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.

为探究不同弃耕年限下植物功能性状的种内变化及其影响因素,加深对弃耕地植被恢复演替过程的认识,该研究聚焦于漓江流域桂林市临桂区几个村庄的农田边界、弃耕草地、灌草丛和林地4种一定程度上反映弃耕地植被恢复程度的生境,以分布较广的草本植物,即白茅(Imperata cylindrica)、双穗雀稗(Paspalum distichum)、鬼针草(Bidens pilosa)和喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,研究不同弃耕年限下其比叶质量、叶干物质含量、叶片氮含量、叶片磷含量和植株高度5个功能性状的种内变化,并阐明土壤氮含量、磷含量、pH和木本植物盖度对其的影响.主要发现如下:随弃耕年限增加,样地土壤氮、磷含量显著下降,土壤氮磷比先增加后下降,木本植物盖度显著增加.白茅叶片氮含量随弃耕年限增加而增加,叶片磷含量随弃耕年限增加而下降,这是由于叶片氮含量与土壤磷含量呈负相关关系,叶片磷含量与土壤磷含量呈正相关关系.双穗雀稗比叶质量和叶干物质含量随弃耕年限增加而增加,植株高度随弃耕年限增加而降低.鬼针草植株高度随弃耕年限增加而降低,这是由于其植株高度随木本植物盖度增加而显著下降.喜旱莲子草比叶质量随弃耕年限增加而下降,这是由于喜旱莲子草比叶质量与土壤氮磷比呈正相关关系.总之,植物功能性状的种内变化是由土壤理化性质和木本植物盖度随弃耕年限变化造成的.

江西副沙鳅(Parabotia kiangsiensis)隶属于鲤形目(Cypriniformes)鳅科(Cobitidae)副沙鳅属,仅分布于长江水系信江(刘瑞兰等1986),在珠江水系未见分布(郑慈英1989,广西壮族自治区水产研究所等2005).2015年7月在广西桂林市大圩镇漓江(25°10′52″N,110°24 ′21″E)采集到鳅科鱼类2尾,采集的标本有吻须两对,颊部有鳞,眼下刺分叉,尾鳍分叉,尾鳍基有黑点,根据这些特征可确定该标本为副沙鳅属鱼类.副沙鳅属是东亚特有的一个类群,据Fishbase (2008)统计该属共有7种,其中6种分布于中国各水系,1种分布于越南.采集的标本下唇向颏部扩大成片状且其后缘游离,下唇前缘有一明显的“V”形缺刻,两侧瓣扩大成片状(图1),这些特征可区分于副沙鳅属其他种,确定为江西副沙鳅.

根据漓江枯水期流量变化的特点,在基于栖息地模拟法的基础上利用河流二维模型,建立了历史实测最枯流量3.8 m3·s-1、枯水期标准流量45 m3·s-1和生态补水量60 m3·s-1三种不同流量下成年鲤有效栖息地的二维模型,评价其栖息地面积百分比与漓江枯水期不同流量的关系.结果表明枯水期漓江成年鲤的栖息地面积随着流量增加而增大并由河道中间逐渐向河两边移动,当流量增加到45 m3·s-1以后成年鲤栖息地面积的增长速度开始明显降低甚至是基本保持不变.分析了由于漓江流域河床坡度陡、流域面积小、雨量分配不圴、枯水期地表水向地下水排泄以及人为活动等引起枯水期栖息地面积发生变化的原因,为漓江枯水期补水和河流生物栖息地保护提供参考意义.

种间联结能够反映植物群落中物种间的关系和群落的稳定程度,对植被的恢复与重建、生物多样性保护等具有重要的意义和价值.为了解漓江河岸带枫杨群落的种间联结特征,基于2×2联列表,通过方差比率(VR)、x2检验、Pearson相关系数、Spearman秩相关系数检验及PCA排序等,对枫杨群落主要木本植物种间关联性进行定量分析和生态种组划分.结果表明:(1)乔木层、灌木层以及乔木和灌木层的总体种间关联性均呈不显著正联结,表明枫杨群落处于较稳定的阶段;(2)x2检验结果显示,绝大多数种对呈不显著关联,说明群落各种对间关联较弱,各物种间呈独立分布格局;(3) Pearson相关检验和Spearman秩相关检验发现各层次的显著率均较低,种间相关性不显著的种对占绝大部分,种间相关性不强;(4)x2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验结果虽具有一致性,但也存在一定的差异,Spearman秩相关系数检验更具灵敏性,结合3种方法使用效果更佳;(5)根据PCA排序和种间联结关系,将20个主要物种划分为4个生态种组.

水陆交错带作为水生、陆地生态系统之间的过渡带,具有拦截水体污染物、保护河流水质等重要作用.根据立地划分原则并结合广西壮族自治区漓江风景区实际情况,将漓江水陆交错带划分为6种立地类型:薄土层河滩地、中土层河滩地、厚土层河滩地、薄土层岸坡地、中土层岸坡地、厚土层岸坡地,筛选了14个指标并建立指标评价体系,利用层次分析法将漓江水陆交错带截污效果分为4个等级:优、良、中、差.评价结果如下:在漓江水陆交错带选取了20块样地,其中,薄土层河滩地占5％、中土层河滩地占10％、厚土层河滩地占10％、薄土层岸坡地占10％、中土层岸坡地占35％、厚土层岸坡地占30％,评价为“优”、“良”、“中”、“差”的样地分别占10％、60％、25％、5％,说明漓江水陆交错带整体截污效果良好,但是有少部分区域急需修复,部分区域有潜在生态危险.根据评价结果,针对不同截污效果的漓江水陆交错带,提出最佳的生态修复措施,对漓江水陆交错带生态修复工作具有指导意义.

