喀斯特石漠化的形成背景、演化与治理

喀斯特石漠化是青藏高原隆升在其东南翼所诱发的重要地质生态灾害问题,是制约中国西南地区社会经济发展的关键因素.它不是一种纯自然过程,而是与人类活动密切相关,不仅造成土地资源丧失,干旱缺水,生态系统退化,而且使该区的贫困问题加剧,具有明显的自然和社会学属性.本文着重从地质和生态的角度,阐述喀斯特石漠化的形成特点和演化方式,及其对综合治理的指导意义.对西南岩溶山地而言,土壤和植被是生态环境中最为敏感的自然环境要素,与非岩溶区相比,具有明显的脆弱特征.它们在干扰下发生迅速演替,诱发地表水文条件的改变,导致石漠化的形成.文中特别强调岩溶山区碳酸盐岩基底岩性的不同、生态环境类型与植被演替的方式和进程的多样性对于岩溶生态系统的影响作用.基于上述认识,对石漠化地区的土地利用方式和生态恢复过程以及可能发展的方向提出了一些建议和看法.     

喀斯特山区不同石漠化等级下土壤养分贮量与价值评估——以乌箐、偏岩等岩溶小流域为例

为探讨石漠化等级对土壤养分贮量与经济价值的影响,以贵州省金沙县喀斯特山区无石漠化农耕地(Ⅰ)为对照,在研究潜在(Ⅱ)、轻度(Ⅲ)、中度(Ⅳ)、重度(Ⅴ)石漠化土壤养分含量变化的基础上,采用土壤养分库贮量计算方法和价值替代法计算评估了不同石漠化等级下土壤养分贮量及其潜在价值。结果表明:(1)0~40cm土层有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量分别为32.31~104.12g/kg、1.35~2.87g/kg、76.90~124.00mg/kg、0.49~1.12g/kg、1.03~10.71mg/kg,12.25~26.22g/kg、114.35~245.35mg/kg;(2)土壤养分总贮量和有机质、全氮、全磷、全钾贮量依次为3.79~61.41t/hm2和2.55~48.56t/hm2、0.13~1.36t/hm2、0.04~0.52t/hm2、1.07~10.97t/hm2;(3)土壤养分总价值和有机质、全氮、全磷、全钾价值分别为0.86~9.80万元/hm2和0.08~1.55万元/hm2、0.29~3.08万元/hm2、0.04~0.53万元/hm2、0.45~4.64万元/hm2;(4)土壤养分贮量、价值均以Ⅰ最高,Ⅴ最低,随着石漠化程度加剧,土壤养分含量、贮量和价值均下降。      

水化学和钙华碳氧稳定同位素在古环境重建中的应用--以贵州荔波小七孔景区响水河为例

文章报道了响水河河水的现场监测结果,得到响水河河水的Ca²+和HCO^-₃非常低,这明显与河床中大规模钙华的存在和景区内发育的茂密植被不匹配;并仔细观察发现,钙华表面有被侵蚀的痕迹,如溶蚀槽和溶蚀坑等,这说明目前所见钙华可能是过去环境条件下的产物。根据钙华碳氧稳定同位素组成特征的分析得出:近4000年来,该地区总的气候环境变化趋势是4000～3400aB.P.为相对温暖湿润期,植被生长好,为良性生态期;3400～2000aB.P.前期仍比较温暖但干燥,后期到2000aB.P.左右变得比较凉爽,从这一冷期到大致900aB.P.前后,气候有些波动,但幅度较小,夹有冷暖干湿的交替;而900aB.P.至今,钙华碳氧稳定同位素值的急剧增加,反映出气候的冷干和源区人类活动加剧造成的水土流失增加,岩溶石漠化加重,生态朝恶化方向发展     

