喀斯特石漠化区不同小生境常见灌木种叶片δ13C值特征

测定了喀斯特石漠化区不同小生境内5种常见灌木（鼠李、火棘、粉枝莓、竹叶椒和烟管荚蒾）的叶片δ¹³C值,探讨喀斯特石漠化对植物水分利用空间异质性的影响.结果表明： 不同小生境植物的δ¹³C均值大小顺序为：石面>石沟>石缝>土面.土面生境中多数灌木种植株叶片δ¹³C值较其他生境偏轻;灌木叶片δ¹³C值大小顺序为：烟管荚蒾＞粉枝莓＞竹叶椒＞火棘＞鼠李.各小生境内灌木叶片δ¹³C均值和主要灌木种叶片δ¹³C值均随着石漠化加深而增大,且不同小生境间差异显著.随着石漠化的加剧,喀斯特生境结构和功能受损,小生境逐渐分异,环境逐渐向着干旱化发展.     

贵州茂兰喀斯特森林不同小生境下土壤细菌群落特征

以贵州茂兰喀斯特森林小生境土壤(石洞、石缝、石沟、石槽、土面)为研究对象,利用高通量测序技术对其土壤细菌16S rRNA V3～V4可变区进行高通量测序,分析土壤细菌α多样性、物种组成及丰度差异情况,并应用数量生态学方法分析土壤理化因子对细菌群落结构的影响.结果表明: 5类小生境土壤共检测到27个门64个纲128个目242个科367个属704个种;主要优势菌门为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、硝化螺旋菌门;石洞表层(0～10 cm)、石洞下层(10～20 cm)、石缝及石槽等生境主要的优势菌门是放线菌门,土面表层(0～10 cm)、土面下层(10～20 cm)的是酸杆菌门,石沟表层(0～10 cm)、石沟下层(10～20 cm)的是变形菌门.石缝细菌Simpson多样性最高,土面下层(10～20 cm)最低.LEfSe分析表明,土面表层(0～10 cm)、土面下层(10～20 cm)、石洞下层(10～20 cm)以及石槽不同分类水平上的差异指示种数量高于石缝、石沟表层(0～10 cm)以及石沟下层(10～20 cm).例如,在门水平上,石洞下层(10～20 cm)差异指示种为放线菌门与绿弯菌门,石沟表层(0～10 cm)为变形菌门与Tectomicrobia门,土面表层(0～10 cm)为酸杆菌门、疣微菌门及Latescibacteria门,土面下层(10～20 cm)为硝化螺旋菌门,石槽、石缝以及石沟下层(10～20 cm)无差异指示种;但从门至属,石洞表层(0～10 cm)都无差异指示种.冗余分析(RDA)及集成推进树(ABT)分析表明,土壤有机质、pH及总磷较大程度上解释了细菌门类水平分布对土壤基本理化因子变化的响应机制.     

区域生态足迹盈亏测算及其空间特征——以江苏省为例

生态足迹分析法能够通过计算生物生产性土地和水域的产量,估算人类对自然资本的消耗和自然资本的供给情况,进而对区域发展的可持续发展状态进行定量评估。论文在改进国家公顷生态足迹模型的基础上,对江苏省及其13个地级市生态足迹盈亏进行测算,进而揭示其空间演化特征。研究结果表明:(1)2015年江苏省的人均生态足迹为1.7890 hm2/人,人均生态承载力为0.2991 hm2/人,生态赤字为-1.4899 hm2/人,万元GDP生态足迹为0.2033 hm2/万元;(2)地级市中,人均生态足迹上,常州市最高为2.9317 hm2/人,宿迁市最低为1.7348 hm2/人;人均生态承载力上,盐城市最高为0.6111 hm2/人,苏州市最低为0.0812 hm2/人;人均生态赤字上,常州市最高为-2.8115 hm2/人,盐城市最低为-1.1503 hm2/人;万元GDP生态足迹上,宿迁市最高为0.3956 hm2/万元,无锡市最低为0.1651 hm2/万元;(3)江苏省及其苏南、苏中地区的人均建筑用地生态足迹和化石能源用地生态足迹所占比例较大,苏北地区人均耕地生态足迹和草地生态足迹所占比例较大;(4)人均生态足迹和生态赤字在空间分布上较为一致,呈现出南高北低的特征,而人均生态承载力呈现北高南低的分布特征;万元GDP生态足迹空间分布北高南低,整体上与人均地区生产总值成反比。研究结果能够为江苏省区域协调发展、生态文明建设提供理论指导和定量参考。     

