基于综合评价法的洞庭湖区绿地生态网络构建

绿地生态网络对于改善区域生态空间破碎化、生物多样性降低、生态系统服务供需不平衡及保障区域生态安全具有重要意义。本研究以洞庭湖区为例,在3S技术支持下,从生态系统服务功能、潜在生物多样性、形态空间格局的角度综合评价和识别生态源地及计算栅格单元的基本生态阻力;利用夜间灯光指数修正基本生态阻力;运用最小累积阻力模型识别生态廊道;构建加权评价模型,对源地的聚合度、离散度及廊道的生态连接贡献度进行评价;利用结构特征指数对综合网络、“源-汇”潜在网络及规划网络进行对比分析和评价。结果表明: 源地空间分布不均衡,林地、灌丛与水域三者面积之和占源地总面积的95.9%,位于研究区中部的洞庭湖湿地生态风险较高;源地离生态网络系统中心位置越近及到其他源地的平均最小累积阻力越小,聚合及离散的优势越强;高生态质量源地周围的中、高生态质量源地分布越密集,其聚合度、离散度越高;廊道离高生态质量的源地越近,表现为生态连接贡献度越大;林地、灌丛,尤其是河道在自然生态系统与人类社会系统之间起着非常重要的生态连接作用;“源-汇”规划绿道对“源-汇”潜在生态廊道形成了良好补充,与“源-汇”潜在网络相比,综合网络的α、β、γ、ρ指数分别提高123.1%、25.8%、26.2%、74.6%;与“源-汇”规划网络相比,α、β、γ、ρ指数分别提高了190.0%、31.1%、32.5%、114.6%。本研究结果能为洞庭湖区绿地生态网络构建、国土空间规划提供参考。     

贵州喀斯特区C4植物物种组成与水分生态型划分

该研究通过查阅文献、核对贵州大学林学院标本库及现场群落调查与标本采集,并运用碳同位素比值法研究典型C_4植物水分利用特性,探索C_4植物在喀斯特植被恢复中的地位,进而揭示贵州喀斯特地区C_4植物资源的基本特征。结果表明:贵州喀斯特区共有C_4植物141种,隶属于74属15科,分别占全国科属种的62.50%、46.25%、24.48%,以禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae)为主;区内C_4植物种均为一年生或多年生草本,多年生植物种略多于一年生植物种;水分生态型整体偏旱生,旱生和中生植物分别占总数的24.82%和31.21%;喀斯特区C_4植物具有高水分利用效率,但不同水分生态型间差异不显著;贵州喀斯特区C_4植物资源具有资源丰富、利用途径广泛、能长期利用、竞争力强、能大面积分布、偏旱生且水分利用幅度广的基本特征,适合喀斯特区生境,自然状态下多为恢复早期物种,有利于喀斯特区生态恢复。在贵州喀斯特恶劣生态环境下C_4植物有较好的生态适应性,并表现出较高的药用、食用、饲用、景观应用等价值,对其开发利用对贵州经济、社会发展及生态恢复有重要意义。     

喀斯特森林植被自然恢复过程中土壤可矿化碳库特征

2011年9月,采用空间代替时间方法,研究了茂兰自然保护区喀斯特森林自然恢复过程中土壤可矿化碳库的特征.结果表明: 研究期间,喀斯特森林自然恢复过程中不同深度土壤的总有机碳含量、可矿化碳含量和矿化速率随土层加深而减少,随恢复的进程而增加;累积矿化排放量及其速率随恢复的进程增加,其速率随培养时间延长而减小;矿化率随恢复的进程增加,而随土层加深的变化不明显;qCO₂值随恢复的进程和土层加深而递减;土壤可矿化碳与凋落物现存量及其分解质量损失率分别呈负相关(r=-0.796)和正相关(r=0.924);土壤生境由早期干扰强烈转向中后期日趋稳定,土壤的固碳能力由早期差、潜力大转向中后期强、潜力小.     

