广西弄拉岩溶植被的表层水文地球化学效应

岩溶区植被是岩溶生态系统的重要组成部分,具有旱生性、喜钙性、岩生性和对环境变化敏感的特点.为了更好的恢复植被,加速岩溶生态系统的重建,在广西弄拉岩溶动力系统监测站,通过收集并分析大气降雨、土壤水和表层岩溶泉水的物理化学特征,对典型表层岩溶泉--兰电堂泉集水区内的水源林的表层水文地球化学效应进行了研究.结果表明:植被能降低大气降雨的pH值,增加大气降雨中化学物质(HCO3、K 、Na 、Ca2 、Mg2 和游离CO2)的总含量,尤其是游离CO2的增加能增强岩溶动力系统中的溶蚀动力,有利于岩溶作用;植被能改变土壤的理化性质,减少土壤水的含量,增加土壤的自然含水量,影响土壤水的化学性质;植被不仅通过淋溶等方式增强岩溶动力因子(H2O和CO2)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质,还通过自身的生理作用(蒸腾和呼吸)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质.因此岩溶区植被不但具有与非岩溶区植被同样的功能,还具有其特有的生态效应.今后岩溶植被的恢复和重建应该从提高当地居民生活质量、可持续发展和岩溶景观等角度来考虑.     

土壤CO2、土壤水的动态特征及其 对岩溶作用的驱动

为了研究不同土壤CO2浓度和不同土壤水化学条件下的岩溶作用发生程度,文章对广西桂林地区的土壤CO2浓度、土壤水和石灰岩试片溶蚀速率进行了监测,结果表明：1）该地区土壤CO2浓度具有明显的季节性变化特征,总体上夏季是其他季节的3~5倍,最大值时达到60 899.64 mg/m2,而最小值时仅为5 587.21 mg/m2;2）就相同深度的土壤CO2浓度来说,洼地大于坡地,夏季时洼地比坡地高近20 000 mg/m2,且深层土CO2浓度大于表层土,其平均值比表层土高4 353.54 mg/m2;3）坡地和洼地土壤水水化学指标平均值分别是：pH为7.49和6.41、电导率为300和78 μS/cm、Ca2+为60和15.43 mg/L、 为2.78和0.44 mg/L,坡地处的pH、电导率、Ca2+和 均高于洼地;4）从溶蚀试验说明该地区的岩溶作用发生程度非常明显,说明土壤CO2和土壤水能驱动岩溶作用的发生。     

环境对湘西洛塔表层岩溶泉水文地球化学特征的影响

对湘西洛塔不同生态环境类型灌木丛裸露区、旱地与灌木丛半覆盖区、旱地与草丛全覆盖区下表层岩溶泉进行了取样分析,其水文地球化学特征表明:生态恢复对表层岩溶泉水资源具有调蓄作用,使表层岩溶泉在丰水期减峰,枯水期延后;干河猪场、黄家湾、小路湾坡面径流泥沙平均含量分别为94.10 mg/L、389.30 mg/L、1 639.92mg/L,大小顺序为小路湾黄家湾干河猪场;表层岩溶泉水化学组分均以HCO-3、Ca2+为主,HCO-3、Ca2+含量的大小顺序均为黄家湾泉干河猪场泉小路湾泉;表层岩溶泉pH均大于7.00,呈弱碱性;游离CO2在干河猪场泉、黄家湾泉、小路湾泉中的浓度分别为4.06 mg/L、9.38 mg/L、2.78 mg/L,暂时硬度在干河猪场泉、黄家湾泉、小路湾泉中的浓度分别为124.31 mg/L、173.95 mg/L、88.19 mg/L,总酸度在干河猪场泉、黄家湾泉、小路湾泉中的浓度分别为4.62 mg/L、10.67 mg/L、3.16 mg/L。pH的大小顺序为小路湾泉干河猪场泉黄家湾泉;暂时硬度、游离CO2、总酸度的大小顺序均为黄家湾泉干河猪场泉小路湾泉,说明良好的植被覆盖具有更好的水文地球化学效应。     