基于“3S”的贵州喀斯特石漠化现状及变化趋势分析

石漠化是在喀斯特脆弱的生态环境下,不合理的社会经济活动的产物。利用贵州省遥感影像,在3S平台上获取了研究区喀斯特石漠图,分析了贵州省喀斯特石漠化现状。结果表明,全省喀斯特面积11.3158万km2,现有石漠化土地面积达4.1091万km2,约占全省喀斯特面积的36.3%,为西南地区石漠化最为严重的省份。空间分布上,贵州石漠化存在西部重、东部轻、南部重、北部较轻的宏观格局;在2000-2005年,部分潜在、轻度石漠化经过治理转变成了无石漠化,但石漠化总的面积仍在增加,新增总量为5172km2,平均年增长率为2.88%,发展速度较快。     

喀斯特洞穴体系元素迁移及环境指示研究进展

洞穴滴水与沉积物中的元素作为环境替代指标,在反映其物质来源以及反演古环境气候的研究中有着重要的作用,已受到国内外学者的广泛关注。本文在总结前人研究成果的基础上,概述了喀斯特洞穴体系中的元素迁移机理,重点对土壤、基岩、滴水中Ca、Mg、Sr、Ba四种元素的迁移变化机制进行了系统归纳;结合环境影响因素,分析了各元素的来源与特性,进而对滴水与沉积物中元素比值所反映的环境指示意义进行了综述。同时提出,应深入探究洞穴体系的元素迁移机制;结合洞穴环境体系的自身特点,区分元素指标在不同环境中的信息指示特征,提高沉积物中元素指示古气候环境信息的精准性;结合石漠化地表环境特征,从洞穴滴水的降雨响应研究入手,建立石漠化环境地下监测指标体系。      

岩溶断陷盆地“盆-山”耦合地形影响下的气候特征及其对石漠化生态恢复的影响探讨

掌握石漠化山区受海拔影响的气候特征的垂直差异,能够对岩溶山地气候及其影响下的水热组合条件有更为科学的认识,对石漠化演变研究和综合治理有重要意义。本文通过在典型石漠化山区（云南蒙自断陷盆地区）沿盆地、坡地到山区设立三个小型气象观测站获取山地垂直剖面的气象数据,从月（季）、日尺度分析石漠化山区“盆-山”耦合地形的气候垂直特征及其对石漠化生态恢复的可能影响,结果表明:（1）观测剖面是当地主导风东南风的背风坡,年降雨量高原面（1 027.4 mm）>盆地（662.6 mm）>坡面（574.4 mm）;且 “山谷风”效应显著,白天吹谷风,降雨比例更大。地形起伏使盆地降雨年变异系数达152.36%,远大于坡面（113.81%）与高原面（99.36%）,地形放大了垂直方向的“干湿”差异,区域干燥指数:盆地（1.74）>坡面（1.70）>高原面（0.88）。（2）垂直方向水汽差异使高原面年太阳辐射量（5 492 MJ·m-2）略小于盆地（5 817 MJ·m-2）。同时盆地与高原面气温垂直梯度达0.74 ℃·100 m-1,因此在光热条上存在明显的垂直差异。（3）垂直气候特征对石漠化生态恢复的影响具体表现在:①年内降雨集中,结合坡度较陡的地形易加速水土流失;②降雨量少,且集中在日间,强烈的蒸发易加剧土壤水分亏缺,不利于植被恢复。③研究区水分缺乏,因此在植被恢复治理中应选择耐旱的作物,同时要考虑垂直方向的光热条件差异,盆地选择喜光热作物,海拔高的地区选择喜温凉的作物。      

