喀斯特石漠化治理生态产品价值实现及其对乡村振兴的启示

生态产品价值实现是进一步开展石漠化治理、实现乡村振兴的重要抓手。基于石漠化治理与生态产品价值实现的已有研究和具体实践,对石漠化治理生态产品概念进行了界定,并将石漠化治理生态产品分为生态空间产品、生态要素产品、生态权益产品及生态标签产品。引入"沙漏模型"阐明了石漠化治理生态产品价值实现机理,通过分析生态产品在供给端与消费端之间的交易过程揭示了石漠化治理生态产品价值实现机制,明确了石漠化治理生态产品价值实现的影响因素,认为未来应加强对石漠化治理生态产品开发、经营及其产业形成的研究,最后提出了石漠化治理生态产品价值实现对乡村振兴的启示。     

喀斯特地区石漠化治理的理论模式探讨

基于恢复生态学的基本原理,提出了石漠化形成与治理的触发模型：生态系统所固有的推动自我发展的能力,称为主导力;使生态演替顶级偏离预定态的干扰因素,称为触发因子;主导力与触发因子相互作用,共同决定了生态演替的终态.石漠化是一系列恶性触发的结果,而石漠化治理,则是通过“人为设计”的生态恢复手段,激发生态系统“自我设计”的功能,从而实现生态恢复的良性触发过程. 以湘西凤凰县喀斯特石漠化生态系统恢复治理为例,对触发模型进行了初步检验. 结果表明,以触发模型为指导的恢复措施明显改善了土壤的理化性质,显著提高了植被覆盖率与植物多样性,与当地石漠化生态系统形成了良性触发,初步验证了触发模型的科学性.     

巨菌草饲用价值研究现状及其对贵州喀斯特石漠化治理的启示

巨菌草(Pennisetum sp.)是一种多年生草本植物,具有适应性广、抗逆性强、产量高的特点,不仅可用作饲草,在生态环境治理中也具有其独特优势。综述了巨菌草作为饲草的优势、饲用价值及其在畜牧生产中的应用现状以及在石漠化治理的应用潜力,以期为巨菌草在畜牧生产及石漠化治理中的应用提供参考。     

喀斯特断陷盆地石漠化演变及治理技术与示范

岩溶断陷盆地区是国家石漠化综合治理工程、生态安全屏障、连片特困区,同时也是石漠化治理科技投入薄弱。针对断陷盆地盆-山共存的环境地质结构分异,及水土资源不匹配和石漠化严重等问题,在滇东蒙自、建水、泸西为重点区,开展"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范(2016YFC0502500)"项目的国家重点研发活动,阐明流域尺度石漠化演变机理,以水土资源高效利用为基础、生态服务功能提升为核心,研发石漠化综合治理技术,形成生态治理-生态产业协同发展模式,为生态富民和生态文明建设提供技术与示范。形成喀斯特断陷盆地石漠化机理识别-治理技术研发-生态产业模式构建-综合效益评估-国土资源空间高效利用对策等系列成果,培养一支高水平创新团队。     

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...     

我国西南喀斯特植物生态适应性与石漠化治理

我国西南喀斯特地区生态脆弱, 石漠化问题严重, 植被恢复/重建的难度极大。为此, 近年来开展了许多基础性研究, 以求为石漠化治理提供科技支撑。该文概略介绍了该地区喀斯特生境的特点, 回顾和评述了喀斯特生境中植物适应性、植物种群、植物群落和生态系统生态学方面取得的主要研究进展, 并结合石漠化综合治理的现状, 提出了喀斯特植物生态学研究的几点期望。     

贵州喀斯特石漠化类型及程度评价

由于碳酸盐岩岩性的不同,发育的喀斯特在生态环境因子的组合和质量上有较大的差异,形成了不同的石漠化类型。在大量典型样地调查的基础上,以岩性、小生境种数、小生境组合、裸露石面面积、石砾含量和土壤总量6个因子为指标,通过聚类分析和主成分分析相结合的方法,将喀斯特石漠化分为2大类型,即显性石漠化和隐性石漠化,分析比较了它们的主要特征。同时,分别石漠化类型选择了程度评价指标,用坐标综合评定法和欧氏距离公式建立了石漠化数量评价模型,即石漠化程度指数模型,用石漠化程度指数对样地的石漠化现状进行了评价,将6 4个样地划分为未石漠化,轻度、中度、强度和极强度5个等级。     

