典型喀斯特小流域水文水化学过程对旱季暴雨的响应

通过定位监测和样品跟踪采集,在旱季对喀斯特小流域连续20天无前期降雨的一场暴雨(累计降雨量64mm)水文水化学过程进行了动态监测,并分析了相关的影响因素。结果表明,小降雨事件(8.5mm)未能引起溪流水位、电导率及温度的明显变化,而当累计降雨量达到35.5mm后溪流水开始响应。此后,溪流水文水化学参数对降雨快速响应,除硝态氮外,电导率(EC)、δ18 O、Ca2+迅速降至最低值,雨水稀释作用对其水化学变化起主要作用。通过对溪流新旧水比例进行划分发现,降雨前期和后期,溪流以旧水补给为主,而在水位快速上涨阶段,新水比例达到34%左右。两次降雨过程中,在溪流水水位升高的情况下,水体中硝态氮浓度仍然表现出高于雨前浓度的趋势。该研究为该区旱季小流域水资源利用和污染物防治方面提供了一定理论依据。     

贵州喀斯特地区土壤细菌群落结构特征及变化

为探明贵州喀斯特不同植被演替群落下的土壤细菌群落结构及变化特征,本文利用高通量测序技术对5个主要植被演替群落(稀灌草丛、藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林、乔木林)的根际(竹叶椒)、非根际土壤细菌群落结构及环境因子进行了分析研究。结果表明:贵州喀斯特高原土壤细菌类群主要为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes),其相对丰富度分别为43.35%、12.97%、7.53%、7.12%、6.19%、5.35%、5.05%,未分类类群占7.36%。样品中检测到了较低丰度的广古菌门和泉古菌门。随植被群落演替,根际土壤中变形菌门、厚壁菌门和浮霉菌门丰度逐渐增加;非根际土壤中酸杆菌门和疣微菌门丰度随植被演替逐渐减小。贵州喀斯特高原土壤细菌的影响因子大小为土壤有机碳、土壤总氮、含水量、电导率等,其中土壤有机碳和土壤总氮有显著性影响。     

基于井口涌水量变化类型判断岩溶含水层厚度

针对含水相对均匀的溶洞-裂隙水含水岩组,为判断岩溶含水层厚度,通过对空气潜孔锤钻进工艺施工钻孔井口涌水量变化进行分析,结果发现:利用该工艺施工的钻孔井口涌水量一般会出现稳定型、降低型和增长型三种变化类型;井口涌水量变化类型反映了岩溶含水层是空间尺度上发育的垂向地下水系统,具有分层特征,其厚度与碳酸盐岩岩溶化程度的不均一性耦合,体现了碳酸盐岩岩体内不同空隙的发育规模、密度及其相互间的联系程度;明确了地下水埋深状况以及含水层的构成条件。故采用空气潜孔锤钻进工艺施工的钻孔,在非干孔情形下,可以利用井口涌水量的变化类型判断岩溶含水层厚度。     

典型喀斯特地区国土空间生态修复分区研究——以贵州猫跳河流域为例

国土空间生态修复是实现生态系统服务可持续供给的重要保障,明确其空间分区是开展生态修复的前提条件。针对现有生态修复分区方法的层级单一、结果针对性欠佳等问题,以典型喀斯特地区贵州猫跳河流域为研究区,构建“自然立地条件—主导生态功能—生态胁迫问题”生态修复分区框架。选取海拔、坡度、地形起伏度、植被类型等自然立地条件指标分析流域内地域分异规律,进而划定生态修复一级分区;基于水源涵养、土壤保持、生物多样性维护、粮食供给等主要生态系统服务功能评价结果识别区域主导生态功能,据此划定生态修复二级分区;结合石漠化敏感性、水土流失敏感性及生态退化度等关键生态胁迫问题指标构建生态修复分区指数识别生态修复重点区域,进而开展生态修复三级分区划分。最终,将猫跳河流域划分为3个生态修复一级分区、10个生态修复二级分区及30个生态修复三级分区,并提出了相应的生态修复策略。研究可为猫跳河流域生态修复实践提供参考,并为西南喀斯特地区生态修复分区提供理论借鉴。     

碧水岩地下河中微量金属元素对降雨的响应特征及来源分析

在降雨条件下,利用自动采样器对广西碧水岩地下河出口进行高频采样,分析了碧水岩地下河出口水体中Cu、Pb、Zn、Cd等微量金属元素的水化学动态变化特征,探讨了地下河水中微量金属来源及其对降雨的响应机制.结果表明,地下河水化学组分表现出了较明显的规律,其中主要元素Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO-3等在降雨过程中稀释作用明显,而Al、Mn、TFe、Cu、Pb、Zn、Cd等金属元素对降雨响应敏感,其质量浓度在降雨过程中有所升高,相应质量浓度曲线均表现出多峰值特点,且在最大降雨发生后第9 h达到最大峰值.推断水岩作用、河底沉积物再释放和水土流失是导致河水金属元素浓度增高的原因,金属元素不同来源及地下河双入口的结构特征是形成金属元素质量浓度曲线多峰值的原因,其中水岩作用引起的水化学变化较河底沉积物再释放和水土流失更敏感,而后者是导致河水重金属元素增加的主要原因.监测期间,溶质在地下河中的平均迁移速度约为0.47 km·h~(-1),污染物运移速度较快,因此,通过对岩溶地下河水化学动态的监测,掌握微量金属组分来源及迁移特性,对于地下河水环境污染治理具有重要意义.     

