喀斯特地区丛枝菌根真菌遗传多样性

为探明喀斯特地区丛枝菌根真菌( AMF)的遗传多样性特征,利用巢式PCR和DGGE相结合的分子生物学方法对茂兰喀斯特多个植被类型下的AMF遗传多样性进行了研究.结果表明,喀斯特地区AMF遗传多样性指数和物种丰富度分别平均为3.50和41,远高于非喀斯特对照样地的2.68和17,分析表明,喀斯特地区较高的AMF多样性与此地区丰富的植物多样性以及特殊的生态环境有关,是与喀斯特生态系统长期相互选择的结果.不同植被类型下的AMF多样性差异显著,相似性指数最高为0.34,喀斯特地区AMF的群落结构随着植被类型的改变发生显著变化;基因测序显示,喀斯特地区AMF的优势菌属是生态适应性很强的球囊霉属,在喀斯特石漠化生态恢复中具有较强的利用潜力.     

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。     

不同喀斯特小生境中土壤丛枝菌根真菌的遗传多样性

为探明西南喀斯特地区小生境土壤中丛枝菌根真菌(AMF)的遗传多样性特征, 利用巢式PCR和变性梯度凝胶电泳相结合的分子生物学方法, 对茂兰3种植被类型下的小生境(石缝、石沟、土面) AMF遗传多样性进行了研究。结果发现: 各类小生境都含有丰富的AMF遗传多样性, 灌木林土面的多样性指数和物种丰富度最高, 为4.06和68; 次生林石缝的最低, 为3.16和29, 所研究的9个小生境多样性指数和物种丰富度的平均值分别高达3.67和48, 高于同类研究在其他地区的结果, 这可能主要与喀斯特生态系统复杂的结构和较高的植物多样性有关; 聚类分析显示各类小生境间的AMF群落结构差异显著, 相似性指数最高仅为0.45, 说明小生境所带来的空间异质性对AMF的遗传多样性产生了显著影响; 基因测序显示球囊霉属(Glomus)极有可能是喀斯特地区AMF的优势菌属, 在以后筛选喀斯特地区的高效生态恢复菌种时可重点考虑球囊霉属的一些菌种。     

基于生物量回归方程估算黔中喀斯特常绿落叶阔叶混交林木本植物的根系生物量

常规根系生物量研究方法在我国西南喀斯特森林地区实施困难,根系挖掘法所得研究结果不确定性高,导致目前根系生物量数据匮乏。选择贵州中部喀斯特常绿落叶阔叶混交林为对象,建立常规的根系生物量回归方程,结合群落调查数据,以期研究该森林木本植物的根系生物量特征及其空间分布格局。利用106株乔木、34株灌木和34株藤本标准木根系数据,构建了5种优势乔木(安顺润楠Machilus cavaleriei、化香树Platycarya strobilacea、云贵鹅耳枥Carpinus pubescens、云南鼠刺Itea yunnanensis和窄叶石栎Lithocarpus confinis)、3种优势灌木(刺异叶花椒Zanthoxylum dimorphophyllum、倒卵叶旌节花Stachyurus obovatus和异叶鼠李Rhamnus heterophylla)和2种优势藤本(藤黄檀Dalbergia hancai Benth和小果蔷薇Rosa cymosa)以及乔木通用、灌木通用和藤本通用共13个根系生物量回归方程。利用这些方程计算得到该喀斯特森林木本植物总根系生物量为22.72Mg/hm2。乔木根系生物量(22.57 Mg/hm2)远高于灌木和藤本,占森林总根系生物量的99.30%。5个优势乔木树种的根系生物量(19.67 Mg/hm2)占森林总根系生物量的86.54%。物种根系发达程度是影响根系生物量空间分布格局的重要因素。研究可为喀斯特地区植被地下生物量与碳储量的全面估算提供一个新途径。     

贵州省地表温度的遥感反演评价及时空分异规律

地表温度(LST)是全球变化研究中的关键参数,对生态系统和生物地球化学等具有重要研究意义。然而,目前针对复杂地形区域的地表温度的研究仍非常欠缺,贵州省是典型的西南喀斯特高原地区,地形复杂,生态系统脆弱。本研究以贵州省为研究区,基于多年MODIS遥感数据,结合地面观测气象数据,使用相关分析、趋势分析、R/S分析和地理探测器等方法,进行地表温度的时空演变规律研究。结果表明:(1)MODIS LST与实测气温具有良好的线性相关性;(2)地表温度在空间上呈南高北低的空间分布格局;(3)在时间上,地表温度的年际波动较大,最大差值为2.06℃·a~(-1),年内主要呈现单峰型分布;(4)海拔800 m以上区域,地表温度随海拔升高而降低;海拔800 m以下区域,地表温度与海拔呈非线性关系;(5)不同土地利用类型的地表温度之间存在显著差异,且最大差值为1.3℃。综上所述,研究区地表温度空间分布与纬度分布相对一致,受到海拔和纬度双重控制,且与土地利用类型有关。     

