喀斯特峰丛洼地石漠化治理自然地域分区

峰丛洼地是我国西南地区面积最大的喀斯特地貌类型区,水热资源相对较好,由于其较高的景观异质性,该区面临着石漠化治理投入与分区粗放、治理技术与模式区域针对性不强等问题,亟需开展面向石漠化治理的喀斯特峰丛洼地自然地域分区。基于修正的地质图将峰丛洼地区划分成碎屑岩为主的非喀斯特区和碳酸盐岩为主的喀斯特区,依据气候分异特征将喀斯特区划分为滇东南桂西南西南季风非典型峰丛洼地区和东亚季风典型峰丛洼地区,进一步依据大地貌部位及微地貌特征将东亚季风典型峰丛洼地区细分为黔西南高原面浅碟型锥峰洼地区、黔南桂北大斜坡北部漏斗型锥峰洼地区、桂中大斜坡南部漏斗型锥塔峰洼地区和桂南丘陵浅碟型锥塔峰洼谷区等亚区。分区结果表明各分区自然地域特征鲜明:碎屑岩为主的非喀斯特区坡缓土厚,人口压力相对舒缓;西南季风非典型峰丛洼地区受气候影响显著,地貌形态以常态山为主;桂中大斜坡南部漏斗型锥塔峰洼地区重度、极重度石漠化问题突出,但削减快、治理成效显著;黔西南高原面浅碟型锥峰洼地区人地矛盾最为尖锐,石漠化问题严重;黔南桂北大斜坡北部漏斗型锥峰洼地区石漠化比例相对较低、喀斯特景观资源丰富;桂南丘陵浅碟型锥塔峰洼谷地区水热资源最为充沛、人地关系相对缓和。面向石漠化治理的喀斯特峰丛洼地自然地域分区明确了分区的自然与社会经济条件差异,有助于提升石漠化治理的区域针对性和可持续性。     

三只羊岩溶峰丛洼地果-药复合栽培模式研究

岩溶峰丛洼地的耕地可分为3种类型:洼底平地、带状阶梯地和高坡石穴地。传统的玉米+黄豆种植模式在三种类型耕地上的产值均很低,需要调整品种结构,改革种植模式。该文报道了基于三种耕地特点的四种果-药复合种植试验,即沙田柚+绞股蓝、大果枇杷+射干+扶芳藤、无核黄皮+射干+扶芳藤、四月桃+金银花。初步结果显示,四种模式均可大幅度提高耕地的产值,可作为岩溶峰丛洼地地区生态农业可持续发展的重要模式。     

岩溶洼地石漠化景观格局

喀斯特石漠化是中国西南地区广泛分布的一种生态地质灾害,已成为当今生态环境领域研究的热点和难点。从景观生态学角度出发,借助于Erdas9.1和ArcGIS9.0等软件,以存在较多岩溶洼地的贵州省普定县为例,对岩溶洼地地区的石漠化景观格局进行研究,并同其他非洼地的喀斯特地貌类型区的石漠化景观格局进行比较分析。结果表明:从整体上来看,普定县岩溶洼地地区的石漠化程度较轻,石漠化斑块多呈离散分布;非洼地地区的石漠化程度较强,以大斑块的形式呈团聚状分布;岩溶洼地地区以中度及其以下水平的石漠化为石漠化土地的主体,大体上呈现出石漠化强度越高、其斑块更为破碎的趋势;通过两类岩溶地貌类型区之间的对比分析,发现洼地地区的石漠化程度低于非洼地地区;但普定县岩溶洼地的石漠化水平高于贵州省全省和安顺地区,说明研究区岩溶洼地地区的石漠化形势较为严峻,亟待解决。     

三只羊岩溶峰丛洼地果-药复合栽培模式研究

岩溶峰丛洼地的耕地可分为3种类型：洼底平地、带状阶梯地和高坡石穴地。传统的玉米＋黄豆种植模式在三种类型耕地上的产值均很低,需要调整品种结构,改革种植模式。该文报道了基于三种耕地特点的四种果一药复合种植试验,即沙田柚＋绞股蓝、大果枇杷＋射干＋扶芳藤、无核黄皮＋射干＋扶芳藤、四月桃＋金银花。初步结果显示,四种模式均可大幅度提高耕地的产值,可作为岩溶峰丛洼地地区生态农业可持续发展的重要模式。     

