桂西北喀斯特地区石灰土养分空间变异特征

从区域尺度出发,将整个桂西北喀斯特地区作为研究区域,以大面积野外调查采样和室内分析数据为基础,采用经典统计学和地统计学方法,探索喀斯特区域内石灰土养分的空间异质性和分布格局。结果表明:桂西北喀斯特地区石灰土pH为弱变异,其他养分变异系数为30%—75%,变异程度中等。石灰土各养分的空间变异特征不同,土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的最佳拟合模型依次为球状模型、高斯模型和线性模型,pH、碱解氮(AN)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的最佳拟合模型均为指数模型。SOM、AP、TN和TP表现为中等空间相关性,空间差异是由随机因素和结构性因素共同作用引起的;pH、AN、AK和TK呈弱空间相关性,空间变异主要受随机因素的控制;SOM和TN的空间变异尺度较大,pH、AN和TK的空间变异尺度最小。SOM、TN、TP和AP养分含量呈自西向东逐渐减少的趋势,pH、AN、AK和TK在区域尺度上的分布没有呈现一定的规律性。相关分析结果表明,在区域大尺度下,地形因子(如海拔、坡度和岩石裸露率等)和植被类型是影响桂西北喀斯特石灰土空间变异特征的重要因素。     

不同时间尺度喀斯特小流域溪流水文水化学特征

通过野外定位监测和室内测试分析,研究了典型喀斯特峰丛洼地小流域2013年6月—2014年3月期间溪流不同时间尺度(昼夜、次降雨、季节)主要水文水化学指标的动态变化特征及其影响因素.结果表明: 日尺度无雨条件下,溪流水化学过程表现出明显的波动规律,植物光合作用和呼吸作用在昼夜间的相互转换是导致这种变化的主要原因;次降雨尺度下,溪流水文水化学过程的日尺度效应被掩盖,水文水化学过程主要受控于前期无雨天数和降雨强度;从季节尺度看,溪流对降雨表现出较快的响应,雨季响应快于旱季,降雨季节分配差异和温度是影响溪流水文水化学变化的主要因素.     

贵州喀斯特地区典型土壤有机碳垂直分布特征及其同位素组成

以贵州喀斯特地区两种主要土壤类型(石灰土和黄壤)为研究对象,通过测定土壤pH值、土壤有机碳(SOC)含量和植物优势种、枯枝落叶、土壤有机质的稳定同位素(δ13Csoc值)组成,探讨了该地区石灰土和黄壤剖面SOC垂直分布特征和δ13Csoc值组成差异。结果表明,与黄壤相比,石灰土剖面的SOC含量较高,石灰土剖面和黄壤剖面SOC含量变化范围分别在3.6～69.8和2.4～51.2g·kg-1。黄壤和黄色石灰土剖面SOC主要集中在0～20cm深度内,而黑色石灰土剖面从0～60cm逐步减少。黑色石灰土和黄壤剖面δ13Csoc值变化范围分别在-22.9‰～-21.5‰和-25.6‰～-22.4‰,前者较后者变化小。从剖面表土向下,黄壤剖面δ13Csoc值均出现逐步增加的趋势,而石灰土剖面δ13Csoc值从剖面表土向下出现上升-降低-不变的变化趋势。黄色石灰土剖面δ13Csoc值变幅较大,变化范围为-23.7‰～-18.2‰。在枯枝落叶转化为表层土壤有机质的过程中,石灰土剖面δ13Csoc值变幅高于黄壤。其中,黄壤剖面δ13Csoc值升高了2.6‰～3.0‰,石灰土剖面δ13Csoc值升高了5.5‰～6.3‰。上述结果揭示了SOC含量及其δ13C值随深度变化的差异,反映植物残体的输入及其在土壤中分解累积特征,有助于揭示SOC循环过程及规律和了解剖面土壤成土过程。     

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.     

黔中喀斯特山地侵蚀性降雨特征及其侵蚀响应

分析黔中喀斯特山地黄壤区侵蚀性降雨特征及其径流、泥沙的响应过程,揭示不同雨型下坡面土壤侵蚀特征和坡面土壤侵蚀的季节分布规律.通过数理统计,运用偏相关与K均值聚类对径流小区长序列的产流数据进行特征对比分析及变化规律研究.结果表明:(1)黔中地区降雨频繁、雨量大、历时长,且主要发生在夏半年.(2)降雨量、降雨历时和I30m...     

