【目的】探究西南喀斯特地区植被自然恢复演替过程中典型群落的土壤碳氮储量变化特征，为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。【方法】采用空间代时间方法，在重庆市中梁山喀斯特槽谷选取弃耕地（弃耕半年）、草地（5～10 a）、灌丛（15～25年）、灌乔林（30～40年）和乔木林（50～60年）作为一个植被自然恢复演替序列，设置固定样地，采集0～10、10～30、30～50、50～70 cm土层土壤样品，测定有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）、铵态氮（NH_4~+-N）、硝态氮（NO_3~--N）含量及碳氮比（C/N）和土壤pH值，估算各演替序列下土壤的碳氮储量，分析在自然恢复演替不同阶段的土壤碳氮含量与储量特征。【结果】植被自然恢复演替显著提高了土壤SOC和TN含量与储量（P <0.05），土壤TN储量与土壤SOC含量显著正相关（P<0.01），与土壤TP含量显著正相关（P<0.001）。

西南喀斯特区域是特殊地质背景制约的脆弱生态带。论文以西南喀斯特地区典型生态系统不同退化/恢复阶段物质循环与植被恢复响应为主线,研究生态系统中的水分和养分过程,包括坡面降雨-入渗-产流-土壤水分再分布过程、土壤水分养分空间分异特征、微生物种群结构及其主要影响因素,初步揭示了"地下过程为主、地表过程为辅"的水土物质迁移规律与峰丛坡地土壤水分养分状况高于洼地的趋势;通过不同演替阶段、石漠化程度植被生态系统监测,初步揭示植被生态适应性与植物多样性的时空格局,提出发展草食畜牧业、构建农牧复合生态系统的替代型喀斯特区域生态重建发展模式。

研究喀斯特地区4种植被恢复模式幼林生态系统碳含量、碳储量及其空间分布特征。结果表明:不同树种同一器官中的碳含量存在差异;同一树种不同器官中的碳含量也不同,除楸树外,3种树地上部分各器官的碳含量普遍高于地下部分(根);不同树种各器官碳含量的变异系数为0.88%～7.02%;林下灌木层、草本层、死地被物层的平均碳含量分别为309.70～461.02,335.44～569.61和307.01～400.88g·kg-1,植被恢复初期,柏木林地、楸树林地土壤有机碳含量分别比对照地提高了56.37%和33.49%,而花椒林地下降了2.09%;不同林地土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而逐渐下降;4种林分乔木...

森林土壤有机碳是土壤有机碳库的重要组成部分,研究森林土壤有机碳对于应对气候变化具有非常重要。以茂兰自然保护区喀斯特植被3种演替换群落喀斯特乔木林、次生林和灌木林为研究对象,分析了不同演替群落的土壤有机碳含量和密度及其在土壤剖面上分布的差异,以及有机碳含量和土壤理化性状的相关性。结果表明:①3种不同演替群落在整个剖面上(0～20cm)土壤有机碳含量和碳密度的表现均为喀斯特乔木林(81.9508 g/kg、11.631 1 kg/m2)>次生林(52.171 2 g/kg、10.744 7 kg/m2)>灌木林(38.380 4 g/kg、7.411 8 kg/m2);②3种不同演替群落有机碳含量...

【目的】植被群落随山地海拔升高呈现有规律的垂直分布,能够引起样地微气候及土壤性质的改变,进而影响碳氮在土壤中的沉积。因此,不同典型植被类型土壤碳氮储量的空间分布特征是山地生态系统碳氮循环研究的重要内容。本文旨在探明南滚河自然保护区不同典型植被类型土壤有机碳及全氮储量沿海拔梯度的变化及其与环境因子的耦合关系。【方法】选取南滚河自然保护区沿海拔形成的3种典型植被类型(沟谷雨林、半常绿季雨林和中山湿性常绿阔叶林)为研究对象,研究不同植被类型之间土壤有机碳及全氮储量的变化规律,并运用线性回归和RDA冗余分析等方法研究环境因子沿海拔变化对土壤有机碳及全氮储量的影响。【结果】不同典型植被类型土壤有机碳与全氮储量随海拔升高呈现显著增加的变化趋势(P <0.01),冗余分析表明凋落物厚度与土壤含水量是影响有机碳和全氮储量的主导因子。【结论】热带地区植被类型沿海拔梯度有规律的分布,能够通过改变样地微气候(如温度、水分)、凋落物输入(凋落物厚度)及土壤理化环境(如土壤密度、C与N含量等),进而显著影响土壤有机碳及全氮储量的空间分布。