贵州典型峰丛洼地区域近50年村落演变规律及驱动机制

揭示当前多种因素驱动下聚落演变模式与功能转型的地域差异具有重要意义。通过长时间序列的高清影像数据,研究典型峰丛洼地区不同自然和社会经济条件下,近50年来,尤其最近10年乡村聚落在多重背景下的演变模式、内在机制,及其地域差异。结果发现:(1)研究区聚落分布分部主要受耕地、地形和道路的影响,聚落面积增长热点和聚落斑块增长热点的耦合关系存在区域差异;(2)聚落格局演变存在集聚与均匀分布两种趋势;(3)研究区聚落特征和演变的阶段性地域差异十分明显;(4)喀斯特山区聚落的规模变化、演变阶段和演变模式既存在一些共同性的特征,又有各自的差异性;(5)外部因素和聚落农户的自我调适是演化的主要驱动力。     

中国西南岩溶山地石漠化演变趋势

为揭示20世纪50年代末至今中国西南地区岩溶山地石漠化转型演变的时空分布及其特征,运用文献计量分析方法,对石漠化演变相关文献的总量和主题词进行了分析,并提取文献中石漠化演变的时间、类型、程度、驱动因素等信息,从县(市)域尺度对中国西南岩溶山地石漠化演变趋势及其空间分布进行综合分析,并进行了典型案例研究。研究表明,从20世纪50年代末至今,西南岩溶山地石漠化演变经历了由自然基础及人为破坏相互激发的严重石漠化向多种人为干扰、综合治理下的演变转型,即由高等级石漠化转向低等级石漠化的过程。在此基础上,研究认为石漠化存在由扩张向收缩转型演变的现象,同时对其转型演变的驱动机制和启示意义进行了探讨,以期为乡村振兴时代岩溶山地生态建设提供参考。     

热带岩溶植物生理生态适应性对于南方石漠化土地生态重建的启示

岩溶地质在我国分布广泛,特别是西南地区连片分布着世界上面积最大的岩溶地貌.由于长期人为活动的影响,目前我国南方地区岩溶石漠化土地面积已达1.2×105 km2,导致当地生态条件恶化,经济、社会发展面临严重困难.南方岩溶山地土层薄,养分贫瘠,保水性能差.对热带岩溶森林开展了一系列生理生态研究,研究结果对南方岩溶石漠化山地生态重建有启发意义.研究结果暗示,岩溶生境常绿、落叶木本植物和木质藤本植物共存对于维持生态系统水分平衡有重要意义.常绿植物枝条木质部耐气穴化能力强,叶片耐失水性能强.落叶植物采取避旱策略,通过落叶减少旱季蒸腾和水分消耗.岩溶山地大部分植物具有很深的根系,藤本植物根系更深,旱季能利用地下深层岩石下和缝隙水.有些植物如木棉、董棕利用树干储存水保持旱季必要的生理代谢.岩溶山地木本植物叶片和枝条木质部结构和生理功能的密切关联对于适应水分胁迫起重要作用.热带岩溶植物可能普遍缺乏锌、钾元素,这方面问题需引起重视和研究.藤蔓植物可以利用石漠化岩溶山地局部水土资源和丰富的生长空间和光照资源,并且大多数藤蔓植物气孔调节能力强,对强光的适应和利用能力强,是石漠化山地生态重建的理想植物材料.目前中国科学院西双版纳植物园正在推广的一种珍贵的油料植物—星油藤,可以作为南方热区石漠化山地生态重建的理想植物材料.石漠化土地的重建要合理利用不同功能类群植物,特别是岩溶生境的乡土植物,最好构建多层复合群落.     

岩溶山区景观多样性变化的生态学意义对比——以贵州四个典型地区为例

岩溶石漠化是中国西南典型的土地退化,但关于岩溶山区景观多样性的研究还不多见。岩溶山区景观异质性强,景观格局空间差异大,岩溶山区土地利用/土地覆被变化引起的景观多样性变化,其生态学意义有何差异,值得开展研究。本文采用高分辨率的航片和遥感影像,以100m?100m 网格为单元,分析了贵州省王家寨、后寨河、花江和茂兰4个典型岩溶地点的景观多样性指数在1963年和2004年的空间分布。 为了说明多样性指数变化的生态学意义,进一步,把4个研究地点景观多样性指数空间分布图与其土地退化图结合起来,对比其多样性指数变化与土地退化和生态恢复的关系。结果表明：（1）茂兰、后寨河和花江多样性指数都表现出随距聚落距离增加而减少的趋势,王家寨1963年和2004年则表现出随距聚落距离增加,多样性指数先减小后增加。（2）茂兰地区以森林为基质,后寨河地区坡耕地退耕为林、灌、草地,土地利用方式单一,景观破碎化程度降低;因此,茂兰、后寨河地区多样性指数的降低表明该地区生态实质上有所恢复;花江地区土地利用/土地覆被逐渐向多样化方向发展,石漠化景观逐渐被林灌斑块代替,多样性指数升高表明该地区植被有所恢复;王家寨地区峰丛坡地多样性指数增加表示生态有所恢复。（3）研究地点多样性的升、降不能简单地与生态变好、变差直接联系。只有正确区分岩溶地区的景观基质,才能准确运用景观指数分析石漠化土地的变化趋势。     