贵州喀斯特山地农业系统不同种植区休耕地土壤水溶性氮素组成及分布特征

选择贵州喀斯特山地农业系统不同种植区休耕地土壤作为研究对象,对其水溶性氮素组成及分布特征进行了研究。结果表明:休耕地土壤SON含量范围为4. 11～14. 34 mg/kg,平均含量为8. 62 mg/kg。不同种植区休耕地土壤SON含量存在较大差异,但差异不显著(p0. 05),SON占TSN的比例差异极显著(p0. 01),传统农业种植区SON的变异较大,其它种植区的较小。水溶性氮素组成以SON和NH_4~+-N为主,不同种植区的NH_4~+-N、NO_3~--N占SIN的比例差异不显著(p0. 05),而两者占TSN及SIN占TSN的比例差异极显著(p0. 01)。传统农业种植区表层和深层土壤SIN的含量都要比其它种植区高,SON则相反,说明不同类型的农业对土壤氮的影响不同。不同种植区表层土NH_4~+-N、NO_3~--N、TSN、SON含量差异极显著(p0. 01)。除了打通种植区,其它种植区NH_4~+-N含量随着土层的增加总体上表现出下降的规律。除了大冲种植区在0～30 cm深度先增加后降低的规律外,其它种植区NO_3~--N含量自土壤表层到30 cm深度,随着土层的增加而增加,自30 cm深度往下,随着土层的增加而下降。TSN和SON中,除了青岩种植区随着土壤表层到20 cm深度处降低外,其它种植区随着土壤表层到20 cm深度处先增加,然后从20 cm深度往下随着土层的增加再降低。SON容易向下淋失,不易在土层深部发生积累,造成氮素的流失和带来环境污染风险,应引起重视。     

花江峡谷石漠化土地生态重建及其启示

尽管西南岩溶地区石漠化趋势严重,但真正做到生态、经济、社会三效益统一的岩溶石漠化生态重建模式的实践工作却做得很少。且对于这些实践活动还缺乏理论的总结和思考。花江峡谷顶坛片区,充分利用当地的适生植物资源和干热资源优势在石漠化土地上种植花椒、砂仁等喜热耐旱的经济作物,在恢复和治理生态的前提下成功调整了农业内部结构,形成以花椒规模种植为核心心的特色产业,利用雨水、坡面水、岩溶裂隙水,实行参与式社区管理,使环境、经济与社区文化得以可持续发展。“顶坛”模式是充分利用岩溶环境资源优势,高山地保护于特色农业开发之中的一个成功例子。它启示我们,岩溶石漠化土地恢复重建必须重新认识岩溶环境优势。因地制宜,对过去侧重于水土保持的传统治理模式进行创新。     

黔中石漠化地区不同土地利用方式对土壤环境的影响

在贵州省普定县喀斯特石漠化地区通过调查分析,对3种土地不同利用方式（Ⅰ封山育林地、Ⅱ退耕还林地、Ⅲ农耕地）土壤物理性质、化学性质及土壤种子库进行了研究。结果表明利用方式的不同对土壤物理性质、化学性质及土壤种子库均产生了显著的影响。土壤容重、土壤毛管孔隙度随土壤扰动的加剧而下降,表现为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ;土壤总孔隙度与非毛管孔隙度呈现出随土壤扰动程度增加而增加的趋势,表现为Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ;不同层次之间容重的变异较小,土壤质地比较均一;Ⅱ土壤有机质低于类型Ⅲ和Ⅰ;Ⅰ初步形成了林地环境,林地土壤表现出良性转变。随土壤深度的增加,有机质、全氮、全磷、速效氮表现出减少的趋势,土壤扰动降低了土壤化学性质层次间变异。不同利用方式下土壤种子库物种组成变化不大,土壤中的种子集中分布在表层0～5 cm内,随土层的加深所含种子数量、物种数逐渐降低。不同利用类型的土壤种子数量在0～5 cm层次差异显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗=0.021 897）,种子种类差异不显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗=0.097 628）。土壤扰动促进种子向深层传播,退耕还林有利于土壤质量的恢复。     

生态旅游:西南喀斯特山区摆脱"贫困陷阱"之路

西南喀斯特山区“贫困陷阱”的根本对策在于扭转人口生存领先掠夺土地的状况,生态旅游提供了这们的途径。西南喀斯特地区特有的自然风光和民俗风情等旅游资源优势,通过生态旅游开发,顺理成章地可转换成产品优势,“穷山恶水”就成为“青山绿水”,“穷乡僻壤”就成为“自然生态”和“特色民俗”。这不仅满足现代社会的需求,也使当地的资源潜力得到发挥。而且把资源利用的方式从掠夺、耗竭型转换为可持续型。另一方面,要真正和持续地实现这些资源的价值。必须保护原生态、原文化,这就引入了保护的经济机制．保护与开发的两难悖论可由此突破。本文还以贵州省绥阳县为例,阐述了西南喀斯特山区旅游资源特色和开发生态旅游的目标．为摆脱“贫困陷阱”提供一个示范。     

持续提高黄土高原植被水土保持功能的配套技术(Ⅱ)造林与经营配套技术

阐明了能使防护林体系水土保持功能达到持续和稳定提高的造林和经营配套技术