第2代杉木幼林生态系统水化学特征

对第 2代杉木幼林生态系统的降雨、穿透水、茎流、地表和地下径流等水文过程中 N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn和 Mn9种养分元素含量进行了连续 5 a的测定 ,结果表明 :降雨通过林冠后其化学特性发生明显变化 ,p H值出现酸化现象 ,穿透水中 Zn和 Org-N为负淋溶 ,其余各元素浓度有所增加。树干茎流的富集作用比穿透水强 ,其中 Zn为负 ,其它元素的浓度均比林外降雨的高。地表径流中 Zn>Org-N>NO3 -N,与降雨中含量相比较为淋失迁移型 ,Ca>K>Cu>Mg>P>NH4 -N>Mn>Fe为内贮型 ,p H值增大。地下径流中 Zn>Org-N>NH4 -N>K>Mn为淋失迁移型、Ca>Mg>Cu>NO3 -N>P>Fe为内贮型。该系统的水循环中 Ca>Mg>Fe>P为净损失、Zn>K>Org-N>NH4 -N>Mn>NO3 -N>Cu为净积累 ,与第 1代杉木林相比 ,第 2代杉木幼林水化学过滤与吸贮功能较差 ,系统稳定性也较弱 ,生态功能的恢复需要一定的时间     

大兴安岭北部地区原始林白桦种群的世代结构

在景观火干扰历史重建的基础上,该文研究了大兴安岭北部地区原始林白桦(Betula platyphylla)种群的世代结构及其与火干扰、立地条件之间的关系。结果表明:白桦种群基于世代数的世代结构类型丰富,从一代型到五代型都有,空间分布呈斑块镶嵌状。以一代型与二代型为主要类型,空间分布集中,其它类型的世代结构空间异质性较高。世代数受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响,相对来说以火干扰频率的影响更为显著。低频或高强类的火干扰易造成种群的世代数减少;高频或低强类的火干扰易造成世代数增多。世代数还随林型组类型而变化,以溪旁林组>赤杨(Alnus mandshurica)林组>杜香(Ledum palustre)林组。     

喀斯特地区植被恢复过程中适生植物的生理生态学研究进展

从喀斯特地区适生植物的生境适应性、光合生理、水分生理、养分生理、菌根生理以及遗传生理等方面综述了当前喀斯特地区植被恢复过程中开展的一些生理生态学研究成果,提出今后喀斯特地区需要开展适生植物的钙适应机制、碳循环以及抗旱遗传机制等方面的研究,为喀斯特地区植被恢复提供理论参考。     

贵州喀斯特山区典型人工林土壤矿质元素特征

为了阐明群落水平上的土壤矿质元素特征,该研究以贵州喀斯特山区典型人工林为对象,以金属元素和非金属元素进行类型划分,探讨了土壤矿质元素含量特征及其相关性。结果表明:该区典型人工林土壤矿质元素含量存在较大差异,且同一元素在不同树种之间的变化幅度各异,锌、铬、铁、钛、铝、镁、镍、钴等的变化规律较为一致,钙、锶等的变化趋势较为相似,砷、硒、硅在桉树(Eucalyptus robusta)林、柏木(Cupressus funebris)林和枇杷(Eriobotrya japonica)林中的含量较高,硫、钠、氯等元素含量则相反;不同矿质元素随林分类型的变化规律不完全一致,表明植物根系对养分的提取和富集能力存在差异;矿质元素之间表现出一定程度的相关性,存在此消彼长的关系,不同矿质元素之间的相关关系各异,表现出增强或抑制效应,尤其以铁、钙等元素与其他元素的关系更为密切;矿质元素之间的互作效应及其计量平衡关系是分析元素特征的关键,是未来值得深入研究的科学问题。该研究结果有利于掌握养分元素积累特征与调控规律,对于该区域典型人工林土壤养分管理具有较强的理论和实践意义。     

西南喀斯特地区典型林分土壤优先流特征及影响因素

研究喀斯特地区的优先流现象,明确影响优先流的主要因素,对当地植被恢复具有重要意义。通过野外染色示踪试验以及图像处理技术,获得染色溶液在垂直和水平方向上的分布情况,并提取总染色面积比、基质流深度、优先流比和长度指数作为优先流特征参数,运用灰色关联度分析法对影响优先流的14个因子进行分析。结果表明: 喀斯特地区典型林分土壤存在优先流现象,其优先流主要有漏斗状和树枝状两类,有横向水流运动现象发生。喀斯特地区林下的染色面积比平均为19.4%,基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为4.96 cm、62.9%和385.5%。在影响优先流的14个环境因子中,对染色面积比影响最大的是土壤初始含水量,对基质流深度影响最大的是速效钾含量,对优先流比和长度指数影响最大的均为速效磷含量。喀斯特地区典型林分下优先流的发育程度高且空间变化剧烈,土壤初始含水量等物理性质对其有较大影响,土壤养分也是优先流的一个重要影响因素。     

