围岩稳定性影响的数值研究

本文运用RFPA系统的强度折减版以清水大桥5号断面为背景对桥墩底部溶洞区对其上部围岩稳定性的影响进行了数值分析研究。研究结果表明:岩:容对其上层围岩的影响范围随着深度的增大而变大;破坏效应带主要是在垂直于自由面的溶洞两侧;对多溶洞而言,应力主要集中在两溶洞破坏效应带之间的区域,并且主要在此发生破坏,而在其内部效应带之间则比较稳定。     

高原喀斯特土壤有机碳短期稳定的温度作用机制

探明有机碳稳定的温度作用机制,是评估全球变化背景下土壤碳源/汇演变趋势的关键.应用土壤密度分组和酸水解技术,采用红外线辐射增温法,对比研究不同升温情景下高原喀斯特土壤及其物理和生化组分中有机碳密度的短期(4a)变化特征.升温情景包括不升温(对照)、对称升温(全年同步升温2.0℃)和非对称升温(冬春/夏秋季升温幅度为2.5℃/1.5℃、3.0℃/1.0℃、3.5℃/0.5℃和4.0℃/0℃,低度、中度、高度和极端非对称升温),其中中度非对称升温与该区域多年升温情景类似.结果表明,不同升温情景下表层(0~15 cm)土壤有机碳密度在1.95~2.02 kg·m-2之间,其差异不显著,且与对照(1.94 kg·m-2)差异不显著.升温处理间土壤轻组和重组碳密度、重组顽固性碳密度差异不显著,且与对照差异不显著.5个升温处理轻组顽固性碳平均密度是对照的1.18倍,其中对称升温、低度和中度非对称升温处理显著高于对照.轻组顽固性碳密度和轻组顽固性碳指数随升温的非对称性增加而降低,其中对称升温处理均显著高于中度、高度和极端非对称升温.亚表层(15~30 cm)土壤及其物理和生化组分中有机碳密度对短期升温均不敏感.研究揭示:短期内,升温提高了高原喀斯特土壤非保护组分中有机碳顽固性.基于对称升温情景并不一定会误估全球变暖对土壤有机碳数量和土壤碳物理保护能力的影响,但可能会高估表层土壤(0~15 cm)非保护组分有机碳顽固性.     

季节非对称升温对喀斯特土壤CO2释放的影响

全球变暖呈现季节非对称升温特征,若在研究全球变化对生态系统的影响时未充分考虑该特征,很可能导致研究结果失真.基于红外线辐射增温法,野外模拟不同升温情景下喀斯特土壤CO₂释放的短期（4 a）特征.升温情景包括不升温（对照）、对称升温（全年同步升温2.0℃）和非对称升温（冬春/夏秋季升温幅度为2.5℃/1.5℃、3.0℃/1.0℃、3.5℃/0.5℃和4.0℃/0℃）.结果表明,与对照相比,升温样地土壤CO₂通量显著提高,增加了0.26 μmol·（m²·s）^-1,增幅为17.41%,其中冬春季通量增加了0.23 μmol·（m²·s）^-1.在平均升温2.0℃情景下,土壤CO₂释放的温度系数（Q₁₀）变幅为1.53~3.24之间,平均值为2.23.对称升温处理中夏秋季土壤CO₂通量升温贡献率（80%）远高于冬春季（20%）;非对称升温处理夏秋季和冬春季平均升温贡献率相当（46%和54%）.5个升温情景下CO₂通量和Q₁₀呈现随升温的非对称性增加而降低的趋势,其中对称升温处理CO₂通量显著高于中度、高度和极端非对称升温处理.各处理中,夏秋季Q₁₀均大于冬春季,这可能与土壤含水量、土壤微生物、可溶性无机碳和植被生长等有关.研究揭示,基于对称升温情景可能会高估全球变暖对喀斯特土壤CO₂释放的影响.     

广西大石围天坑群有机氯农药的大气干湿沉降

为研究大气有机氯农药(OCPs)的沉降对广西乐业大石围天坑群喀斯特生态环境的影响,选择典型的大石围天坑,采用大气干湿采样器分季节进行了为期一年(2007-03—2008-03)的大气干湿沉降样品采集,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定22种有机氯农药。结果表明,大气干湿沉降中PAHs的干湿沉降通量为10.236～88.728 ng(/m.2d),平均值为48.974 ng(/m.2d),研究期间大石围天坑的OCPs沉降量为2.986 g;OCPs沉降通量的空间分布为东垭口>南垭口>北哑口>西峰,与风的进出口密切相关;不同季节的沉降通量为春季>秋季>夏季>冬季,春、夏季OCPs沉降通量高于秋、冬季1.0倍,且春季以滴滴涕(DDTs)和六氯苯(HCB)为主,夏季以β-硫丹和HCB为主,秋季以HCHs和顺式-氯丹为主,冬季以HCHs为主。研究区大气OCPs沉降通量与季风、地理位置、降雨量和温度等因子密切相关;OCPs来源分析显示大石围天坑群春、夏季大气中OCPs主要来源于高气温、低海拔的水稻、水果主产区百色、南宁盆地的远距离传输,秋、冬季则来源于北部相邻的贵州省境内。