西南岩溶山地石漠化近50年演变——基于5个地点的案例研究

探讨岩溶山地长期以来的石漠化变化趋势,对于理解岩溶山地人地关系演变和石漠化的进一步治理具有重要意义。基于此目的,选择了贵州省5个典型岩溶山地区域,基于高分辨率遥感影像和实地调查,对其近50年期间岩溶石漠化的变化趋势进行了实证研究。结果表明:(1)石漠化面积、石漠化综合指数与石漠化面积比重、石漠化变化的幅度和动态度等表明,从1963年到2015年,石漠化演变经历了由增到减的转型,各研究区石漠化变化存在1980年代和2004年两个明显的转折点;(2)2010年以后,强度石漠化成为主要的变化类型,明显下降;(3)5个研究区因自然条件和社会经济背景不同,分别形成不同的石漠化演变模式,体现出石漠化演变在不同时段和不同地域的多样性;(4)石漠化转型演变与退耕还林政策和石漠化治理工程有关。研究结果为阐明中国西南岩溶山地石漠化长期演变趋势提供了参考。     

喀斯特地区耕地生态承载力供需平衡

以喀斯特地区耕地生态承载力供需关系作为切入点,采用GIS软件和耕地生态足迹模型,在修正耕地产量因子的基础上构建喀斯特地区耕地生态承载力供需平衡指数,对以喀斯特地貌为主的毕节市2014年耕地生态足迹供需平衡现状进行分析评价。结果显示:(1)毕节市耕地生态足迹供需在空间分布上呈现北部盈余而南部超载的态势;(2)国内生产总值与耕地生态足迹供需平衡指数之间存在负相关关系;(3)耕地生态承载力供需平衡指数与潜在石漠化、轻度石漠化及中度石漠化面积占比之间存在负相关关系,与强度石漠化面积占比存在正相关关系;(4)全市8县(区)中,4个县(区)耕地生态盈余,2个县耕地生态平衡,2个县耕地生态赤字,全市约75.28%的人口生活在耕地生态盈余区和平衡区,24.72%的人口生活在耕地生态赤字区。可为毕节市农业产业结构调整、生态安全预警、区域经济发展及土地利用总体规划编制提供决策依据。     

喀斯特峰丛洼地土壤有机质的空间变化及其对干扰的响应

通过网格(10 m×10 m)取样,运用地统计学方法研究了喀斯特峰丛洼地4类典型干扰区表层土壤（0～20 cm）有机质的空间变异、分布,及其生态学过程和机制.结果表明:随着干扰强度降低,植被由农作物(Ⅰ)—人工林(Ⅱ)—次生林(Ⅲ)—原生林(Ⅳ)顺向演替,土壤有机质逐步提高,且达到了显著水平(P＜0.05).4类干扰区均具有良好的空间自相关性,不同干扰区空间变异特征不同,除Ⅲ类干扰区土壤有机质半变异函数优化符合指数模型外,其他3类干扰区均符合高斯模型;Ⅰ类区土壤有机质的空间自相关呈中等程度,C₀/(C₀+C)值达26.5%,其他3类干扰区C₀/(C₀+C)值在9.0%～22.6%,呈强烈的空间相关性;由于人类干扰强烈,Ⅰ和Ⅱ类区呈低能量匀质状态,变程及空间自相关范围较大,Ⅳ类区植被覆盖率较高,变程也较大;Ⅲ类区干扰强度中等,植被类型多且分布不均,变程最小;Ⅱ和Ⅳ类区的分维数（D）值较小,土壤有机质的空间依赖性较强;而Ⅰ和Ⅲ类区D值较大, 土壤有机质空间分布的随机变异较大;Ⅰ和Ⅱ类区土壤有机质呈单峰分布,Ⅲ类区土壤有机质呈凹型分布,Ⅳ类区呈凸型分布.减少干扰是喀斯特峰丛洼地脆弱生态系统土壤质量改善、植被迅速恢复及生态重建的重要保障.     