【目的】为喀斯特区域的生态政策和生态补偿提供重要的科技支撑。【方法】采用空间代替时间的方法分析人工林和不同森林演替阶段的土壤固碳能力。【结果】与森林演替顶级阶段相比,人工林土壤固碳潜力较大;与年龄相近的演替初期生态系统比较,人工林能够快速地增加较深层(1050 cm)土壤有机碳的含量;随着森林年龄的增加,表层(010 cm)土壤有机碳呈增加趋势,演替初级阶段土壤中的有机碳占37.96%,演替中期的占32.73%,演替顶级的占31.02%;人工林010 cm土层有机碳占26.26%。【结论】实施退耕还林进行

【目的】研究茂兰喀斯特森林植被自然恢复过程中不同演替阶段土壤养分与化学计量的动态变化规律,探讨两者间的相互关系,定量评价各影响因子对其的解释程度,阐明群落演替与土壤性状演变间的内在耦合关系,旨在为该区域植被的恢复与重建提供理论依据。【方法】以草本群落、灌木灌丛群落、乔林群落和顶极常绿落叶阔叶混交林群落等演替阶段为研究对象,每个演替阶段各设置3个固定样地,样地内根据不同小生境随机布设12个土壤剖面,分层取样,测定土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量,并计算其化学计量比。【结果】研究区土壤的SOC、TN、TP和TK含量均值分别为54.72、4.67、0.73和8.53 g/kg,且SOC、TP和TN含量相互间均存在显著或极显著正相关,表现出相对一致的变化规律;C:N、C:P、C:K、N:P、N:K和P:K分别为11.95、79.16、6.50、6.64、0.550 1和0.085 2;从变异系数来看,除TK含量和C:N属弱变异性以外,其余土壤养分含量及化学计量比均属中等变异性。随植被的正向演替,不同演替阶段的SOC、TN和TP含量基本上均呈上升趋势,而TK含量则呈倒"V"字型变化,表现为:乔林阶段>顶极阶段>灌木灌丛阶段>草本阶段;各演替阶段不同土层深度的SOC、TN和TP含量均表现为0～10 cm要高于10～20 cm,而TK含量则无明显变化。土壤化学计量特征随演替的进展其变化趋势差异较大;在土壤剖面层次上,各演替阶段除C:N不同土层深度间无显著差异以外,其余也均表现为0～10 cm要高于10～20 cm。冗余分析结果表明,土层深度和群落演替是调控该区域土壤养分含量和化学计量特征的主要因素,对其解释程度分别为32.82%和32.19%。【结论】研究区土壤有机碳含量相对较高,氮、磷养分含量丰富,植物生长受氮(或磷)素限制的原因可能是土壤养分含量的有效性偏低所致;减少人为干扰、加之适当的保护,促进群落的正向演替,提高喀斯特森林生态系统的稳定性和抗干扰性,有利于土壤养分的积累;研究初步揭示了众多影响因子对土壤养分含量和化学计量特征的解释程度,对喀斯特森林的保护具有重要的指导意义。

为喀斯特地区无籽刺梨合理种植提供科学依据，采用野外调查与室内分析相结合的方法，对贵州喀斯特地区不同区域无籽刺梨产地土壤主要肥力特征和植株中碳、氮、磷含量特征进行研究。结果表明：该区域土壤均处于酸性，符合无籽刺梨土壤生长的适宜ｐ Ｈ（５．５～６．５），无籽刺梨种植基地有机质含量最高为３５．３７ ｇ／ｋｇ，全钾含量丰富（６．５～１０．７８ ｇ／ｋｇ），全氮中等（０．５６～１．７８ ｇ／ｋｇ），全磷含量相对匮乏（０．３０～０．７１ ｇ／ｋｇ），有效态养分含量较低；西秀无籽刺梨基地土壤Ｃ／Ｎ比为１４．０４～２７．０８，与全球土壤（平均值为１３．３３∶１）及中国土壤（平均值１０∶１～１２∶１）的Ｃ／Ｎ相．．．