喀斯特山地石漠化的垂直变异

应用地统计学对地处滇黔桂连片喀斯特腹地,海拔垂直梯度变化范围广的贵州省毕节地区石漠化指标垂直梯度的空间变异进行分析.基岩裸露率的半变异函数最佳理论模型为线性有基台模型,植被覆盖率、砾石含量为球状模型.植被覆盖率的空间异质比为22.32%,具有强烈的垂直梯度空间相关性,主要受到随海拔梯度变化的自然性控制因素作用;基岩裸露率、砾石含量的空间异质比分别为34.38%、25.97%,均具有中等程度的垂直梯度空间相关性,受随机因素作用较大.砾石含量、植被覆盖率的变程分别为968.10m、859.48m,受因素影响的海拔范围都较宽;基岩裸露率的变程为52.28m,受因素影响的海拔范围很窄.基岩裸露率、植被覆盖率的Moran′s I系数随海拔梯度变化的趋势相类似,但砾石含量的差别较大.     

喀斯特峰丛洼地石漠化治理与生态服务提升技术研究

针对峰丛洼地区域石漠化面积削减较为迅速、亟需从前期治理侧重遏制面积扩张转向生态服务提升为主的新阶段后面临的治理投入与分区较为粗放、治理技术与模式缺乏针对性、综合效益亟待提升等问题,以生态服务提升为核心目标,系统研究生态工程实施以来区域石漠化演变的关键因子、水土流失/漏失关键过程与调控、植被恢复与人工诱导提升土壤生态功能机理,突破面向生态功能优化的区域生态系统监测评估、表层岩溶水生态调蓄与高效利用、有机物资源利用与退化土壤肥力提升、耐旱型植物群落构建与规模化建植、可持续性生态衍生产业培育等关键技术,形成生态服务提升与民生改善的区域石漠化治理系统性解决方案,为石漠化治理二期工程与扶贫提供科技支撑与示范样板。     

苔藓结皮在我国喀斯特石漠化治理中的应用潜力

我国西南喀斯特地区面临着极为严峻的生态环境问题,其中最主要的是石漠化,迫切需要高效、可持续的石漠化治理方式.本文综述了喀斯特石漠化生态系统中苔藓植物的抗逆性和苔藓结皮在提高土层稳定性、增强土壤抗蚀性、提高土壤有机质含量、改善土壤养分状况、影响水分下渗及蒸发、改变降水的再分配格局、促进土壤生物的繁衍生存和植被演替以及增加生物多样性等方面的作用,表明其在石漠化地区土壤过程、水文过程及生物过程中发挥着不可替代的作用.人工培育苔藓结皮成本较低,与环境契合程度高,可作为现行石漠化综合治理手段的重要补充,有望在喀斯特石漠化治理中发挥重要作用.     

喀斯特高原峡谷石漠化治理过程中土壤理化性质的变化

采用时序研究法,对2006—2013年喀斯特高原峡谷石漠化治理过程中5种石漠化阶段的土壤理化性质进行动态监测,研究土壤理化性质的时空演变规律,为石漠化的进一步治理提供科学依据。结果表明:随着治理时间增加,土壤理化性质整体上得到改善,主要体现在土壤毛管孔隙度、总孔隙度、田间-毛管持水量、渗透速率、pH值、全K、速效K及全P含量增加;随着时间增加,土壤理化性质表现出前期(2006—2010年)平稳、波动甚至恶化,后期(2010—2013年)大幅改善的非线性变化特点,说明一方面土壤质量对植物群落结构优化和小气候改善的响应存在滞后效应,另一方面也受到2009—2010年西南大旱的影响;空间尺度上,无石漠化环境土壤理化性质表现最好,其余4种石漠化阶段之间的理化性质多年均值差异不明显,说明经过长期治理,不同石漠化阶段之间的土壤理化性质差异缩小,同时"空间指示时间"手段在此并不适用;潜在-轻度石漠化环境部分土壤理化指标表现不佳,应成为今后石漠化防治的工作重点。     

毕节喀斯特石漠化区野生植物资源及区系研究

为了明确毕节喀斯特石漠化地区的植物资源及区系特征,该研究于2018年、2019年分别采用样线和样方法对研究区的野生植物资源进行调查,同时通过标本采集、文献查阅等方法对研究区的植物资源及区系进行分析,为喀斯特石漠化治理及生态保护提供理论依据。结果表明：(1)研究区植物总计133科438属721种,其中蕨类10科13属16种,裸子植物7科9属11种,被子植物116科417属695种;被子植物中,单子叶植物15科75属121种,双子叶植物101科342属574种;珍稀濒危植物共35种,隶属于14科24属。(2)资源植物分类中,药用类植物121科339属516种,蜜源植物74科180属333种,食用类植物37科60属75种,观赏类植物75科146属209种,纤维类植物42科82属89种,淀粉和糖料类植物21科37属59种,芳香油类植物25科88属132种,油脂类植物63科117属144种,树脂及树胶类植物17科17属22种,鞣料类38科63属87种,其他植物资源合计68科128属155种。(3)植物区系上蕨类植物的科、属区系分化小,种子植物科的区系划分为9个分布区类型、9个亚型,以热带成分为主;属级水平上共15个分布区类型、20个亚型,属水平上温带成分占优势。研究表明,研究区植物资源种类丰富,植物区系具有温带和热带双重性质和过渡性特征。     