黔中北亚热带喀斯特次生林动态监测样地：物种组成与群落结构

多年来强烈的人为干扰导致我国西南喀斯特原生森林丧失殆尽并呈现植被灌丛化,甚至石漠化现象。贵州普定县残存的片段化喀斯特次生林是黔中地区北亚热带森林植被的典型代表,可作为监测该区域植被结构和动态的样本。在普定县天龙山建立2 hm~2(200 m×100 m)森林固定样地,对样地内胸径≥1 cm的所有木本植物进行了每木调查,分析了木本植物的物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明,样地内有木本植物独立个体14,025株,隶属于34科55属66种。重要值最大的前3个科依次是壳斗科、胡桃科和樟科。在区系成分上,温带区系成分占总属数的52.7%,而热带区系成分占40.0%,温带成分多于热带成分。稀有种有21种,占总种数的31.82%。重要值≥1的物种共有13种,贡献了88.81%的重要值,重要值排名前三的物种分别是窄叶石栎(Lithocarpus confinis)、化香树(Platycarya strobilacea)和云南鼠刺(Itea yunnanensis)。样地内所有个体的平均胸径仅为5.12 cm,整体径级分布呈倒"J",表明群落更新良好。部分优势种的空间分布表现出较明显的...     

利用皆伐法估算黔中喀斯特森林地上生物量

精确估算森林生物量对理解全球碳循环至关重要。已有的喀斯特森林地上生物量估算研究存在很高的不确定性,缺乏校准数据检验研究结果的精度。利用皆伐法,首次精确估算了我国西南贵州省中部喀斯特森林的地上生物量,并检验了已有生物量回归方程和平均标准木法对该喀斯特森林地上生物量的估算效果。该喀斯特森林的地上生物量为122.81 Mg/hm~2,胸径(D)≥1 cm的木本植物、D1 cm的木本植物和草本植物的地上生物量分别为120.00、2.56、0.24 Mg/hm~2。D在10—30 cm范围内的植株(83.89 Mg/hm~2)是地上生物量的主要贡献者。4个优势树种(云南鼠刺Itea yunnanensis、川钓樟Lindera pulcherrima、猴樟Cinnamomum bodinieri和化香树Platycarya strobilacea的地上生物量为103.03 Mg/hm~2,占森林总地上生物量的83.89%。干(61.04 Mg/hm~2)和枝(40.56 Mg/hm~2)的生物量远高于皮(11.61 Mg/hm~2)和叶(6.80 Mg/hm~2)。在物种水平上,已有生物量回归方程(误差-56.10%—84.61%)和平均标准木法(误差-36.43%—-5.14%)对该喀斯特森林地上生物量的估算效果均较差。最后,建立了5个新的生物量回归方程。本研究可为我国西南喀斯特地区精确估算森林碳储量提供基础校验数据和方法指导。     

Variations of plant functional traits and adaptive strategy of woody species in a karst forest of central Guizhou Province,southwestern China

性状变异反映了植物的生活史对策。该研究以贵州普定县天龙山10种木本植物为对象, 通过分析枝叶和根系9个功能性状的种间与种内变异, 揭示植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明: (1) 9个性状变异程度不同, 细根组织密度的种间和种内变异系数最大, 分别达96.47%和51.44%, 小枝干物质含量的种间与种内变异最小, 分别为11.67%和6.83%。(2)种间水平的细根组织密度在不同物种中没有显著的差异, 比根长、叶厚度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度均表现出显著的差异。在种内, 比叶面积差异显著, 其他性状差异不显著。(3)绝大多数叶和枝性状间显著相关, 比根长与比叶面积显著负相关, 其他根系性状与枝叶性状相关性不显著。总之, 与同纬度非喀斯特地区植物相比, 普定喀斯特地区植物具有较小的叶面积和比根长度, 较大的叶干物质含量、叶组织密度等一系列有利于减小蒸腾和储存养分的功能性状组合, 这可能是其适应干旱贫瘠的喀斯特环境的主要生态策略。     

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.     

喀斯特峰丛洼地土地利用演变及其土壤侵蚀效应

人类不合理活动所导致的土地利用演变是引发土壤侵蚀及其负面生态效应的主要机制,因此研究二者的耦合关系具有重要意义。本文以贵州普定县的石人寨峰丛洼地为主要研究区域,从景观生态学的"格局-过程-尺度"、"源、汇景观"原理及其景观空间负荷对比指数(LCI)出发,应用稳定同位素和放射性核素示踪方法,揭示土地利用演变及其土壤侵蚀特征,并进一步分析二者的耦合关系。结果表明,该洼地在土壤剖面约100cm处记录到坡地森林遭受砍伐后变为耕地的事件,随后从坡地侵蚀下来的大量土壤沉积于洼地底部;该事件之后进入垦殖期,在洼地中轮种玉米、油菜、大豆等农作物。本研究为优化当地土地利用结构,改善流域的水土流失状况提供了新的视角。