黄土岩溶泉岩溶发育特征综合研究

为进一步查明黄土地下水岩溶作用的强弱与变化规律,我们于2004年6月到2005年6月对长安县杨万村黄土岩溶泉进行了每月2次的观测,实验结果显示：杨万村岩溶泉pH值变化在6.89～7.38之间,年均值为 7.12,具弱碱性特点;电导率变化在634.36～758.27 μs\5cm-1之间,年均值为 681.61 μs\5cm-1。从当年6月到次年6月,黄土岩溶泉pH值在总体上呈现降低—升高—降低的变化规律,电导率呈现降低—升高的变化规律,pH值波动性较大。岩溶泉水的pH值和电导率受降水量、水温和CO2含量高低控制。水温、降水量和CO2含量高的夏、秋季,pH值小、电导率大;水温、降水和CO2含量低的冬、春季,pH值大、电导率小。由岩溶泉水的pH值和电导率大小变化得知,夏、秋季该泉岩溶作用强,冬、春季岩溶作用弱。与镇安渔洞河灰岩岩溶泉相比,黄土岩溶泉流量稳定、pH值低、电导率高,且pH值、电导率日变化显著。存在差异的主要原因为两地岩溶水的补给方式不同,黄土岩溶泉水具有典型地下水的特征,以薄膜水缓慢补给为主,而渔洞河岩溶泉以管道和重力水快速补给为主。     

从陆地和海洋生态系统角度辨析大气CO2浓度与全球变暖关系

根据古气候记录的温度与大气CO2浓度变化的关系,结合近百年尺度陆地和海洋生态系统碳库对全球变暖的响应模式,探讨大气CO2浓度升高与全球变暖的关系.结果发现,不论是古气候记录的大气CO2浓度升高的时间滞后于升温的时间,还是古气候与近百年来大气CO2浓度升高幅度相近条件下,两者升温幅度存在约10倍差异的事实,均不支持"大气CO2浓度升高驱动了全球变暖"的观点.近百年尺度陆地和海洋生态系统碳汇功能随升温降低从而增大了大气CO2来源,这有可能是"温度升高促进了大气CO2浓度增加"的原因.陆地生态系统碳汇功能降低的驱动机制可能是由于升温降低了陆地生态系统的净初级生产力,增大了异氧呼吸和有机碳分解速率所致;而海洋CO2吸收能力的降低则可能与升温导致CO2溶解度、海水盐度降低以及海洋温盐环流削弱或破坏等有关.     

岩溶生态系统脆弱性剖析

生态系统的脆弱性评价对于生态系统管理具有重要作用.在分析岩溶生态系统脆弱性特征和影响因素的基础上,构建了针对岩溶自然系统的脆弱性评价指标体系,涵盖了岩溶生态系统的结构脆弱性、生态过程脆弱性、生态功能脆弱性和人为胁迫脆弱性4个方面,评价指标分别是结构稳定性、多样性生境、能量利用和积累、直接使用价值、石漠化程度和速率等.以不同类型的原生岩溶生态系统的生态基准值作为比较基础,评价系统将现有的退化岩溶生态系统的脆弱性划分为轻微脆弱、中度脆弱、重度脆弱以及系统崩溃4级.     

天山云杉林地生态系统CO2源/汇关系研究

通过实地观测和模型模拟的方法,研究了云杉林地的CO2源汇的日变化和年变化,结果表明(1)云杉光合速率在白天呈现明显的双峰曲线,即存在明显的光合"午休"现象.光合速率最高出现在10时和15时,分别达到了13.96和13.24 μmo1·m-2·s-1,白天光合速率的最低点出现在20时,为2.52 μmol·m-2·s-1.晚间植物呼吸的平均速率为2.65μmol·m-2·s-1.(2)云杉林地土壤呼吸速率在白天明显要高于夜间,最高土壤呼吸速率出现在19时,达到了CO21.42g·m-2·h-1.土壤呼吸速率最低值出现在22时,CO2为0.48 g·m-2·h-1.夜间土壤呼吸速率相对较为稳定,维持在CO20.6～0.8 g·m-2·h-1之间,平均值为CO20.70 g·m-2·h-1.(3)夜间云杉生态系统总的来说是碳源,白天随着气温、光强等环境因素的变化,碳源/碳汇关系有着一定的不确定性.总体来看云杉林地生态系统24小时净释放CO24.22 g·m-2·d-1,因此8月份,云杉林地生态系统应该是一个碳源;通过模型预测的结果表明云杉林地生态是一个极弱的碳源,年释放量为CO28.20t/hm2.     