岩溶石漠化区不同植被类型表土孢粉组合特征——以重庆市南川区南平镇石漠化区为例

通过对南平次生林地、杂草丛、坡耕地不同植被类型表土调查和采样,利用LuoPacias孢粉鉴定系统对所采的表土样品进行分析鉴定,以研究该区表土的孢粉组合特征。结果显示:（1）样品植物孢粉共由123种植物组成,其中以草本和蕨类植物占据优势,其孢粉含量为46.40%～76.47%,平均为65.55%,其次是乔木（主要为马尾松）,花粉含量为17.73%～46.84%,平均为26.40%,灌木植物花粉含量最小,为5.79%～12.50%,平均为8.26%,显示该区植被退化严重;（2）不同植被类型的表土孢粉组合差别明显, 次生马尾松林和次生樟树林的孢粉组合特征依次为马尾松—火棘—大楼梯草—里白和樟树—火棘—构棘—泽芹;杂草丛为裂叶荨麻—圆叶藜—车前子—里白;坡耕地为异叶花椒—裂叶荨麻—剑叶凤尾蕨—玉米,与其相应的实际植被情况大致相同,较好地反映出了石漠化地区现代植被的基本状况。      

喀斯特石漠化综合治理区表层土壤有机碳时空动态特征与趋势探讨

以中国南方喀斯特地区具有代表性的贵州为例,选取三个典型石漠化综合治理示范区,以2006年4月野外监测和2009年4月重复采样的数据为基础,分析喀斯特脆弱生态区实施石漠化综合治理工程的土壤有机碳时空动态特征和发展趋势。结果表明:经过3年的石漠化综合治理,不同等级石漠化样地表层土壤有机碳密度增幅不一,其中轻、中度石漠化样地提升幅度最大,无、潜在石漠化样地次之,强度石漠化样地最小;不同工程措施下表层土壤有机碳密度特征表现为:封山育林育草>退耕还林还草>坡改梯;增幅表现为:退耕还林还草>封山育林育草>坡改梯。石漠化治理过程中,随着轻度以上石漠化土地面积的减少,表土碳储量进一步增大,而且表层土壤有机碳多分布于潜在和无石漠化区。随着石漠化综合治理进程的推进,表土有机碳密度可能呈S型曲线增长,但由于潜在、无石漠化区多为基本农田,土壤有机碳密度将在较长时间内保持相对平稳的状态。而轻、中度石漠化样地在治理初期其表土有机碳密度增幅将最快。因此,采取有效的土地利用方式与加强可持续管理对提高表层土壤的固碳潜力具有非常重要的意义。      

贵州喀斯特峰丛洼地石漠化区土壤物理特征时空分异

喀斯特峰丛洼地在全国8个石漠化治理区中面积（310万hm2）居第二位,贵州是全国石漠化最严重的地区。喀斯特生境的高度异质性、土被不连续性,导致土壤物理特性的差异,使持水保水能力有较大差异。为了弄清喀斯特峰丛地石漠化区土壤物理特征时空分异,利用环刀法对贵州喀斯特峰丛洼地石漠化实验区不同季节、不同地貌部位的土壤取样,用SPSS19.0数学统计方法对样品进行统计分析,结果表明:①土壤物理特征存在较大的时空分异,除了少部分为弱变异外,其它均表现为中等变异程度,这与生境类型复杂多样、生境高度异质性有关。②不同坡度土壤物理特征变化不显著,但土壤物理特征在不同地貌部位（上、中、下坡）随季节（春、夏、秋、冬）变化而变化。③不同植被类型下,除了非毛管孔隙度外,土壤自然含水量等物理特征变化极显著。以灌木林、人工林（经果林）分布区域土壤较为疏松、透气性好,而以针叶林或荒草地分布区,土壤粘重,透气性相对较差。      

粤北石漠化灌丛坡地模拟降雨地表径流水中钙离子含量变化

通过模拟降雨试验,研究粤北地区不同石漠化程度的灌丛坡地地表径流水中钙离子含量的变化。结果表明,在不同雨强下,不同石漠化灌丛坡地地表径流量、地表径流水钙离子浓度和地表径流水钙离子总量随石漠化程度的加重呈逐渐上升后又降低的倒“U”型趋势;在同一雨强下,潜在、轻度和极重度石漠化坡地径流水钙离子流失量远低于中度和重度石漠化坡地;地表水中的钙离子流失总量和地表径流量、土层厚度、岩石裸露率均有较高的相关性,其中与地表径流量达到显著性相关。