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第一章 中国西南喀斯特概况1

引言1

第一节 自然地理概况3

一、地质与岩性3

二、地貌特征5

三、气候特征7

四、土壤13

五、植被16

六、水文特征22

第二节 人文状况和社会经济26

一、人文状况26

二、社会经济27

第三节 生态环境现状及退化发生机制31

一、生态环境现状31

二、生态系统退化发生机制47

第四节 西南喀斯特退化生态系统的恢复与重建51

一、恢复与重建的目标51

二、生态恢复的原则与途径52

三、生态恢复与重建模式55

四、生态恢复与重建关键技术58

五、构建西南喀斯特农牧复合带62

参考文献63

第二章 西南喀斯特植物时空分布68

引言68

第一节 西南喀斯特植物群落演替特征69

一、研究区概况69

二、科属种组成71

三、物种组成72

四、物种多样性75

五、群落结构77

六、植物群落演替的驱动机制77

第二节 西南喀斯特景观尺度植物格局与特征80

一、植被格局影响机制及研究概述80

二、西南喀斯特景观尺度植被分布特点82

三、研究区概况与动态监测样地建立84

四、喀斯特峰丛洼地典型森林群落类型86

五、喀斯特峰丛洼地典型森林的物种组成90

六、喀斯特峰丛洼地典型森林的群落多样性和结构性特征98

七、西南喀斯特常绿落叶阔叶混交林景观尺度植被空间分布99

八、西南喀斯特人工林、次生林、原生林森林植被空间分布差异108

第三节 西南喀斯特区域尺度的植物群落分布108

一、西南喀斯特石灰岩植被的顶极群落108

二、西南喀斯特石灰岩植物区系111

三、西南喀斯特植物分布格局115

参考文献130

第三章 西南喀斯特土壤时空分布136

引言136

第一节 西南喀斯特土壤动态变化137

一、喀斯特峰丛洼地植被演替过程中土壤的变化137

二、峡谷型喀斯特植被恢复进程中土壤的变化144

第二节 西南喀斯特土壤的空间异质性153

一、喀斯特峰丛洼地森林土壤空间异质性153

二、峡谷型喀斯特典型坡地土壤空间异质性177

三、高原型喀斯特典型坡地土壤空间异质性188

参考文献195

第四章 西南喀斯特植物的光合生理特性199

引言199

第一节 植物光合作用及主要影响因素200

一、植物光合作用200

二、植物光合作用的主要影响因素206

第二节 植物光合作用的动态特征212

一、研究区概况212

二、测定方法213

三、植物光合作用日变化213

四、植物光合作用季节变化223

五、植物光合作用动态变化特征226

第三节 植物光合作用对光和CO2的响应227

一、测定方法227

二、光合作用对光的响应228

三、光合作用对CO2的响应232

四、植物光合作用对光和CO2的响应特征235

参考文献236

第五章 西南喀斯特植物群落的凋落物特征245

引言245

第一节 凋落物特征与养分归还247

一、凋落物特征247

二、凋落物养分归还257

第二节 有机层养分特征及季节动态262

一、有机层研究方法262

二、西南喀斯特典型植物群落有机层凋落物储量及季节变化263

三、有机层OC与养分库含量及季节变化264

四、有机层OC与养分库储量及季节变化265

第三节 土壤有机碳与养分库特征及季节动态269

一、土壤OC与养分库含量及季节变化269

二、土壤OC与养分库含量及凋落物特征的相关分析273

三、演替过程中土壤OC与养分库的响应率273

参考文献275

第六章 西南喀斯特主要生态系统碳格局281

引言281

第一节 峡谷型喀斯特主要生态系统碳格局283

一、研究区概况与研究方法283

二、峡谷型喀斯特主要生态系统碳分布格局284

第二节 喀斯特峰丛洼地森林生态系统碳格局287

一、研究区概况与研究方法288

二、喀斯特峰丛洼地生态系统生物量分布格局288

三、喀斯特峰丛洼地生态系统植被碳储量及分布294