不同林龄杉木人工林植物-凋落叶-土壤C、N、P化学计量特征及互作关系

以贵州8年、16年、28年生杉木人工林为研究对象,分析植物-凋落叶-土壤的C、N、P化学计量特征及其内在联系,探讨林龄对杉木人工林生态化学计量的影响,为杉木人工林可持续经营提供参考。结果表明:(1)杉木人工林植物-凋落叶-土壤均呈高C低N、P元素格局,两两组分间差异显著(P0.05);成熟叶C/N(38.58)、C/P(376.67)偏低,其养分利用效率较低;与成熟叶相比,凋落叶N、P偏低,C/N、C/P偏高;土壤C/P、N/P偏低,C/N较高,说明土壤P素分解较快而N保存较好,反映了凋落叶分解不利。(2)成熟叶C、P以及根、凋落叶、土壤的C、N、P、C/N、C/P、N/P均受林龄的显著影响;从8年到28年,C、N、P含量在植物体呈先增后减趋势,而在土壤中相反,呈先减后增趋势,但在凋落物中C、P显著减小,且C/P,N/P显著增加,反映杉木林早期对养分需求旺盛,随年龄增大需求减小,凋落物分解受制于P素,加剧中幼期杉木生态系统养分供需矛盾。(3)成熟叶与凋落叶N、C/N、N/P之间显著正相关,凋落叶养分源自成熟叶;成熟叶重吸收率P(0.518—0.645)N(0.292—0.488),即对P的利用效率高于N。凋落叶与土壤C、C/N之间显著负相关,表明土壤C、N来源于凋落叶分解,但凋落叶分解缓慢,导致大量元素滞留于凋落叶,土壤损耗元素得不到补给,两者间养分循环缓慢。土壤与根C、P、C/N、C/P、N/P之间均显著正相关,土壤与成熟叶的C、N、P均不相关,表明土壤养分是杉木生长养分的主要来源,但土壤C、N、P含量对成熟叶C、N、P含量影响不大。     

喀斯特多山城市空间形态结构与植物群落物种多样性的耦合关系——以安顺市为例

快速城市化导致土地资源开发利用强度增大，由此带来许多生态环境和社会经济等问题，相关部门在国土空间规划中提出"多规合一"举措，对有效统筹空间规划和城市生物多样性保护规划极为重要。为探析喀斯特山地城市空间形态结构与城市生物多样性内在关系，以典型黔中多山城市——安顺市为研究对象，运用空间句法和生物多样性相关理论与方法，分析了安顺市空间形态结构特征与植物物种多样性特征及二者之间耦合关系。结果表明：①安顺市城市空间形态结构呈东南-西北向条块状分布，城市整体水平上空间形态结构特征表现为：中心性不明显，核心分散，可达性较差，空间联系程度不高，网络结构规律性不明显，可理解性不高。②城市道路密度较低且分布不均匀，其密集区域在中心城区和西南片区，交通潜力大，空间聚集程度高、渗透性较好。③安顺市植物群落物种多样性指数偏低，不同空间区域差异较大；不同绿地类型中植物群落物种多样性指数由高到低的顺序为区域绿地、公园绿地、附属绿地、防护绿地、广场绿地。④安顺市整体空间形态结构与植物群落物种多样性呈显著负相关关系，在城市空间形态结构指数较高区域，植物群落物种多样性较低，但在局部尺度上这种相关性则较弱。本研究揭示了城市空间形态结构与生物多样性的互作关系，为城市空间规划、生物多样性保护规划与维持提供理论依据，同时对城市国土空间规划上的"多规合一"途径具有重要参考意义。     

贵州石漠化区布依族传统村落人居环境适宜度

为了解传统村落人居环境对石漠化及地形地貌的适应性,采用德尔菲法、综合权重法确定了石漠化区布依族传统村落人居环境适宜度评价指标体系及权重,并收集指标数据和确定人居环境适宜度值与阈值,综合分析了人居环境适宜度.结果表明: 10%的布依族传统村落位于强度与极强度石漠化区,且有择优环境的传统;人居环境适宜度指标体系由经济、历史文化、生态、社会、建筑环境适宜度5个一级指标及26个二级指标组成,该指标体系对喀斯特区村落均适宜;总体上,综合环境适宜度值(2.81～3.77)与经济(0.77～1.17)、历史文化(0.39～0.50)、生态(0.83～1.07)、社会环境(0.38～0.53)适宜度值随石漠化强度递增而递减,而建筑(0.43～0.51)则无显著变化,石漠化对经济、历史文化、生态和社会环境影响深远且有协同关系;人居环境适宜度阈值下限为2.93,低于2.93可考虑搬迁或采取措施提高其值;山地半坡传统村落人居环境适宜度值(3.56)高于洼地(3.42)和谷地(3.16);石漠化区传统村落人居环境适宜度比普通村落高,但低于常态地貌,其主因是经济与生态的差异;石漠化区传统村落人居环境提升应加强石漠化综合治理及政策支撑,发展生态经济与旅游及保护历史文化或生态移民.本研究可为喀斯特区村落人居环境保护规划、建设等提供理论依据.     