金佛山表层岩溶泉水化学动态变化浅析

为进一步研究中国亚热带地区表层岩溶水的动态变化规律,了解亚热带岩溶作用机制,通过分析重庆金佛山表层岩溶泉——碧潭泉和水房泉的全自动观测数据,得出以下结论：（1）长时间尺度监测表明,海拔不同的两个泉水之间水化学性质有较大差异。（2）短时间尺度加密观测表明,碧潭泉和水房泉的水化学性质昼夜变化一致,但有区别。（3）在降雨作用下,碧潭泉和水房泉的水化学动态变化一致。（4）两个泉水水位都比较稳定,可以在一定程度上保证附近居民的用水,尤其可用于山顶的旅游开发。研究结论有助于进一步认识表层岩溶水的变化规律,理解亚热带岩溶作用的机理,并且还可以参与到全国表层岩溶对比之中,完善表层岩溶动力系统的分类,指导人们对地表水资源的利用。     

综述洛塔表层岩溶带水文地质特征及其水文地质结构类型

本文对洛塔地区的自然地理、岩溶及水文地质基本特征进行阐述,并且在此基础上对区域内的表层岩溶带的水文地质特征以及表层岩溶带水文地质结构进行了详细地分析,同时还分析了各表层岩溶带的水文地质结构类型的一些基本特征,比如水文地质特性、调蓄能力等。     

岩溶地区人类活动的水文效应研究现状及展望

在全球气候变化背景下,加之岩溶生态系统的脆弱性及敏感性,地表水与地下水交换迅速,岩溶水动力系统对人类活动及其造成的生态环境变化反馈敏感。岩溶地区人类活动导致的植被退化、石漠化等环境问题已对岩溶地区的水文水循环过程造成了严重影响,水资源问题已成为岩溶地区发展的重要限制因素。本文在对岩溶生态系统及水文环境特性分析的基础上,从土地利用变化的水文效应,人类活动对降水—径流的影响、岩溶水资源的开发利用、岩溶地下水污染及水文模型在岩溶地区的应用等方面,概述了岩溶地区人类活动水文效应的相关研究现状与不足,总结了未来岩溶地区人类活动水文效应的5个研究趋势,并探讨了研究中的重点及难点问题。     

三江平原不同土地利用方式下湿地土壤CO2通量研究

利用暗箱-气相色谱法,同步测量了三江平原几种主要生态类型湿地土壤原始的小叶章草甸白浆土、毛果苔草泥炭沼泽土、已垦旱作草甸白浆土和人工水田草甸白浆土,进行CO2排放通量的对比研究.结果表明不同土地利用方式下,旱作草甸白浆土土壤CO2排放通量最大,平均值为775.38mg/(m2@h);小叶章草甸白浆土土壤次之,平均值为439.02mg/(m2@h);人工水稻田草甸白浆土土壤CO2通量最小,平均值为128.96mg/(m2@h);毛果苔草泥炭沼泽土土壤CO2排放通量介于小叶章草甸白浆土土壤和水稻田草甸白浆土土壤之间,平均值为247.08mg/(m2@h).湿地开垦为旱田,使湿地"碳汇"功能减弱或丧失,变成"碳源";湿地开垦为水田,是比较合理的湿地农业利用方式.     

西安南郊不同人工植被下土壤CO2浓度研究

 利用红外CO2监测仪对西安南郊不同植被、不同深度条件下的土壤CO2浓度进行了多次昼夜观测。观测结果表明:从早8:00到次日早8:00,土壤CO2浓度具有从低到高再到低的昼夜变化规律,这种变化特点与昼夜温度变化基本一致,但两者在时间上并不完全同步；土壤CO2浓度从总体来看是白天和夜间很接近；松树林下的土壤CO2浓度大于草地土壤CO2浓度,草地土壤CO2浓度大于竹林下的土壤CO2浓度。     

固沙植被区典型生物土壤结皮类型下土壤CO2浓度变化特征及其驱动因子研究

对固沙植被区典型分布的藻类结皮、藓类结皮和流沙下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型生物土壤结皮下土壤CO2浓度的变化特征,及土壤温度和土壤水分对它的影响。结果表明,藻类结皮和藓类结皮在0~40 cm处的土壤空气CO2浓度平均值基本保持在600~1 100 μmol·mol-1之间,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值,但三者之间的差异并不显著。土壤温度与土壤CO2浓度呈正相关关系,且在表层相关性最强,具体表现为流沙>藓类结皮>藻类结皮。土壤水分对土壤CO2浓度的影响在表层0~5 cm为流沙>藻类结皮>藓类结皮,但在下层10~40 cm处为藻类结皮>藓类结皮>流沙。     

内蒙古温带半干旱羊草草原N2O通量及其影响因素

利用静态箱 -气相色谱法于 2 0 0 1～ 2 0 0 3年对内蒙古锡林河流域羊草草原进行了连续 2年的野外定位试验 ,获得羊草草原原状群落与土壤N2 O年排放通量分别在 3 91～ 4 71μgm- 2h- 1以及 5 5 0～ 10 0 3μgm- 2 h- 1范围内变动 ,证明内蒙古温带半干旱羊草草原生态系统是大气中N2 O的源 ;系统分析了羊草草原N2 O通量的季节变化、源汇特征以及关键的环境因子对草地N2 O通量的影响等 ,建立了N2 O通量与环境因子间的回归方程 ;并利用两年连续完整的观测数据对羊草草原N2 O年排放量进行了估算     

