典型喀斯特地区石漠化景观格局对土地利用变化的响应

土地利用是人类活动最基本的表现形式,探讨石漠化与土地利用变化之间的响应关系,对于石漠化治理和区域的可持续发展是非常重要的。基于贵州道真县2005年、2015年LANDSAT和石漠化数据,再利用ENVI 5.3进行监督分类,将道真县土地利用分为8种类型。通过景观格局空间分析技术和3S技术,对道真县土地利用时空演变和石漠化景观格局进行综合分析,结果表明:(1) 2005—2015年间,道真县建设用地和灌木林地面积增加,大部分灌木林地由水田和旱地转化而来,其面积增加了7.51%,建设用地增加了1.30%。(2)近10年间,研究区石漠化等级间的转移表现为轻、中、重度转化为潜在石漠化,其斑块转移面积分别为11.26、38.79、2.71 km2,表明研究区石漠化景观得到了恢复,低等级石漠化斑块面积增加,降低了原有高等级石漠化斑块的优势度。(3) 2005—2015年间道真县土地利用和石漠化景观格局,多样性指数分别下降了0.6434和2.4309,均匀度指数各减少了0.0552和0.5436,分维度指数各提高了0.0061和0.0801,蔓延度指数各增加0.1751、25.5396和聚合度指数分别增加1.8688和2.9112,景观形状指数分别减少0.9812和4.536,石漠化景观格局的变化对应土地利用景观格局指数的变化,随着人们土地利用方式的改变,石漠化也发生相应的改变。通过该研究的进行,有助于提高人们对石漠化和土地利用景观格局的认识,基于景观生态学背景对石漠化治理成效进行评估,为之后的石漠化治理工作的进行及研究提供了参考。     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林群落组成和优势种更新类型

为探讨茂兰喀斯特森林群落结构和优势种更新机制,对茂兰自然保护区常绿落叶阔叶混交林群落进行了调查。结果表明,群落中有木本植物37科58属70种,以樟科、蔷薇科、无患子科和漆树科为主。常绿树种41种,占总种数的58.6%;落叶树种29种,占总种数的41.4%,这体现了喀斯特常绿落叶阔叶混交林的群落学性质。群落的优势乔木树种有轮叶木姜子(Litseaverticillata)、青冈栎(Cyclobalanopsisglauca)、狭叶润楠(Machilusrehderi)和翅荚香槐(Cladrastisplatycarpa)等。灌木优势种有皱叶海桐(Pittosporumcrispulum)、裂果卫矛(Euonymusdielsianus)、革叶铁榄(Sinosideroxylonwightianum)和南天竹(Nandina domestica)等。优势种种群结构有5种类型:单峰型,如樱桃(Cerasus pseudocerasus)、南酸枣(Choerospondias axillaris)等阳性乔木,为林窗更新种,随林窗的郁闭将衰退消失;逆J字型,如轮叶木姜子、香港四照花(Dendrobenthamia hongkongensis)、皱叶海桐等耐荫性强的常绿阔叶树种,更新能力较强,为顶极群落优势种;间歇型,如青冈栎、狭叶润楠、齿叶黄皮(Clausena dunniana)等树种,群落中的个体多集中在小径级阶段,能长期存在于群落中;L字型,如桂皮(Cinnamomumtamala)、梓叶槭(Acer catalpifolium)、革叶铁榄等;单柱型,如石岩枫(Mallotus repandus)、南天竹等常绿灌木树种,个体集中于幼苗、幼树阶段,为顶极群落亚乔木层和灌木层的主要组成种。因此,这表明调查区域的植物群落处于相对稳定的顶极阶段。     

西南喀斯特木本植物区系成分的纬度变异格局

本研究选取3个极具代表性的喀斯特原生植被区域,即北热带的广西弄岗自然保护区、南亚热带的广西龙虎山自然保护区和中亚热带的贵州茂兰自然保护区为研究对象,通过野外实地调查及查阅文献,整理出3个区域的木本植物名录,比较分析木本植物种类组成和区系成分的纬度变异格局。结果显示,弄岗、龙虎山和茂兰3个不同气候区域内的木本植物分别有104科425属936种、99科363属636种和100科352属995种。木本植物区系均以热带亚热带成分为主,其优势科热带性质随纬度升高逐步降低。热带区系成分与温带区系成分的比值(R/T)反映出,弄岗和龙虎山自然保护区的木本植物区系属的热带性质明显,而茂兰自然保护区植物属的热带性质较弱,温带性质属的比重随纬度升高而增加。科、属、种相似性系数表明,弄岗和龙虎山间的木本植物亲缘关系较密切,弄岗和茂兰间次之,而龙虎山和茂兰间亲缘关系较远。     