喀斯特峰丛洼地不同类型森林养分循环特征

以中国西南喀斯特峰丛洼地为研究区域用标准木法和收获法对人工林、次生林、原生林3个不同类型森林的6个代表性群落的生物量、营养元素生物循环量及循环特征进行了研究。结果表明:(1)不同类型森林群落乔木各器官的养分含量大小顺序为:叶枝根干,林下植被层和凋落物层的养分含量比较高,其含量普遍高于乔木层各组分,仅次于乔木叶片;各组分中营养元素以K、Ca最高,P、Mg最低;(2)3种类型森林间乔木层的养分积累量总规律表现为原生林(4540.30 kg/hm~2)次生林(2107.09 kg/hm~2)人工林(719.51 kg/hm~2),分别占林分养分积累量的88.30%、79.57%和62.60%;(3)3种类型森林生态系统养分总贮量相差不大,均主要集中在土壤层在各层分配格局有所差异;营养元素的年吸收量和年归还量均为次生林原生林人工林,年吸收量分别为:418.80、271.17和148.79 kg hm~(-2)a~(-1);年归还量分别为:182.98、111.43和43.37 kg hm_(-2)a~(-1);(4)不同类型森林养分利用系数总规律为人工林(0.35)次生林(0.20)原生林(0.10);循环系数则相反,为原生林(0.48)次生林(0.46)人工林(0.30);而周转时间为原生林(37.32)人工林(18.63)次生林(13.93)。喀斯特峰丛洼地土层薄,养分贮存能力差,森林养分循环能力相对较弱,沿着强、中、弱干扰递减梯度,3种类型森林养分利用效率和循环能力呈增长趋势。     

贵州贞丰喀斯特石漠峰丛苔藓植物群落生态特征

调查和分析了贵州贞丰县喀斯特石漠地区的3座典型峰丛、3个山段上苔藓植物群落的种类组成及其生态特征。研究区域内,苔藓植物群落的种类组成有12科16属19种。苔藓植物群落共21个类型,其中纯群落占83.3%,两种及两种以上苔藓组成的群落占26.7%,占优势的群落是皱叶牛舌藓群落（Anomodetum）、卷叶湿地藓群落（Hyophiletum）和卷叶毛口藓群落（Trichostometum）。苔藓植物群落物种为适应旱生、干燥和强光直射的环境,生活型仅有交织型和矮丛集型两类。由于人类强烈的活动破坏了原有的生态系统,苔藓群落的分布在石漠峰丛中显示出了特异性,苔藓群落的丰富度为山顶＞山腰＞山脚。各山段的皱叶牛舌藓群落均有最大的生态优势度,具有治理石漠的潜在价值。     

北京西山地区油松林水文过程中营养元素迁移特征

对北京西山地区31a油松林降水化学进行定位监测与分析.结果表明：（1）大气降水流经油松林过程中,其营养元素（除Na^＋外）的浓度出现梯度变化：树干茎流高于穿透雨高于大气降水,并且有明显的月际变化,表明从林冠、树干淋洗大量的营养元素,林冠和树干中养分元素迁移是森林生态系统养分循环重要的组成部分.（2）营养元素变化中,浓度差异变化较大的元素是NO3^--N和K^＋,NO3^--N在穿透雨和树干茎流的浓度分别是大气降水的4.4倍、9.9倍,它们中的K^＋浓度分别为大气降水的4.1倍和8.1倍.（3）降水经过油松林,养分淋溶总量为54.12kg hm^-2,淋溶量较多的元素是Ca和K,淋溶强度最大的元素是K^＋.（4）北京西山地区大气降水输入林地的养分66.38kg hm^-2,较多的元素是Ca、N.降水经过油松林输入林地养分总量为120.50kg hm^-2,Ca元素最高,为61.22kg hm^-2,其次是N元素（NH4^＋-N＋N3^--N）,为31.34kg hm^-2,K元素为16.49kg hm^-2,Mg元素为8.11kg hm^-2,Na元素最少,为3.34kg hm^-2.     