散射辐射对西藏高原高寒草甸净生态系统CO2交换的影响

2003~2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO₂交换量(NEE)对晴朗指数(k)和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO₂交换量与散射辐射之间的关系。依据地面接受的散射辐射量把天气划分为云隙天、晴天和多云天。结果表明,散射辐射不能提高西藏高原高寒草甸生态系统的碳吸收水平。该生态系统的碳收支过程主要受光合有效辐射控制,碳排放过程主要受土壤温度控制;且NEE随k的变化趋势受散射辐射的影响较小,生态系统碳收支更多地受太阳辐射对土壤强烈加温的影响。三种散射辐射天气条件下,NEE随k的变化趋势基本一致,先增加后减小;NEE达最大值时的土壤温度皆为15℃左右,k值皆为0.7~0.8。     

运用DEM剖析土地利用类型的分布及时空变化--以北京延庆县为例

以北京延庆县为例，从土地利用类型分布频率的角度，结合地形因子分析区域土地利用类型分布及变化规律。由于坡向影响着日照时数和土壤水分的再分布，而这对农业用地和园地等土地利用类型来说具有研究意义，因此，在前人的综合海拔和坡度两个地形因子的分布指数的基础上，提出坡向分布指数，即分别从海拔、坡度和坡向三个角度，对延庆县1996年和2001年土地利用现状数据进行比较分析，得出其耕地、园地和林地三种土地利用类型的分布及变化规律：耕地主要集中分布于低的地形等级上，园地则趋于高地形等级方向发展，并且阴坡上的分布频率有所增加，林地分布变化不明显。作者认为，人为干扰因素对园地分布格局的变化起到了一定的作用，而对耕地和林地的作用不明显，这为该区未来发展规划提供了参考。     

大姚县生态修复区土地利用变化对土壤侵蚀的影响

利用USLE方程和径流场对大姚县水土保持生态修复区土壤侵蚀进行监测,旨在探讨采取退耕还林、封禁、坡改梯等修复措施后,土地利用变化对修复区土壤侵蚀的影响.研究结果表明：高强度土壤侵蚀主要发生在坡耕地特别是陡坡耕地,而林地和梯地少有发生;经过退耕还林增加林地面积和坡改梯后,土壤侵蚀现象得到缓解,流失面积减少2 867.35 hm^2.     

基于TVDI的黄土高原地表干燥度与土地利用的关系研究

基于地表温度和植被指数的经验关系构建地表干燥度指数。该指数对Ts/NDVI特征空间的生态特征的解释,对土壤和作物的水分含量具有一定的指示意义。通过对地表干燥度进行分级,分析陕北黄土高原区地表含水状况的空间差异,进而结合该地区的主要土地利用类型,探讨各类型的干燥度情况,并对不同地表干燥度条件下各土地利用类型对地表水分的保持能力差异进行分析,结果表明,在该区相对湿润环境中,林地以及疏林地的水分保持能力优于农地和草地,但在干旱的环境下,草地则好于林地及疏林地。建议根据不同土地利用类型的保水能力,在湿润区域增加林地的面积比例,在偏湿润区域增加疏林地的面积,在干旱区域增加草地的比例,减少农地开垦。     

Fluxes of CO2, CH4 and N2O from alpine grassland in the Tibetan Plateau

Using static chamber technique, fluxes of CO2, CH4 and N2O were measured in the alpine grassland area from July 2000 to July 2001, determinations of mean fluxes showed that co2 and N2O were generally released from the soil, while the alpine grassland accounted for a weak CH4 sink. Fluxes of CO2, CH4 and N2O ranged widely. The highest co2 emission occurred in August, whereas almost 90% of the whole year emission occurred in the growing season. But the variations of CH4 and N2O fluxes did not show any clear patterns over the one-year-experiment. During a daily variation, the maximum co2 emission occurred at 16:00, and then decreased to the minimum emission in the early morning. Daily pattern analyses indicated that the variation in co2 fluxes was positively related to air temperatures (R2=0.73) and soil temperatures at a depth of 5 cm (R2=0.86), whereas daily variations in CH4 and N2O fluxes were poorly explained by soil temperatures and climatic variables. co2 emissions in this area were much lower than other grasslands in plain areas.