西南喀斯特石漠化地区旱季土壤水分对裸岩的响应

大量岩石出露于地表是中国西南喀斯特地区石漠化典型的表观特征之一.为了揭示裸露岩石周围土壤水分对裸岩的响应,于西南地区发生特大干旱期间(2009年9月-2010年2月),研究了裸岩周围土壤水分的动态变化.结果表明:干旱期间,岩石北方土壤表层含水量高于东方、西方、南方(P＜0.01),且表层土壤含水量随岩石高度增加而增加;岩石出露面积与其西方、北方土壤含水量极显著相关(P＜0.01),与东方土壤含水量显著相关(P＜0.05);岩石的尖削程度越大,东、西、北方土壤含水量越低;岩石周围北、东、西方土壤含水量表现出随距离增加先升高后降低趋势,而岩石南方表现为随距离增加而增加的趋势;岩石周围土壤含水量均随土壤深度增加而增加.裸岩在干旱期间表现出遮荫作用,导致岩石北方土壤含水量高于其他方向,并在距离岩石15 cm处形成逆境背景下相对有利的人工恢复植被位点,对指导石漠化生态治理过程中植被恢复工作具有重要意义.     

喀斯特地区石漠化生态修复对土壤生物多样性的影响

我国西南喀斯特地区是具有土层薄和土被不连续等特征的生态脆弱区,人为过度干扰和土地不当利用导致了生境退化甚至石漠化的发生。从“九五”规划到“十三五”规划,为了有效抑制并逆转石漠化趋势,生态修复措施得到普遍的推广应用。“十四五”规划进一步提出科学推进石漠化综合治理,提高生态系统自我修复能力和稳定性。从土壤微生物、原生动物、线虫、微节肢动物、蚯蚓和线蚓等方面,综述了喀斯特地区生态修复对土壤生物多样性的影响。研究发现：(1)喀斯特生境细菌和真菌的多样性高于非喀斯特生境,原因是喀斯特具有较高的土壤pH和钙含量;(2)与非喀斯特生境相比,喀斯特生境土壤动物类群数相差不大而个体密度较低;(3)石漠化过程伴随着植被退化,降低了土壤微生物种类和功能多样性,土壤动物的个体密度和类群数也呈现降低趋势;(4)生态修复促进植被正向演替,土壤微生物量和酶类活性逐渐上升,真菌/细菌生物量比值增大,土壤动物个体密度和类群数增加,有利于土壤固碳和生态修复。因此,土壤生物多样性是适合指示喀斯特石漠化的生态修复的生物学指标。研究建议：(1)在传统分类鉴定基础上,结合宏基因组学、宏蛋白质组学和同位素标记等技术,完善生态修复的...     

喀斯特石漠化过程土壤质量变化及生态环境影响评价

通过对贵州中部喀斯特地区进行植被调查与土壤样品分析 ,探讨石漠化过程中土壤质量变化及其对生态环境的影响。结果表明 :喀斯特石漠化过程中随着植物群落退化度的提高 ,土壤出现粘质化 ,有机质含量急剧下降 ,植物可利用的养分含量减少 ,提高了石漠化对生态环境影响的潜能 ;随着植被覆盖率下降、土地垦殖率增加 ,引起土壤质量明显退化 ,加剧了石漠化发生的强度和速度。石漠化区土壤有机质、物理性粘粒、有效氮磷钾含量与植被覆盖率、土地复垦率有显著的相关性 ,以这些参数作为评价指标 ,初步将喀斯特石漠化过程中土壤质量变化对生态环境潜在影响的程度分为 3个等级     