贵州北盘江喀斯特地区6种兰科植物结构及其生态适应性

【目的】分析兰科植物营养器官结构对喀斯特生境的适应特性和不同兰科植物响应生境异质的生存策略,为兰科植物研究、保护与发展提供理论支持和参考依据。【方法】该研究以贵州北盘江喀斯特地区6种不同生活型兰科植物的叶、假鳞茎、根为研究对象。应用石蜡切片法,进行结构观察并测量相关指标,通过描述和方差分析、相关性分析和主成分分析。【结果】结果表明：(1)不同兰科植物结构特征间存在显著差异,丘北冬蕙兰、莎叶兰、兔耳兰和单叶石仙桃均为等面叶,叶片较薄;栗鳞贝母兰与梳帽卷瓣兰叶片为异面叶,有栅栏组织和海绵组织的分化,叶片较厚。(2)假鳞茎主要由表皮、基本组织和维管束组成,地生兰基本组织细胞较小,维管束密度大;附生兰基本组织细胞较大,储水结构较发达。(3)地生兰根被和皮层较厚,根被细胞排列紧密,皮层细胞小层数多;附生兰根被与皮层较薄,皮层细胞较大。(4)叶片下表皮厚度与叶片厚度、叶维管束直径、叶肉厚度、叶脉厚度呈极显著(?<0.01)正相关,叶肉厚度与下角质层厚度、茎维管束直径呈显著(?<0.05)负相关;茎直径和表皮厚度、茎维管束数量、茎横截面积呈极显著正相关,茎维管束直径占比与茎直径、表皮厚度、茎维管束数量、茎横截面积均呈极显著负相关;根的各指标间呈极显著正相关,根直径、根被厚度和皮层厚度与根维管束直径占比呈极显著负相关。【结论】兰科植物根部结构具有相对稳定的趋同适应性,叶片和假鳞茎结构间相互促进协调,是兰科植物响应干旱喀斯特环境的重要结构。 关键词 生态适应性;兰科植物;结构特征;喀斯特地区     

茂兰喀斯特森林退化区凋落物的分解动态

为了解亚热带气候型的茂兰喀斯特森林退化区次生林和灌木林的凋落物分解动态过程,该研究采用分解袋法,对茂兰喀斯特森林退化区不同类型的凋落物在不同坡位的分解状况进行了为期18个月的观测,并通过分析凋落物分解时的失重量和失重率的动态变化,比较了次生林和灌木林的凋落叶的失重率变化,探讨了不同坡位对凋落物分解的影响。结果表明:各种类型凋落物的分解速率和失重率在退化区内存在明显的差异,落叶>常绿叶>枯枝(P<0.05),三种凋落物整体变化趋势在分解过程中大致相同,它们在早期都快速分解,中期分解变慢,后期开始加速;落叶在次生林与灌木林中的前期分解速率基本同步,后期为灌木林落叶>次生林落叶,而常绿叶在灌木林与次生林中的分解速率则表现为基本同步;利用回归方程对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,得出落叶和常绿叶在灌木林中分解50%和95%所需时间少于次生林的;在不同坡位,三种凋落物分解速率的总体趋势为中坡>上坡;三种凋落物的C含量波动性较大,但总体变化趋势是随分解时间的增加而减少,随着分解时间增加,N含量增加,而C/N比则降低。     

黄土丘陵区主要林分生物量及营养元素生物循环特征

以黄土丘陵区子午岭为研究区域 ,用标准木法和收获法对暖温带森林优势群落辽东栎林、油松林及刺槐人工林的生物量、营养元素生物循环量及循环特征进行了研究。结果表明 :黄土丘陵区子午岭油松林、辽东栎林和刺槐人工林 3林分总生物量为 :86 .2 4 7、12 9.0 0 5 t/ hm2和 14 4 .795 t/ hm2 ,乔木层生物量分别为 :85 .2 2 3、12 6 .989t/ hm2和 14 2 .4 88t/ hm2 ,随群落针阔树种转化替代 ,群落总生物量呈现明显的增加趋势。年均生长量为 3.2 75～ 5 .6 99t/ hm2。生物量和年生长量排序为刺槐人工林 >辽东栎林 >油松林。 3林分林下植被层生物量、凋落物贮量表现为刺槐林 >辽东栎林 >油松林 ,林下植被层生物量的差异主要是由林分郁闭度和林下凋落物的不同引起的 ;刺槐林和辽东栎林林下植被层发达的根系和较高的凋落物量有利于提高土壤肥力、保持水土。同化器官的各种元素含量高于其它器官 ,茎中营养元素的含量最低。乔木层营养元素积累量分别为 :0 .74 5、1.378t/ hm2和 1.80 5 t/ hm2 。不同林分不同营养元素的积累量差别较大。因采伐而引起的 3林分林地养分流失量分别达 6 5 .4 5 %、5 3.76 %和 2 5 .1%。 3林分林下植被层和凋落物层的营养元素积累量排序为 :刺槐林 >辽东栎林 >油松林。凋落物营养元素贮     