石生南亚毛灰藓在不同温度和干旱条件下的生理生化特性

通过模拟高温和干旱处理,对喀斯特石漠化生境中南亚毛灰藓(Homomallium simlaense(Mitt.)Broth.Mitt)在胁迫条件下生理特征的变化进行了研究。结果表明,南亚毛灰藓在高温和干旱条件下,各项生理指标均与相对含水量呈显著正相关;丙二醛、渗透调节物质和叶绿素含量均随处理时间的增加和含水量的降低而减少,但植株仍保持较高的可溶性糖含量以维持渗透压的平衡。在极端干旱和高温的条件下,南亚毛灰藓可通过降低生理活性,保持一定的可溶性糖含量度过胁迫期,同时丙二醛含量保持最低状态。高温和干旱处理结束后,进行复水处理,植株的渗透调节物质和丙二醛含量显著升高,光合作用迅速恢复。研究结果表明,南亚毛灰藓适应干旱和高温的极端条件可能与丙二醛含量有关,但复水结束后丙二醛含量升高,胁迫反而增强,说明南亚毛灰藓对高温和干旱具有一定耐受性,原因可能与其长期生存于喀斯特的石生环境有关。     

贵州大方喀斯特区领春木群落特征研究

采用植物群落学研究方法,对典型喀斯特区大方福建柏自然保护区内领春木(Euptelea pleiospermum)群落进行了研究。结果表明:群落植物种类丰富,科属组成极为分散,区系成分复杂。科级地理成分热带性质较强(45.28%),属级地理成分以温带性质为主(39.44%)。群落外貌以中、小型叶面积、单叶、落叶草质、革质、非全缘的高位芽植物组成为特征。垂直结构复杂,成层现象明显,可分为乔木层、灌木层、草本层和地被层,并有一定层间植物伴生。乔木层、灌木层、草本层的Shannon-Wiener指数分别为2.5561、2.6954、1.9145。     

喀斯特槽谷区土地石漠化与综合治理技术研发

深入揭示流域尺度水-土-生资源格局和研发因地制宜的水-土-生治理技术是"十三五"石漠化治理工程的主要瓶颈。国家重点研发计划——"喀斯特槽谷区土地石漠化过程及综合治理技术研发与示范"项目(2016YFC0502300)针对槽谷区特点,锁定两个关键科学问题和五个关键技术,从过程机理研究-技术研发-应用示范3个层面解剖区域水/土/生物资源分布格局与地质地貌之间的关系,阐明石漠化过程中的相关生态变化机理,因地制宜地研发水土资源高效利用、土壤地上/下流/漏失阻控与生态恢复技术;研发野生砧木及经济树种互作效应与优化配套技术,构建槽谷区可持续的生态系统和生态产业模式并示范推广,为区域生态改善和贫困问题解决提供科技支撑。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分空间异质性

在木论国家级自然保护区内喀斯特常绿落叶阔叶混交林内建立500 m×500 m长期监测样地,采用经典统计学和地统计学方法研究喀斯特森林土壤磷钾养分含量及其空间变异特征。结果表明:研究区土壤全磷(TP)、全钾(TK)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量分别为(1.60±0.76)g/kg、(5.42±2.74)g/kg、(5.74±3.63)mg/kg、(5.20±2.96)mg/kg;磷钾养分含量均为中等变异,变异强度为APAKTKTP。研究区土壤TP、TK、AP、AK变异函数值的最佳拟合模型均为指数模型,决定系数均很高(0.671-0.995),TP、AP呈中等强度空间自相关,TK、AK呈弱空间自相关。TP、AP的变程较长,分别为336.00 m和373.50 m,空间连续性较好,TK、AK变程较短(33.30 m、64.50 m),空间依赖性较强。土壤TP表现为坡下(含洼地)含量高,坡上含量较低;AK表现为坡中含量高于洼地含量;AP、TK呈斑块破碎化分布。海拔、坡度和地面凹凸度是土壤磷钾养分空间异质性的主要影响因素。喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分存在不同空间异质性和空间关联性,这为小流域尺度上土壤养分管理、可持续利用策略、喀斯特退化生态系统生态恢复提供理论依据。     