【目的】评估桂西北喀斯特地区不同植被恢复模式的恢复潜力，为该地区的生态恢复和综合治理提供理论依据。【方法】以人工恢复了13 a的落叶阔叶林（DF）、落叶常绿阔叶混交林（EDF）和常绿阔叶林（EF）为研究对象，自然封育林（NF）为对照，设置固定样地，对每个样地内的植物群落进行调查，计算乔木径级结构、高度级结构、重要值以及多样性等指标。【结果】1)3种人工林（DF、EDF和EF）的植被恢复速度快于对照（NF），已形成乔木层。2)3种人工林的乔木径级结构均呈倒“J”型，高度级结构呈正偏态分布，其中DF比EDF、EF均多了4个径级和1个树高级，有效地提高了林分平均密度、树高和胸径。3)4种模式灌木层优势种组成相似，均为黄荆和青藤仔，而次优种则有所不同，NF以毛桐、盐肤木等多种阳性耐旱先锋种为主，DF则以银合欢、八角枫等多种耐阴喜湿润物种为主。4种模式草本层几乎都为多年生耐阴草本，且以蔓生莠竹为优势种，其中DF稀有种最多，群落异质性高，多样性大。4）乔木层4种多样性指数均表现为DF、EDF显著大于EF；灌木层各指数差异不明显；草本层的丰富度指数、Shannon-wiener指数和Simpson指数均表现为NF较大，但其均匀度指数较小。【结论】人工林的演替进度快于自然封育林，但自然封育林灌、草层的多样性高于人工林，3种人工模式中以落叶阔叶林恢复效果最佳，因此可在今后的石漠化治理中选用落叶阔叶林模式，并在成林郁闭后减少人工抚育，让其自然恢复，可在保证林分生长量的同时，维持住森林生态系统的物种多样性。

以广西平果县喀斯特山地银合欢Ｌｅｕｃａｅｎａ ＬｅｕｃｏｃｅｐｈａＬａ林、柚木ＴｅｃＴｏｎａ ｇｒａｎｄｉｓ林、香樟ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ ｃａｍｐｈｏｒａ林、顶果木ａｃｒｏｃａｒｐｕｓ ｆｒａｘｉｎｉｆｏＬｉｕｓ林及弃耕地植被自然恢复（对照）等５种植被恢复模式的土壤为研究对象，分析其土壤理化性质变异特征；综合敏感性分析、主成分分析和相关性分析，确定了研究区土壤质量评价指标的最小数据集，对不同植被恢复模式的土壤质量进行了综合评价。结果表明：研究区土壤质量评价指标最小数据集由土壤自然含水率、田间持水量、非毛管孔隙度、有机质、全磷、全钾、碱解氮和速效磷等８个指标组成。速效磷是研究区土壤质量评价的高度．．．

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征。结果表明:同一恢复阶段的同一土层中1 2 mm、0.5 1 mm团聚体质量百分比(4.74%52.37%)与其质量百分比有机碳贡献率(2.87%59.98%)均高于0.25 0.5 mm、20 cm土层14.36 36.80 g·kg-1)与其质量百分比有机碳含量(0 10 cm土层1.34 22.12 g·kg-1,>20 cm土层0.57 11.93 g·kg-1)均随植被自然...

