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[期刊] 农业现代化研究
[作者]
王克林 苏以荣 曾馥平 陈洪松 肖润林
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。
关键词：
广西 喀斯特:生态系统 生态过程
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
陈香碧 何寻阳 胡亚军 苏以荣
土壤有机碳是衡量生态系统稳定性、土壤健康与肥力水平的重要指标。喀斯特峰丛洼地土壤具有土被不连续、土层浅薄、高钙、微碱性等特点,造成其有机碳分布、积累与稳定机制有别于其它岩性发育的土壤。基于此,我们在过去10年研究中,建立了基于探地雷达技术的喀斯特非连续性土壤及其有机碳分布的研究方法,研究了土壤微生物总量及其群落、碳氮循环相关功能微生物群落对喀斯特生态系统退化的响应,探讨了喀斯特土壤丛枝菌根真菌群落分布特征及其对岩性、坡位等立地条件的响应,明确了外源有机碳和无机碳(碳酸钙)输入对喀斯特土壤有机碳矿化和积累的影响,从团聚体稳定性、有机碳矿化、激发效应、微生物生物量碳周转角度明确了土壤有机碳的稳定性以黑色石灰土>棕色石灰土>红壤,初步阐明了喀斯特土壤有机碳的稳定性机制,并研发了土壤垂直漏失阻控技术、桑枝原位快速腐熟技术等喀斯特区土壤改良的关键技术。其结果对于揭示喀斯特生态系统土壤有机碳积累与稳定机制、评估喀斯特区土壤固碳的效应与潜力、提升喀斯特生态系统的可持续性有重要科学意义。
[期刊] 林业科学
[作者]
张跃进 李沁谊 王好才 时伟宇
【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）。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
朱海燕 刘忠德 钟章成
Karst is one of the weakest kinds of ecological environments and one of the main factors that restricts economic development in south-west China.And restoring vegetation and improving soil quality is among urgent affairs of the region.It is very important to explore the effects of different successi...
关键词：
喀斯特 退化生态系统 恢复阶段 土壤质量
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
谭秋锦 宋同清 曾馥平 彭晚霞 杨钙仁 杜虎
结合野外调查与室内分析,对峡谷型喀斯特水田(ST)、旱地(HD)、草地(CD)、灌丛(GC)、人工林(RGL)、次生林(CSL)6类生态系统进行研究,探讨不同生态系统土壤养分及其生态化学计量特征。结果表明:(1)除全钾含量外,6类生态系统土壤养分含量均随土层增加而减少,土壤pH与之相反;(2)与全球不同生态系统土壤的平均水平相比,峡谷型喀斯特不同生态系统的碳氮比、碳磷比、碳钾比、磷钾比和氮磷比均较低;(3)不同生态系统土壤养分含量差异显著,不同生态系统的化学计量差异也显著,土壤肥力的总体趋势为次生林>人工林>水田>旱地>灌丛>草地。不同发展阶段、不同生态系统土壤养分的限制因子不同,应制定不同的...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴鹏 崔迎春 赵文君 舒德远 侯贻菊 丁访军 杨文斌
【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。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
李德军 陈浩 肖孔操 张伟 王克林
评估生态系统氮状况对预测全球变化背景下生态系统的固碳潜力及生态演替的方向与进程均具有重要的意义。近年我们开展了比较系统的研究以回答二个关键科学问题,即氮是否限制喀斯特区植被恢复,以及喀斯特森林氮状况与邻近的非喀斯特森林相比有何差异?基于多尺度演替序列研究,发现退耕后喀斯特土壤总氮快速累积。氮的累积相应促进土壤有机碳快速累积,且有机碳累积的相对速率高于总氮累积的相对速率。恢复初期(草丛阶段)植被受氮限制,而在次生林阶段则表现出明显的氮饱和特征。基于土壤初级氮转化速率和胞外酶活性化学计量特征的证据表明氮饱和是喀斯特森林的独有特征,而邻近的非喀斯特森林普遍受氮限制。我们的研究意味着:1)西南喀斯特山区退耕后的生态恢复仅在早期受氮限制,而中后期则不受氮限制;2)充足的氮供应可保障生态恢复工程的固碳效应;3)喀斯特森林氮循环具有其独特性,在全球变化背景下,其响应与适应性也可能异于其他区域/类型森林。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
付威波 宋敏 彭晚霞 杨钙仁 杜虎 文丽 李莎莎
为了解喀斯特典型植物光合作用季节变化特征,应用LI-6400便携式光合作用测定系统,对滇南安息香(Styrax benzoinoides Craib)、女贞(Ligustrum lucidum)和岩樟(Cinnamomum saxatile)3种喀斯特典型植物在自然生境中的光合季节动态及主要影响因子进行研究。结果表明:女贞和岩樟的光合速率季节变化表现为4月、7月较高而1月、10月低,滇南安息香的光合速率季节变化则不明显;3种植物都出现了光合"午休"现象,但不同树种的变化曲线不同;不同季节影响3种植物的净光合速率(Pn)的因子不同:1月和10月,3种植物共同的主要影响因子为光强(PAR)和蒸腾速...