基于地表水与地下水分割校正的漓江流域水供给服务时空格局研究

喀斯特区域水循环过程与其他地区存在显著区别,其水供给服务也具有独特的空间分布特征。然而,目前针对喀斯特地区产水量的时空变化研究较少考虑喀斯特生态系统的特殊性,导致产水量的空间模拟结果存在一定偏差。根据喀斯特地貌形态和地下水补径排泄特征提出了一种产水量分割方法,并基于水量平衡原理建立了地表水与地下水分割校正概念模型。选取喀斯特山区典型区域漓江流域为研究区,通过上述方法校正了InVEST模型产水量模拟结果,从栅格、地貌分区和子流域3个尺度分析了漓江流域2000—2020年产水量校正前与校正后时空分布格局。研究结果表明：(1)漓江流域2000—2020年InVEST模型产水量呈现先减后增再减的趋势,水供给服务空间分布格局为北高南低。产水深度在岩溶区和非岩溶区几乎没有差异,但在岩溶区内部差异明显：裸露型岩溶区产水深度高于覆盖型和埋藏型,峰林平原产水深度高于峰丛洼地。子流域分区平均产水深度排序为漓江上游区>漓江中游区>恭城河区>荔浦河区>漓江下游区。(2)利用地表与地下水分割校正后,水供给服务空间分布格局为四周高于中部,西北部高于东南部。非岩溶区产水深度明显高于岩溶区,埋...     

泡桐属(Paulownia)花粉形态学的初步研究

泡桐属(Paulownia)花粉,均为近球形,具3(拟)孔沟,外壁外层有清楚的异胞网状雕纹,沟界极区明显。这些共同特征,说明泡桐属是一个种间亲缘极近的自然的属;其萌发孔类型,可作为泡桐属归入玄参科的证据之一。通过花粉形态的比较,对兰考泡桐、宜昌泡桐和建始泡桐的分类地位,提出了论证。     

桂西北喀斯特移民区土地利用方式对土壤养分的影响

利用典型喀斯特峰丛洼地主要土地利用方式（灌草地、次生林地、果园、牧草地、旱地）的土壤养分测定数据,研究土地利用变化对土壤养分的影响.结果表明：土壤有机碳、全氮、有效氮含量随土地利用强度的增加而降低,灌草地和次生林地比果园、牧草地和旱地土壤有机质含量高86%～155%、全氮含量高62%～119%、有效氮含量高66%～215%（P<0.05）;全磷和全钾含量主要受养分来源的影响,受土地利用方式影响较小;速效磷含量主要受施肥的影响,有效钾含量则主要受植被覆盖和水土流失状况的影响.土地利用方式是影响土壤有机碳、全氮、有效氮、有效磷、有效钾等养分含量变化的重要因素.粗放的农业耕作降低了土壤养分并引起土壤退化,而植被恢复等措施可以培肥土壤.因此,喀斯特区域应改变粗放的农业耕作方式,加强施用有机肥和平衡施肥,对坡度≥25°的坡耕地采取“退耕还林还草”措施,以恢复和重建喀斯特地区生态环境,实现土地资源的可持续利用.     

Identifying the contradiction between the cultivated land fragmentation and the construction land expansion from the perspective of urban-rural differences

Land use contradictions and conflicts between arable and construction land areas have long been major topics in the field of land use research. However, few studies have explored the impact of differences in development between urban and rural areas on the amount and landscape level of arable land. In this study, two decades of data were combined to classify the Yangtze River Delta mega-city cluster area, where urbanization has been evident in China, into urban and rural areas. Based on this, we analyzed the differences in the changes in the amount of arable land caused by the expansion of urban and rural construction land. In this study, a comprehensive framework of arable land fragmentation indicators was constructed and the geographically weighted regression model was introduced to detect spatial and temporal dynamic change patterns of arable land fragmentation caused by different urbanization processes in urban and rural areas. The results show the following: (a) The expansion of urban and rural construction land caused arable land loss, and both contributed non-negligibly to arable land loss. (b) The distribution of the arable land fragmentation index showed obvious spatial heterogeneity, and its low-value area corresponded to a lower level of urban/rural construction land development. However, its high-value area did not show a stable dependence on the level of urban/rural construction land development. (c) Changes in urban and rural built-up land were the driving factors for changes in the degree of arable land fragmentation. In general, the expansion of the urban fringe increased the fragmentation of arable land, and the intensive expansion of urban centers curbed the fragmentation of arable land. However, rural construction land exhibited a stronger and more widespread impact than urban areas as a whole. This study contributes new ideas for arable land conservation policies under the growing mechanization of agriculture, especially in areas with large differences in development between urban and rural areas. Additionally, it emphasizes the need for rational planning of construction land in rural areas. The results of this study can provide references for urban-rural development planning, rural revitalization, and implementation of arable land protection.