喀斯特山区粗裂地钱风兜亚种冬季芽胞杯的形态多样性特征及芽胞传播观察

芽胞杯是地钱属特有的无性繁殖器官,关于其冬季形态特征及繁殖传播的行为研究较少。现以贵州喀斯特山区常见的粗裂地钱风兜亚种（Marchantia paleacea subsp.diptera）为代表,在最冷的冬季1月份,对其芽胞杯、杯内芽胞产量及传播方式进行野外定点观察和采样分析。结果显示：（1）冬季芽胞杯形态多样。根据其颜色和杯内芽胞特点将其划分为4个生长时期：未成熟期（透明）、成熟期（绿色）、衰退期（紫色）和衰亡期（紫黑色）,反映了冬季芽胞杯生长发育的不同阶段。（2）各生长时期的芽胞杯数量不同,表现出有序的凋亡特征。在统计的708个芽胞杯中,4个时期芽胞杯数量分别为62、209、254和183个,且不同时期的芽胞杯内芽胞的平均产量明显不同,不同时期单杯芽胞的平均产量分别为42、131、87和0 个;（3）冬季芽胞杯及芽胞在配子体上的密度较高,每平方米分别达到10 139和754 889个;（4）除春夏季常见的被雨滴敲打传播外,通过重力作用传播是冬季芽胞的一种重要传播方式。冬季粗裂地钱风兜亚种配子体上的芽胞杯处在不同的生长时期,形成的芽胞仍十分丰富,这对该物种适应喀斯特山区最冷月严苛环境条件具有积极的意义。     

岩溶型铝土矿尾矿堆不同自然演替阶段苔藓植物多样性特征

按空间代替时间序列的方法,对贵州省修文县小山坝岩溶型铝土矿区尾矿堆5个不同自然演替阶段苔藓植物多样性进行了研究。结果显示：（1）苔藓植物共有11科18属31种,其中藓类9科16属29种,苔类2科2属2种。在演替过程中,苔藓植物生活型单一,仅矮丛集型（占67.7%）和交织型（占32.3%）,矮丛集型占优势地位。苔藓植物物种组成简单,纯群落较多,混合群落随演替阶段逐渐增多。（2）不同自然演替阶段苔藓植物群落Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和丰富度指数有所不同,裸岩阶段最低（0.196、0.283和-1.930）,草灌丛阶段最高（3.470、1.281和2.342）,乔灌木阶段逐渐下降（2.128、0.887和1.267）。苔藓植物种的替代速率与相似性变化趋势相反。小山坝岩溶型铝土矿区尾矿堆苔藓植物多样性在5个不同自然演替阶段呈先上升后下降的变化规律,多样性水平总体呈上升趋势,研究结果可为岩溶型铝土矿区生态恢复和生物多样性保护提供基础资料。     

中国南方喀斯特荔波世界自然遗产地翼手目物种多样性与保护现状

为了解荔波世界自然遗产地翼手目动物的物种多样性和生存现状, 作者于2010年10月至2011年10月, 对中国南方喀斯特荔波世界自然遗产地区域内6个镇(乡)69个洞穴的翼手目动物进行了考察, 发现60个洞穴有翼手目动物栖息痕迹, 其中可以确定具体栖息物种的洞穴有37个。本次调查观察记录到翼手目动物10万余只, 隶属5科15种, 结合文献记载及贵州师范大学动物标本室保存的翼手目动物标本, 确认该地区共有翼手目动物7科24种。11种翼手目动物在荔波世界自然遗产地为首次记录, 其中狭耳鼠耳蝠(Myotis blythii)、果树蹄蝠(Hipposideros pomona)2种为贵州省翼手目新记录。该地区一些洞穴已被开发为旅游景点, 严重影响了洞穴内翼手目动物的生存, 翼手目动物保护状况令人担忧, 建议对翼手目动物栖息的洞穴采取必要的保护措施。