不同生境下景宁玉兰灌丛萌株形态及其生殖特征

景宁玉兰是萌生能力很强的灌木树种,为了解不同生境下景宁玉兰萌枝形态及其生殖特征,选择了灌丛(SH)、黄山松林(PTF)、落叶阔叶林(DBF)、杉木林(CLF)和林缘(FE)等5种坡向一致的生境类型,通过典型样地调查,比较分析了5种不同生境下景宁玉兰萌枝数量、大小、高度、枝系、开花及结实等性状。结果表明:(1)景宁玉兰在黄山松林下的分布密度最高,但5种生境下景宁玉兰每丛的萌枝数量没有差异,每丛最大萌枝基径对每丛萌枝数有一定影响,但最大萌枝高度与每丛萌枝数没有关系。在所有调查的景宁玉兰居群中,大于2根以上萌枝的灌丛达82.5%,说明萌生更新在种群繁衍中发挥着重要作用。(2)在落叶阔叶林下的萌枝基径显著小于其他生境(P0.05),黄山松林下一级枝粗度和长度显著小于其他生境(P0.05);灌丛中的总分枝率和逐步分枝率最高,灌丛和林缘生境的逐步分枝率(SBR2:3)高于其他生境。(3)生殖萌枝基径(r=0.320,P0.05)和高度(r=0.349,P0.05)与花量均呈显著正相关关系。杉木林下景宁玉兰生殖萌枝的花量显著高于黄山松林、落叶阔叶林和林缘生境(P0.05)。虽然黄山松林下景宁玉兰萌枝开花率及开花萌枝比例最低,但其果实大小、单果种子粒数及每丛结实率却较高(P0.05),(4)景宁玉兰对环境变化极为敏感,生境类型和海拔对萌枝形态和生殖性状均有一定影响。研究表明,景宁玉兰萌生特征主要受其内在生物学特性所控制,而萌枝形态及生殖特征则与其所处环境条件更为密切。     

茂兰喀斯特原生林不同坡向及分解层的凋落物现存量和养分特征

以茂兰喀斯特原生林3种坡向林下凋落物为研究对象,通过野外调研采样和室内分析测试相结合的方法,探讨了不同喀斯特原生林生态系统下坡向和分解层的凋落物现存量、主要营养元素含量、储量及元素释放率的分布特征。结果表明:1)阴坡凋落物现存总量((0.568±0.024)kg·m~(-2))高于阳坡((0.504±0.03)kg·m~(-2))和半阴坡((0.295±0.02)kg·m~(-2)),不同坡向林下凋落物现存量在各分解层均表现为:未分解层(L层)半分解层(F层)全分解层(Y层);2)不同坡向林下凋落物各营养元素平均含量表现为:C((388.7±11.2)g·kg-1)N((24.90±3.49)g·kg-1)K((9.78±1.82)g·kg-1)P((1.53±0.32)g·kg-1),在各分解层的含量表现不同,碳含量和钾含量:LFY,氮含量和磷含量:YFL;3)3种坡向林下凋落物的碳、氮、钾元素总储量表现为:阴坡阳坡半阴坡,磷元素总储量表现为:阳坡阴坡半阴坡;4)凋落物营养元素储量在L层占总储量的37.1%~64.2%,并随分解加剧而减少;L层和F层的元素释放率均表现为:阴坡半阴坡阳坡,且碳、钾元素释放率高于氮、磷元素。在喀斯特原生林凋落物分解的养分释放过程中,坡向对林下凋落物的理化性质及分解速率有较大影响,且阴坡林下凋落物分解较快、营养元素内部循环周期较短。     

极端干旱对贵州省喀斯特地区植物的影响

基于2010年贵州省旱灾中喀斯特地区受损植被的调查资料,分析受损植被的物种组成、植物区系、生活型、叶质及其立地环境条件.结果表明:调查的6个样地中,因旱受损植物达31种,杉木、南蛇藤、密花树、齿叶铁仔、青冈和云南樟的受损数量最多,受损物种以热带中型革质单叶的常绿小乔木为主.受损植物主要分布在坡度较陡的顺倾坡中上部和水平产状碳酸盐岩发育的薄层石灰土上,土厚＜30 cm和石土面小生境植物受损最多,分别占87.4%和40.0%.建议喀斯特地区适当增加温带性质小型叶耐旱落叶乔木及灌木的种植面积,植树造林应选择石沟和土面等土层较厚、立地条件较好的小生境.     