喀斯特森林自然恢复中土壤微生物生物量碳与水溶性有机碳特征

2011年9月,采用空间代替时间方法,研究了贵州茂兰国家级自然保护区退化喀斯特森林自然恢复中土壤微生物生物量碳和水溶性有机碳特征.结果表明:研究期间,土壤微生物生物量碳含量、基础呼吸随土壤深度增加而减少,随自然恢复的进程而增加;微生物熵随土壤深度增加和恢复的进程增加;水溶性有机碳含量随土壤深度增加而减少,随自然恢复的进程表层土增加,下层先增加后减少;水溶性有机碳与有机碳的比值随土壤深度增加而增加,随自然恢复的进程而减少;土壤质量、有机碳的质与量随自然恢复的进程而提高,其中微生物量碳变化最大,而水溶性有机碳变化不显著.     

岩溶区不同根系地下生境类型白栎叶片δ13C值的变化

选取岩溶区白云岩低倾产状多层空间类型、中倾产状多层空间类型及高倾产状多层空间类型3种根系地下生境类型中生长的优势树种白栎为对象,研究白栎叶片的δ¹³C值及其与各类型生境中土壤条件的关系,以及白栎水分利用效率.结果表明： 3种类型中的白栎叶片δ¹³C值存在显著差异,表现为低倾产状多层空间类型(-26.35‰)>高倾产状多层空间类型(-26.66‰)> 中倾产状多层空间类型(-27.07‰),白栎水分利用效率依次降低;白栎叶片的δ¹³C值与根系地下生境类型中土壤水分含量显著相关,但与土壤元素含量相关性不显著;δ¹³C值随土壤水分含量和肥力水平的减少而增加.     

茂兰退化喀斯特森林植被自然恢复中生态系统碳吸存特征

为了了解退化喀斯特森林自然恢复中生态系统碳吸存趋势, 采用空间代替时间的方法, 研究了茂兰退化喀斯特森林自然恢复中生态系统碳吸存特征。结果表明: 总体上植被生物量随恢复进程递增, 其中乔木层与其变化一致, 草本层、灌木层则相反; 喀斯特植被的地上与地下生物量之比较低, 尤其灌木层的地上与地下生物量之比最低; 加权平均含碳率随恢复进展递增; 随恢复进程, 植被乔木层碳密度递增, 草本层、灌木层碳密度递减; 总体上生态系统及其植被、土壤的碳密度由恢复早期(草本阶段、草灌阶段)经中期(灌木阶段、灌乔阶段)至后期(乔木阶段、顶极阶段)呈增加趋势, 而凋落物的相反。在贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林的恢复进程中, 植被对生态系统碳库的影响最大, 尤其是木本植被, 而土壤的影响较小, 因此, 加强植被恢复对喀斯特地区生态系统碳汇具有极重要的意义。     

木本植物对喀斯特石质生境岩石形态结构的适应性

为弄清植物对喀斯特岩石形态结构的适应性,选择3种岩石类型及7种木本群落为研究对象,基于分形、空间句法理论研究岩石结构面孔裂隙形态结构及其与群落特征的关系。结果表明:石灰岩结构面孔裂隙间隙度大、白云岩居中、白云质砂岩小,分维数则反之;白云质砂岩结构面孔裂隙整合度、控制值、密度值大,白云岩居中,石灰岩小;白云岩生境下群落物种多样性及优势种碳、氮含量高、白云质砂岩次之、石灰岩低;分形与空间句法指数间呈显著相关关系,两者能较好的揭示岩石形态结构;总体上3种岩性生境下物种多样性及优势种碳、氮含量与岩石结构面孔裂隙分形及空间句法指数具较强相关关系;大致相同的环境下白云岩形态结构适宜植物生长、白云质砂岩次之、石灰岩差;研究岩石形态结构对喀斯特植被恢复具有重要意义。