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。     

喀斯特石漠化地区土壤养分对泡核桃功能性状的影响

为了探究喀斯特石漠化地区植物叶片功能性状及影响因素,以及揭示其对石漠化环境的适应机理,该文以中国南方喀斯特高原峡谷地区的泡核桃(Juglans sigillata)为对象,揭示土壤养分对叶片结构和光合性状的影响效应。结果表明：(1)泡核桃叶功能性状随石漠化等级增加,叶面积减小,比叶面积增大,叶干物质含量和叶组织密度先降后升,蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度和光能利用率先下降后升高,其他性状变化趋势不显著。(2)冗余分析表明土壤养分能够解释37.4%的光合性状变异与53.4%的结构性状变异,其中全磷和溶解性有机碳对光合性状影响最大,而对结构性状影响最显著的是碱解氮和速效磷。(3)比叶面积分别与叶干物质含量极显著负相关,与净光合速率极显著正相关,叶厚度与叶组织密度极显著负相关,蒸腾速率与胞间CO₂浓度、气孔导度极显著正相关,水分利用速率与蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度极显著负相关,光能利用率与净光合速率显著正相关。研究结果表明,泡核桃为适应喀斯特石漠化的特殊生境采取增强生长功能性状,同时提高资源获取能力的开拓型生长策略...     

石漠化强度对喀斯特植被演替过程土壤真菌组成及多样性的影响

喀斯特是我国南方广泛分布的地貌类型,土壤真菌对喀斯特植被演替恢复具有重要调节功能,不同石漠化程度的喀斯特区植被演替受到土壤微生物影响,因此研究不同石漠化区域植被演替阶段的土壤真菌组成及多样性,探索土壤真菌在喀斯特植被演替过程中的作用机制具有重要意义。本文采用时空替代法采集了不同石漠化程度（潜在、中度和强度）的喀斯特区植被演替乔木、灌木和草本演替阶段土壤样品,通过Illumina HiSeq第二代高通量测序分析了土壤真菌组成及多样性。结果表明,试验共获得3 871个OTUs,分属4门17纲116科174属;潜在和中度石漠化区各演替阶段土壤真菌优势门均为担子菌门,强度石漠化区各演替阶段土壤真菌无相同优势门;土壤真菌组成及多样性在潜在石漠化区表现为乔木>草本>灌木,中度石漠化区为灌木>乔木>草本,强度石漠化区为灌木>草本>乔木,且石漠化程度对真菌组成及多样性的影响大于植被演替的影响;土壤理化性质随石漠化程度及演替阶段发生变化,且显著影响真菌多样性指数,以碱解氮为主导因子显著影响土壤真菌群落。     

喀斯特石漠化过程中苔藓植物多样性及分布与环境关系

2012 年7 月对云南锅盖山喀斯特石漠化区进行野外调查, 共采集样品100 份, 采用经典形态分类法进行鉴定,分析了该区苔藓植物种类组成、物种丰富度、α 多样性指标、β 多样性指标、均匀度指数和石漠化过程中苔藓植物分布与主要环境因子的关系。结果表明: 该区有苔藓植物9 科17 属51 种; 山顶苔藓植物丰富度最高(0.595), 石芽区苔藓植物丰富度最低(–1.663), α 多样性指标和均匀度指数呈现出相同趋势: 石芽区到山脚明显增加, 其他样地间的变化不明显, β 多样性显示出物种从山腰到山顶变化最快, 群落从山脚到山腰变化变化最快; 不同石漠化等级区样地影响苔藓植物分布的主要环境因子为: 石芽区是干扰度和pH, 山脚和山腰是灌木度和草木度, 山上是海拔和乔木度。为该区喀斯特石漠化过程中苔藓植物分布状况提供参考, 并为保护喀斯特石漠化地区苔藓植物多样性提供基础数据。     

贵州喀斯特石漠化地区土地利用方式对土壤质量恢复能力的影响

喀斯特石漠化是一种与脆弱生态环境和人类活动相关联的土地退化过程,土地利用方式和人为生产经营活动方式及干扰程度对石漠化土壤质量的恢复和重建有明显影响。研究结果表明:林地、草地的有机质、全P和全K含量最高,分别是果树地和坡耕地的2.3、2.1、1.5倍和1.7、1.9、1.3倍,全氮量以草地最高,分别是其它利用方式的1.2~2.8倍,农地有机质含量仅次于林地和草地,石漠化地土壤营养元素最低。果树地和林地的微生物以细菌为主,分别占微生物总量的69.7%和73.3%,草地以固N菌为绝对优势,占微生物总数的33.0%,农地的放线菌多于草地、林地、果树地和坡耕地,石漠化地土壤微生物数量和多样性最低。经开垦利用后(坡耕地),喀斯特山区表层土壤颗粒砂化逐渐明显。石漠化区经过13a退耕还林后,植物多样性指数和均匀度分别由0.96和0.29提高了1.92和0.53,优势度由0.75降到0.36。采用合适的土地利用方式,辅于必要的生物措施,是恢复喀斯特石漠化地区土壤质量的有效途径之一。