通过每两月一次的定位监测,对贵州喀斯特不同石漠化阶段的土壤水分含量、蓄持效应和养分动态进行了研究。结果表明:表层土壤含水量随着石漠化的发展而下降;土壤含水量随降雨具有明显的动态变化,但非石漠化土壤蓄持水分最高,达到最高值为589.1 g.kg-1;不同程度石漠化土壤不同深度含水量与土壤的铵态氮和硝态氮含量呈显著的正相关关系,表明有效养分供给与土壤水分有密切的关系。因此,土壤水分的短缺可能成为喀斯特土壤中养分供应的制约因素。

【目的】利用高光谱数据定量反演喀斯特地区土壤有机质含量,为喀斯特地区快速、大范围、实时地监测土壤有机质含量提供更多的技术手段。【方法】利用机载高光谱成像系统和便携式地物光谱仪分别获取土壤光谱数据,基于原始光谱反射率和不同光谱变换数据,分析其与土壤有机质含量的相关性,以偏最小二乘法建立模型预测土壤有机质含量。【结果】2种数据源都可以用于土壤有机质含量预测,其中,基于ASD光谱一阶微分变换建立的模型预测精度较高,验证集决定系数(Rv~2)为0.910,相对分析误差(RPD)为2.68;基于GS光谱二阶微分变换建立的模型预测效果较好,验证集Rv~2为0.772,RPD为1.49。【结论】ASD光谱与GS光谱建模预测精度相差较大,ASD光谱客观条件影响较小、光谱波段更宽、光谱分辨率更高,具有更好的预测能力;低空无人机获取的GS光谱也具有一定的预测能力。

【目的】明确西南喀斯特地区这一特殊生境下典型森林的土壤优先流特征，为当地的森林植被恢复提供一定理论依据。【方法】选取2种典型森林植被类型（侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林），通过野外染色示踪实验，设置2种模拟降雨量，用亮蓝染料溶液进行染色，挖掘土壤的染色竖直剖面和水平剖面，借助图像处理技术，提取染色面积比、平均最大入渗深度、基质流深度、优先流比和长度指数5个优先流特征参数，同时获取不同深度处土壤的优先路径分布、数量和比例。【结果】1）当模拟降雨量相同时，混交林的土壤染色面积比和平均最大入渗深度均高于纯林。2）当模拟降雨量由25 mm增大至60 mm时，混交林的染色面积比由12.36%变为16.44%，平均最大入渗深度由22.21 cm变为30.64 cm，染色面积比和最大入渗深度增幅相近；纯林的染色面积比由7.42%变为15.89%，最大入渗深度由12.50 cm变为17.59 cm，染色面积比增幅明显高于平均最大入渗深度；3）混交林下土壤染色形态呈指状或枝状，有独立斑块存在，纯林呈漏斗状，无独立斑块；4）当模拟降雨量为25 mm时，混交林下基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为1.65 cm、76.70%和352.61%，高于侧柏纯林的1.31 cm、74.33%和184.20%；当模拟降雨量增大至60 mm时，混交林下基质流深度、优先流比和长度指数为2.21 cm、77.18%和497.02%，而侧柏纯林则为4.29 cm、53.83%和331.27%；5）喀斯特地区混交林和纯林的优先路径主要分布在15 cm土层以上，且半径大多小于5 mm。混交林下的土壤优先路径随土层深度的变异性更强，且大影响半径（＞5 mm）优先路径的比例（19.0%）要高于纯林（9.0%）。【结论】喀斯特地区这2种典型森林下均存在一定的优先流现象，由于其特殊土石结构的影响，林地土壤优先路径数量较多；混交林下优先流的发育程度和空间变异性比纯林高，这与其大影响半径优先路径比例高、优先路径分布变异性强有直接关系。

通过对贵州省喀斯特地区不同石漠化阶段的土壤分析,研究了喀斯特地区土壤全氮和有机碳的变异特征。研究结果表明:随石漠化程度增加,土壤全氮、总有机碳、轻组有机碳和重组有机碳含量均呈降低的趋势,且轻组有机碳占总有机碳的比例有减少趋势。在土体分布上,研究区土壤全氮和总有机碳含量从大到小均依次表现为表土层、心土层、底土层,且随石漠化程度加深,表现出表土侵蚀现象。研究区土壤有机碳和全氮含量季节性变化特征明显,以高温高湿的夏秋季较低,冬季较高;在变异幅度上,以未石漠化和潜在石漠化土壤全氮和总有机碳的变异幅度较大,土壤总有机碳库的更新比例分别为19%和20%,而轻度和中度石漠化阶段土壤总有机碳库更新比例较低,仅...