为了解漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种群的生态位特征,在对其进行群落调查的基础上,利用Levins和Shannon生态位宽度、Schoener生态位相似性和Pianka生态位重叠指数对漓江河岸带枫杨群落乔木层、灌木层主要种群生态位进行定量分析.结果表明:乔木层的枫杨、灌木层的石榕树和桑的生态位宽度较大;重要值较大的物种,其生态位宽度一般较大,但两者排名顺序并不完全一致.乔木层主要种群生态位相似性普遍小于灌木层,平均值分别为0.151和0.236,主要种群间的生态位相似性较小,各种群对资源利用的相似程度不高;乔木层主要种群生态位重叠普遍小于灌木层,它们的平均值分别为0.217和0.273,主要种群间的生态位重叠程度较低;生态位宽度与生态位相似性之间无显著相关关系,生态位宽度大的物种与其他物种发生重叠的概率更大,但生态位重叠值不一定大,生态位相似性大的物种,其生态位重叠值一般较大.漓江河岸带枫杨群落属于地带性顶极群落,种间关系相对稳定,种群更新缓慢,在发展中有衰退趋势.

基于漓江河岸带典型地段内砾石滩、草地、灌草地和疏林地等4类水文环境梯度上的土壤样品分析,探讨了漓江河岸带土壤养分、微生物数量及微生物量等的变化特征及耦合关系.结果 表明:土壤养分含量、土壤微生物数量及微生物量等在不同水文环境下均有显著差异.随着水淹时间的减少,土壤含水量、pH值、有效氮、有效磷和有效钾均呈先增后减的趋势,最大值多出现在灌草地,最小值多出现在砾石滩,而土壤微生物总量、细菌、放线菌数量和微生物量也为先增后减趋势,其数量或含量在灌草地最多,砾石滩最少.简单相关分析表明漓江河岸带各微生物指标与土壤有效氮、有效磷及速效钾相关性较强,与土壤全氮、全磷和全钾的相关性较弱.冗余分析表明土壤有效氮、有效磷和含水量是影响微生物总数、细菌数量、微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷的重要因素,而有机质和全氮是影响放线菌数量的重要因素.研究结果说明适当的水文干扰有利于河岸带土壤养分的积累,对土壤微生物数量及其生物量也有显著促进作用;土壤有机质和有效养分含量(有效氮、有效磷等)与微生物数量及微生物量关系密切,其含量很大程度影响着微生物数量及其活性.在漓江河岸带生态保护和评估等研究过程中应充分考虑不同水文环境下的土壤微生物和养分的变化特征及耦合关系.

水陆交错带是水生生态系统与陆地生态系统之间的过渡带,是一种典型的生态交错区,承载着能量流动、物质循环和信息交换的重要作用.土壤作为水陆交错带系统的重要组成部分,是水陆交错带功能实现的基础之一.鉴于此,以桂林漓江水陆交错带纵向梯度(上游、中游、下游)不同植被覆盖条件下的土壤为研究对象,采用野外取样调查、实验分析与统计检验相结合,系统的分析了土壤理化性质及其分布特征,旨在为该区域退化生态系统恢复与重建提供依据.结果 表明:11个土壤理化性质,其中5个指标(土壤含水量、全氮、全磷、速效氮和速效钾)在上游、中游和下游均差异性显著.不同梯度下的土壤理化性质的相关性及相关性大小也不尽相同,但在总体上存在一些较相似的变化规律,如上游、中游和下游的土壤容重和孔隙度均呈现显著负相关,土壤全磷和有机质与多数土壤化学性质呈显著正相关;土壤含水量在下游与多数土壤化学性质均显著相关,但在上游仅与土壤全磷显著负相关.PCA主成分分析表明,土壤容重、土壤孔隙度和土壤全磷含量的贡献均大于其他环境因子的平均贡献率,体现了它们是影响漓江水陆交错带土壤理化性质的重要环境因子.

研究植物功能性状随环境梯度的变异和关联格局,对于认识不同环境梯度下群落构建和植物适应型具有重要意义.该研究以漓江河岸带不同河段植物群落为研究对象,调查了研究区内36个样方的物种组成,测量了样方内42种木本植物的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)和木材密度(WD)的功能性状值,并运用性状梯度分析法对3个功能性状进行群落内(α组分)和群落间(β组分)组分分解及相关性分析.结果 表明:(1)群落平均LA表现为中游最小且和下游差异显著,群落平均WD则表现为中上游显著高于下游,群落平均SLA在两两河段间均差异显著.(2)不同河段的3个植物功能性状β组分差异显著且实际观测值均小于随机模拟的零模型分布,但α组分在河岸带不同河段均差异不显著且3个功能性状的α组分分布范围均小于β组分,说明在河岸带不同河段的群落构建过程中环境筛选的作用要大于群落内种间的相互作用.(3)性状SLA与LA在群落间和群落内呈现出实际观测和随机模拟的相关性均较低,暗示了LA和SLA各自代表了植物在不同生态策略上的维度;但SLA和WD实际观测值和随机模拟值呈现出较强的负相关关系,暗示这2个性状对于环境筛选表现出较高的整体趋同适应性,体现了植物功能性状对群落间环境变异的依赖性大于群落内种间相互作用的依赖性.