中国特有植物瘤果紫玉盘(Uvaria kweichowensis),分布范围狭窄,数量稀少.为系统了解广西瘤果紫玉盘的资源数量、分布现状及资源利用等情况,2016-2022年作者团队通过实地走访、问卷调研等形式,对全区9个县开展了瘤果紫玉盘种质资源调查和种质收集工作,共收集到瘤果紫玉盘资源95份.调查结果显示:瘤果紫玉盘多年生藤本植物,成熟叶革质,主要分布在广西隆安县、天峨县等9个县共197株,生境为海拔650～1100 m之间的喀斯特石山区,依托乔木向上攀附生长,野生资源数量稀少,个体之间距离较远,基本上处于无保护状态,分布地群众有采集瘤果紫玉盘叶片治疗疾病或用于茶饮的习惯.通过种子播种、枝条扦插的形式开展了瘤果紫玉盘种质资源的繁育试验,结果表明不同来源的瘤果紫玉盘种子发芽率在25.7％～34.4％,扦插成活率在4.4％～14.4％,总体成活率较低.本研究探讨了瘤果紫玉盘受威胁的主要因素,提出了保护措施,为广西民族药瘤果紫玉盘种质资源的保护、挖掘和创新利用提供基本依据.

喀斯特区域水循环过程与其他地区存在显著区别,其水供给服务也具有独特的空间分布特征.然而,目前针对喀斯特地区产水量的时空变化研究较少考虑喀斯特生态系统的特殊性,导致产水量的空间模拟结果存在一定偏差.根据喀斯特地貌形态和地下水补径排泄特征提出了一种产水量分割方法,并基于水量平衡原理建立了地表水与地下水分割校正概念模型.选取喀斯特山区典型区域漓江流域为研究区,通过上述方法校正了 InVEST模型产水量模拟结果,从栅格、地貌分区和子流域3个尺度分析了漓江流域2000-2020年产水量校正前与校正后时空分布格局.研究结果表明:(1)漓江流域2000-2020年InVEST模型产水量呈现先减后增再减的趋势,水供给服务空间分布格局为北高南低.产水深度在岩溶区和非岩溶区几乎没有差异,但在岩溶区内部差异明显:裸露型岩溶区产水深度高于覆盖型和埋藏型,峰林平原产水深度高于峰丛洼地.子流域分区平均产水深度排序为漓江上游区＞漓江中游区＞恭城河区＞荔浦河区＞漓江下游区.(2)利用地表与地下水分割校正后,水供给服务空间分布格局为四周高于中部,西北部高于东南部.非岩溶区产水深度明显高于岩溶区,埋藏型岩溶区产水深度高于覆盖型和裸露型,峰林平原产水深度高于峰丛洼地.子流域分区平均产水深度排序为漓江中游区＞漓江上游区＞恭城河区＞荔浦河区＞漓江下游区.(3)相比InVEST模型,考虑地表水与地下水分割校正的漓江流域产水量与实测径流量之间的偏差更小,其时空分布模拟结果更为准确地评估了喀斯特地区可利用水资源量.本研究可为水资源保护政策制订与生态补偿机制建立提供更合理的科学依据和数据基础.

基于坝子(喀斯特山区受人类活动影响最明显的特殊地貌)尺度较小的特征,运用系统网格法,结合半方差变异函数修正模型,分析贵州省境内3种类型共15个坝子2005、2010、2015年土地利用强度的空间演变特征,揭示贵州岩溶山区典型坝子土地利用强度空间演变的一般规律及其与坝子内部景观格局变化的相互关系.结果表明:贵州坝子土地利用强度空间动态演变和景观格局响应模式展现出明显的类型差异.总体上,土地利用强度随坝子经济水平由高到低呈梯度递减.微观演变上,市县中心坝子的土地利用强度围绕坝地中心外围呈同心带状先减后增,空间演变趋势为稳定-扩张型;市县周围坝子的土地利用强度以单一“极-轴”为高强度中心,变化兼具增减,演变趋势为波动型;偏远地区坝子的土地利用强度基本稳定不变,甚至小幅减弱,演变趋势为稳定-衰弱型;坝子景观格局与土地利用强度变化因坝区主导功能差异存在5种不同的响应关系模式.研究期间,3种类型坝子土地利用强度的空间演变受自然和人文因子双重控制,各因子之间相互作用形成其空间演变的典型特征.