Transient three-dimensional modeling of soil water and solute transport with simultaneous root growth,root water and nutrient uptake

A three-dimensional solute transport model was developed and linked to a three-dimensional transient model for soil water flow and root growth. The simulation domain is discretized into a grid of finite elements by which the soil physical properties are spatially distributed. Solute transport modeling includes passive and active nutrient uptake by roots as well as zero- and first-order source/sink terms. Root water uptake modeling accounts for matric and osmotic potential effects on water and passive nutrient uptake. Root age effects on root water and nutrient uptake activity have been included, as well as the influence of nutrient deficiency and ion toxicity on root growth. Examples illustrate simulations with different levels of model complexity, depending on the amount of information available to the user. At the simplest level, root growth is simulated as a function of mechanical soil strength only. Application of the intermediate level with root water and nutrient uptake simulates the influence of timing and amount of NO3 application on leaching. The most comprehensive level includes simulation of root and shoot growth as influenced by soil water and nutrient status, temperature, and dynamic allocation of assimilate to root and shoot.     

Contents of pollutant and nutrient elements in rice and wheat grown on the neighboring fields

Because of recent agricultural policy to suppress rice production, a rather rare situation occurred in one prefecture in Japan that rice and winter wheat were grown in fields neighboring each other, rice being grown from May to October, and wheat from November to June of the next year. Grains of such rice and wheat were analyzed for cadmium (Cd) and lead (Pb) by atomic absorption spectrometry, and eight nutrient minerals by inductively coupled plasma emission spectrometry. Concentrations of nutrient minerals were higher in wheat grains than in unpolished rice grains (without husk), and similar trends were observed also for Cd and Pb. Flour obtained by milling of the wheat grains had significantly less Cd and nutrient minerals than the mother grains, and such reduction was also observed by treatment of unpolished rice to polished grain. Pb concentration was also reduced by the polishing of rice. Pb in wheat flour appeared to be higher than that in whole grain. Comparisons between the final edible forms of the two cereals showed that K and cu were higher in polished rice than in wheat flour and that such may also be the case for Cd, whereas the reverse was the case for Ca and Fe, and possibly for Pb.     

茂兰喀斯特森林林隙的植物多样性与更新

喀斯特森林是一类特殊的森林生态系统,蕴藏着丰富的生物多样性。以贵州茂兰喀斯特森林为研究对象,比较分析了林隙和非林隙林分中主要树种的数量特征以及不同发育阶段林隙物种多样性和生活型构成的变化规律。结果如下：（1）林隙中的树种组成主要有云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens)、圆叶乌桕(Sapium rotundifolium)、圆果化香(Platycarya longipes)、黄连木(Pistacia chinensis)、朴树(Celtis sinensis)等。非林隙林分中的树种组成主要有青冈(Quercus glauca)、翅荚香槐(Cladrastis platycarpa)、轮叶木姜子(Litsea verticillata)、椤木石楠(Photinia davidsoniae)、狭叶润楠(Machilus rehderi)等。依照它们在林隙内外重要值的差异可将其划分为3种类型：一是对林隙更新反应不显著的物种,一般选择在林下更新,多数常绿大乔木树种属于此类型;二是对林隙有显著的正更新反应的物种,一般需依靠林隙繁殖更新,多数落叶大乔木和灌木树种属于此类型;三是对林隙反应不敏感的物种,在林隙和林下均能更新,多数林下小乔木种类属于此类型。（2）林隙各阶段物种多样性的顺序为：中期林隙（15-30年）>早期林隙（小于15年）>晚期林隙（30年以上）>非林隙,其中中期林隙阶段是物种多样性维持的重要时期。（3）早期林隙阶段常绿树种的物种数少于落叶树种;中期林隙阶段两类树种的丰富度都有大幅度增加,但落叶树种比常绿树种增幅更大;晚期林隙阶段常绿树种继续增多,而落叶树种则有明显下降趋势。（4）早期和中期林隙阶段,以灌木种类占优势,乔木所占比例介于灌木和草本之间;晚期林隙阶段,灌木种类迅速减少,而乔木的比例则增加。随着林隙的发育, 草本植物减少,而藤本植物则增加。研究结果进一步表明,林隙的存在提高了茂兰喀斯特森林的物种多样性,随着林隙的发育,群落结构趋于稳定。