[期刊] 林业科学
[作者]
田大伦 王新凯 方晰 闫文德 宁晓波 王光军
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...
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
魏媛 张金池 俞元春 喻理飞
为了研究退化喀斯特植被恢复过程中土壤的生物学特性,采集贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内不同恢复阶段(祼地阶段、草本群落阶段、灌木群落阶段和乔木群落阶段)的土壤样品,采用微生物培养法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同季节及根际和非根际土壤微生物数量的分布特征。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤中的微生物数量分布存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤细菌、真菌、放线菌的数量及其总数明显上升,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段;土壤剖面上土壤微生物数量均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度的增加,呈递减趋势,具体表现为A层>B层(P<0.05);从季节变...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
董茜 王根柱 庞丹波 董亮 张梅 刘玉国 万龙 周金星
[目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量，以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象，基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集，利用全量及最小数据集土壤质量指数进行土壤质量评价。[结果]显示：（1）不同植被恢复措施的土壤理化性质差异显著（p车桑子灌木林>天然次生林>直杆蓝桉阔叶林>云南松针叶林。[结论]喀斯特区进行人工林恢复时可优先选择马尾松针叶林进行种植。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
周炼川 陈效民 李孝良 杨新强 王晓洋 黄代民
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。
关键词：
喀斯特地区 石漠化 水分变异 水肥关系
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李思楠 赵筱青 普军伟 王茜 苗培培 谭琨
城镇、农业和生态功能组成整个国土空间功能系统,分析国土空间功能质量状况,揭示它们的耦合协调关系,是实现国土空间可持续发展的重要基础。为探究西南喀斯特地区国土空间功能的发展状况,分析其质量分布特征,以西南喀斯特典型区广南县为例,基于城镇、农业和生态功能质量评价指标体系的构建,借助综合评价法和探索性空间数据分析法,对国土空间的功能质量与空间特征进行了评估,并利用耦合协调度模型分析了国土空间功能的耦合协调状况。研究发现:(1)城镇和农业功能质量以低值为主,生态功能质量以高值为主,综合功能的高低质量的数量结构较平均,不同功能质量的空间分布存在差异;(2)四种国土空间功能质量均具有正相关性,以"高—高"和"低—低"集聚为主,并呈地域分布差异;(3)喀斯特地区各类功能相互影响较大,低耦合区和高耦合区分布差异显著,在建设用地中耦合度最低;(4)喀斯特地区国土空间功能的耦合协调关系可分为轻度失调、濒临失调、勉强协调和轻度协调,它们的空间分布差异与综合功能质量相似,国土空间功能耦合协调区管控措施的提出可有效推动喀斯特地区国土空间的可持续发展,促进国土空间功能质量的提高。研究结果可为西南喀斯特地区国土空间的均衡发展和优化调控提供参考。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
郭婷婷 丁洪伟 张浩 曾昭霞 刘孝利
明晰区域生态系统服务变化及权衡/协同关系，对优化西南喀斯特生态脆弱区生态管理、攻克贫困、维护社会和谐有重要意义。以中国知网、谷歌学术和Science Direct为数据源，共检索整理89篇论文，研究结果说明：（1）从文献年代分布来看，2008—2018年间研究较少，在2019—2023年间激增。从研究区分布来看，贵州省最多，广西壮族自治区最少。（2）生态系统服务评估类型的选择不均衡且评估方法依赖于模型。（3）分析权衡/协同的研究方法机理与应用，主要分为统计分析、制图叠加分析和情景模拟分析法三类。（4）自然地理、社会经济发展和生态工程是影响权衡/协同关系的驱动因素，而自然地理为主导因子。最后，本文针对目前喀斯特区生态服务功能与权衡/协同研究不足进行了归纳总结，并提出未来研究展望。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
侯文娟 高江波 彭韬 吴绍洪 戴尔阜
特殊的地质背景与生态环境叠加强烈的人类活动,导致中国西南喀斯特地区生态系统呈现显著的脆弱性特征。从生态系统敏感性和适应性角度出发,喀斯特生态系统结构、功能和生境对外界扰动响应的脆弱性特征研究已取得一定进展,尤其是借助物种多样性、生态系统生产力、土壤水分/养分等指标揭示了喀斯特生态系统对土地利用/覆被变化、石漠化等过程的敏感性等方面,但综合野外试验、数值模拟、数理统计等手段的生态系统敏感性定量化研究仍较薄弱。在生态系统适应性方面,虽然具有喜钙、耐旱以及石生等特性的植物种群通过形态结构和生理功能的自我调节能够呈现出对岩溶环境的适应性,但喀斯特生态系统对人类干扰和气候变化等环境胁迫响应的适应机制仍缺乏长期的生物及理化过程研究。今后,应针对生态系统结构、功能、生境间的正反馈机制,增强系统组分的耦合分析,加强喀斯特生态系统脆弱性驱动机制研究与定量评估,突出系统脆弱性在石漠化遏制和生态恢复重建中的关键地位。
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