茂兰喀斯特森林主要演替群落的凋落物动态

对茂兰喀斯特森林3种主要演替群落——喀斯特原生乔木林、次生林和灌木林的凋落物数量、组成特征及季节动态变化进行了为期27个月的观测研究。结果表明, 茂兰喀斯特原生乔木林、次生林和灌木林的年平均凋落物量分别为4.503、3.505和2.912 t·hm^-2; 年总凋落物的叶、枝、花果和其他的比例分别为64.72%、14.60%、12.33%、8.35%; 74.28%、7.43%、10.88%、7.41%和75.94%、8.56%、12.93%、2.57%, 叶凋落物量占总凋落物量的64.72%-75.94%; 茂兰喀斯特森林3种演替群落凋落物的月动态变化规律均为双峰型, 峰值分别出现在生长季早期3-5月和休眠期10-12月。     

茂兰喀斯特地区常见蕨类植物的钙含量特征及高钙适应方式分析

为了探讨喀斯特地区常见蕨类植物种对石灰土高钙环境的适应方式, 以茂兰国家级自然保护区及其附近区域的11种常见蕨类植物为研究对象, 通过对比其根际土及植株钙素的含量特征, 分析了这11种植物对土壤钙素的吸收情况, 以及钙素在植株各器官间的运转和分配情况。研究显示, 在酸性土区, 肾蕨(Nephrolepis auriculata)根际土的钙有效度显著高于其他10种蕨类植物; 受酸性土钙含量低的影响, 厌钙植物种的植株钙含量显著低于专性钙生植物种; 除肾蕨和金星蕨(Parathe- lypteris glanduligera)外, 酸性土区各植物种的植株各器官中钙含量为成熟叶>根>幼叶, 石灰土区植株各器官的钙含量为根>成熟叶>幼叶, 广布种凤尾蕨(Pteris cretica var. nervosa)的植株器官钙含量特征在石灰土和酸性土间存在差异; 各专性钙生植物种的植株钙含量有显著的种间差异。以上结果表明, (1)肾蕨可通过富集、活化根际土钙素的方式来满足自身的需求; (2)土壤供钙条件会影响植株钙含量, 且在不同土壤钙环境下, 植株各器官钙含量特征的差异与其对土壤钙含量变化的适应行为有关; (3) 5种专性钙生植物种对钙素的需求有差异, 且其面对高钙环境起主导作用的适应方式也有所不同, 柳叶蕨(Cyrtogonellum fraxinellum)、贯众(Cyrtomium fortune)、蜈蚣草(Pteris vittata)具有嗜钙或喜钙的特性, 而铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)属于低钙植物种。     

典型峰丛洼地耕地、聚落及其与喀斯特石漠化的相互关系——案例研究

喀斯特石漠化,近年来已成为研究热点和引起国家层面重视,但当前研究并没揭示岩溶山地土地为什么会发生石漠化这一现象的本质,没有阐明岩溶山地农户为什么要进行不合理活动。通过典型案例研究从理论上解释岩溶山地农户为什么要进行不合理活动这个问题,以从本质上揭示石漠化发生的机理。为此,在贵州选择了6个典型峰丛洼地,采用2010年的10 m分辨率ALOS影像作为数据源,比较了6种不同的峰丛洼地组合地形中的耕地资源分布、聚落特征和石漠化发育情况。结果表明,6个研究点耕地和聚落数量、分布和石漠化的面积和分布存在一定的相互关系,这些相互关系可阐明土地承载力较低情形、土地承载力中等情形和土地承载力较高情形石漠化发生的过程;发现严重的石漠化只能出现在土地承载力低、人口压力大的区域,并据此进一步总结了峰丛洼地区石漠化形成的理论模型。从理论上揭示了峰丛洼地区土地承载力和人口压力是否协调决定了峰丛洼地区的生态质量状况,有助于从本质上认识石漠化的发生机理和指导石漠化的治理。     

喀斯特石漠化区不同小生境常见灌木种叶片δ13C值特征

测定了喀斯特石漠化区不同小生境内5种常见灌木(鼠李、火棘、粉枝莓、竹叶椒和烟管荚蒾)的叶片δ13C值,探讨喀斯特石漠化对植物水分利用空间异质性的影响.结果表明:不同小生境植物的δ13C均值大小顺序为:石面＞石沟＞石缝＞土面.土面生境中多数灌木种植株叶片δ13C值较其他生境偏轻;灌木叶片δ13C值大小顺序为:烟管荚蒾＞粉枝莓＞竹叶椒＞火棘＞鼠李.各小生境内灌木叶片δ13C均值和主要灌木种叶片δ13C值均随着石漠化加深而增大,且不同小生境间差异显著.随着石漠化的加剧,喀斯特生境结构和功能受损,小生境逐渐分异,环境逐渐向着干旱化发展.