异裂菊属是广西喀斯特石山区典型的特有属,根际微生物是其能否有效吸收、有效利用土壤养分和适应石山恶劣土壤环境的最直接表征之一.该研究采用DGGE和Biolog两种方法对异裂菊属植物根际和非根际微生物多样性进行了研究.结果表明:(1)异裂菊属5个种根际pH、碱解氮等9个养分含量都高于非根际.(2)5个种的根际、非根际存在2个共有细菌类群,但在数量上存在差异,3个种的根际条带小于非根际;5个种的根际、非根际微生物群落较为相似,较易聚在一起.(3)绢叶异裂菊根际微生物对碳源利用能力最强,凹脉异裂菊非根际最弱,其他对碳源的利用能力较接近;异裂菊属种根际微生物利用碳源的能力都高于非根际,根际微生物多样性指数均高于非根际,优势度指数与非根际基本相同或略高于非根际,丰富度和均匀度指数与优势度指数规律相似;异裂菊属根际、非根际微生物利用的碳源主要是糖类、羧酸类和氨基酸类化合物,4个种根际微生物利用碳源的能力高于非根际.(4)阳离子交换量、黏粒含量百分率和碱解氮是影响异裂菊属根际微生物碳源利用模式的最重要因子.总体来说,土壤理化性质对异裂菊属植物根际微生物群落多样性具有重要影响,异裂菊属通过分泌羧酸、糖等多类化合物提高了根际微生物的活性,进而有效地提高了根际肥力水平.

为探讨喀斯特山区耕地生态环境变化状况,基于景观生态安全理论,以贵州省赤水市耕地景观为研究对象,选取景观生态安全指数、景观接近度指数、景观类型斑块破碎度、景观类型边界破碎度、景观类型斑块优势度指数、景观分离度指数、景观脆弱度指数等7个景观指数构建喀斯特山区耕地景观生态安全评价模型,分析2000-2014年研究区耕地景观生态安全的演变过程,试探耕地生态安全重心转移方向和驱动因素.结果表明:1)近15年来赤水市耕地景观生态安全重心向西北方向移动,耕地景观斑块密度、分形维数、破碎度下降,斑块形状指数、连接度上升,耕地形状逐渐向复杂状态转变,且分布趋于均匀化,斑块变得越来越群聚.2)耕地面积持续减少、生态安全性不断降低,旱地景观生态安全Ⅰ级区(危险区)向东南部地区扩张,Ⅲ级区(安全区)向Ⅱ级区(相对安全区)转变,Ⅱ级区向Ⅰ级区转变;水田景观生态安全Ⅱ级区由集中呈发散分布,Ⅲ级区向Ⅱ级区、Ⅰ级区转变,旱地和水田景观的生态安全不容乐观.3)通过灰色关联分析得出对研究区旱地景观生态安全演变及重心转移影响最大的因素是农业总产值,其次是粮食产量和农作物播种面积;对水田景观影响最大的是粮食产量,其次是单位化肥施用量和人口密度.

揭示当前多种因素驱动下聚落演变模式与功能转型的地域差异具有重要意义.通过长时间序列的高清影像数据,研究典型峰丛洼地区不同自然和社会经济条件下,近50年来,尤其最近10年乡村聚落在多重背景下的演变模式、内在机制,及其地域差异.结果发现:(1)研究区聚落分布分部主要受耕地、地形和道路的影响,聚落面积增长热点和聚落斑块增长热点的耦合关系存在区域差异;(2)聚落格局演变存在集聚与均匀分布两种趋势;(3)研究区聚落特征和演变的阶段性地域差异十分明显;(4)喀斯特山区聚落的规模变化、演变阶段和演变模式既存在一些共同性的特征,又有各自的差异性;(5)外部因素和聚落农户的自我调适是演化的主要驱动力.

2014年6月,笔者在广西西北部喀斯特石山区的凌云县(106.661°E,24.195°N,海拔384 m)考察时采集到1号蜥蜴标本(图1),该标本(GXLK356)存放于广西壮族自治区林业勘测设计院动物标本室.经鉴定为长肢滑蜥Scincella doriae,属广西新纪录种(张玉霞,2009;周放等,2011).长肢滑蜥隶属于有鳞目Squamata蜥蜴亚目Lacertilia石龙子科Scincidae滑蜥属Scincella (蔡波等,2015),国内仅分布于四川和云南,国外分布于缅甸、越南和泰国(赵尔宓等,1999;黎振昌等,2011;Das,2015).

青冈(Cyclobalanopsis glauca)是南方喀斯特区地带性森林植被比较常见而重要的建群种或优势种,对石漠化山区有较强的适应性.本研究调查了桂西南石漠化区环境下,茶条木(Delavaya toxocarpa)、银合欢(Leucaena leucocephala)和任豆(Zenia insignis)等3种先锋树种对定植1～3年青冈幼苗生长及枝叶性状的影响.结果表明:3个先锋树种对青冈幼苗的成活和生长均具有比较明显的保育作用,并且这种保育作用随青冈幼苗年龄增长而增强,对株高的影响要大于对基径的影响,茶条木的保育作用明显大于任豆;与同一坡位冠外空地相比,先锋树种冠下的青冈幼苗主干的高茎比(株高/基径)及平均节间长度、叶片SPAD值和平均单叶面积等较大,叶片N含量较高和C/N值较低,其中茶条木下和银合欢下与冠外空地之间的差异显著(P＜0.05),茶条木下的比叶面积(SLA)明显大于冠外空地(P＜0.05).根据本次及以往研究结果,在桂西南石漠化山区,茶条木、银合欢和任豆可作为青冈的保育植物,以提高其幼苗定居成功率和植被修复效果.

基于3S技术分析了2000-2015年间黔南州植被覆盖度和不同等级石漠化格局变化特征,为喀斯特山区生态环境保护和石漠化防治提供参考.采用2000年、2005年、2010年、2015年的植被NDVI遥感影像计算植被覆盖度,通过图像差值分析和石漠化转移矩阵定量分析研究期间石漠化格局变化特征.2000年黔南州无石漠化面积占总面积的51％,重度石漠化面积占11％,石漠化程度最严重的是长顺县、惠水县和独山县;2005年其无石漠化面积达到研究期间的最大值,重度石漠化面积达到最小值,长顺县石漠化较严重;2010年无石漠化面积为研究期间的最小值,重度石漠化面积为最大值,整个黔南州石漠化程度加深,面积在扩大,黔南州各县、市均有较严重的石漠化分布;2015年其无石漠化面积在2010年的基础上有所上升,而重度石漠化面积在2010年的基础上有所下降、石漠化程度有所减弱,黔南州中西部、东南部石漠化较为严重.黔南州生态环境脆弱,在石漠化治理过程中要坚持生态治理模式,促进经济社会可持续发展.

喀斯特山区生态环境脆弱,能源利用模式低值粗放,开展该区域的农业可利用生物质能潜力研究,对喀斯特山区农村能源建设和生态环境保护具有重要意义.以贵州省为例,在考虑土壤生态保留前提下,利用草谷比、土壤生态保留系数、收集系数、折标系数、副产物系数估算农村地区可利用农业生物质能资源总量.结果表明:(1) 2009-2015年间,贵州省年均可利用生物质能资源量达5191.50× 104 t标准煤,地均和人均农业生物质能资源量分别达到295 t标准煤/km2和1.48 t标准煤/人,其中年均可能源化利用的达到1974.05× 104t标准煤,占贵州省同期能源消费总量的21.84％.(2)贵州省生物质能储量结构比例分布不均,畜禽粪便资源利用潜力巨大,贡献值高达85％;其中,牛粪资源蕴藏量达年均3009.78× 104 t标准煤,贡献值达到68.39％,是贵州省最重要的农业生物质能资源.(3)从时序变化特征看,2009-2015年间贵州省生物质能资源量呈现U形结构,2011年达到最低值,这与2010年的西南大旱重要事件耦合.最后,针对贵州省农业生物质能现状,论文提出喀斯特山区应该合理布局秸秆电厂和秸秆固化成型燃料生产企业,提高畜禽的规模化养殖水平并加强农业生产防灾减灾工作,农村生活能源推广以沼气、节柴灶与节能秸秆气化炉高效利用相结合的能源利用结构等建议.