四、喀斯特峰丛洼地不同植物群落土壤碳储量及分布297

五、喀斯特峰丛洼地森林生态系统碳格局的影响机制305

第三节 西南喀斯特不同森林类型表层土壤有机质的空间异质性310

一、不同森林表层土壤有机质的总体特征310

二、不同森林表层土壤有机质的空间自相关311

三、不同森林表层土壤有机质的空间变异与分布特征312

四、不同森林表层土壤有机质空间分布的主控因子314

五、不同森林土壤有机质与主控因子的关联程度315

参考文献316

第七章 西南喀斯特石灰土有机碳的稳定性319

引言319

第一节 研究区概况与研究方法320

第二节 不同生态系统表层土壤团聚体组成及稳定性321

一、不同生态系统表层土壤团聚体组成322

二、不同生态系统表层土壤团聚体稳定性328

第三节 不同生态系统表层土壤团聚体有机碳特征332

一、不同生态系统表层土壤团聚体有机碳含量分布特征332

二、表层土壤团聚体有机碳储量338

第四节 不同生态系统土壤团聚体组成剖面分布特征341

一、土壤机械性团聚体组成剖面分布特征341

二、土壤水稳性团聚体组成剖面分布特征343

第五节 不同生态系统土壤团聚体有机碳剖面分布特征344

一、土壤团聚体有机碳含量垂直分布344

二、土壤团聚体有机碳储量垂直分布350

第六节 不同森林类型土壤团聚体中微生物生物量碳、熵、氮分布355

一、不同森林类型土壤团聚体中微生物生物量碳分布356

二、不同森林类型土壤团聚体中微生物熵356

三、不同森林类型土壤团聚体中微生物生物量氮分布357

参考文献358

第八章 喀斯特森林生态化学计量与养分循环特征362

引言362

第一节 研究区概况与研究方法363

第二节 喀斯特森林生态系统C、 N、 P生态化学计量特征364

一、植物C、 N、 P含量及化学计量比366

二、土壤C、 N、 P含量及化学计量比368

三、凋落物C、N、P含量及化学计量比370

四、植物、土壤、凋落物C、 N、 P含量和化学计量比之间的关系371

第三节 喀斯特森林生态系统养分特征373

一、喀斯特森林生态系统植被层营养元素含量373

二、喀斯特森林生态系统植被层营养元素积累377

三、凋落物层营养元素含量和积累分布381

四、土壤层营养元素含量和积累分布382

第四节 喀斯特森林生态系统营养元素生物循环384

一、喀斯特森林生态系统各层次养分积累和分配386

二、喀斯特森林生态系统营养元素的年存留量387

三、喀斯特森林生态系统营养元素生物循环特征388

第五节 喀斯特森林生态系统生态化学计量特征与养分循环的关系391

一、C、N、P化学计量比与养分元素循环量的关系392

二、C、 N、 P化学计量比与养分元素循环特征的关系395

三、喀斯特森林化学计量比与养分元素循环特征的关系397

参考文献398

第九章 西南喀斯特典型生态系统的主控因子403

引言403

第一节 西南喀斯特不同生态系统主要影响因子404

一、喀斯特峰丛洼地典型生态系统404

二、峡谷型喀斯特典型生态系统主要影响因子414

第二节 西南喀斯特脆弱生态系统恢复与重建的主要因素426

一、喀斯特峰丛洼地426

二、峡谷型喀斯特427

第三节 景观尺度喀斯特森林群落分布的主要因子429

一、主成分分析429

二、聚类分析433

参考文献437

第十章 西南喀斯特植被与土壤的耦合关系439

引言439

第一节 喀斯特峰丛洼地典型生态系统植被与土壤的耦合关系440

一、研究区概况440

二、喀斯特峰丛洼地脆弱生态系统各因子间的典型相关分析440

三、喀斯特峰丛洼地脆弱生态系统植被与土壤的耦合关系446

四、喀斯特峰丛洼地脆弱生态系统植被与土壤的耦合机制448

第二节 峡谷型喀斯特典型生态系统植被与土壤的耦合关系449

一、研究区概况449

二、峡谷型喀斯特生态系统各因子间的典型相关分析449

三、峡谷型喀斯特生态系统植被与土壤的耦合关系455

四、峡谷型喀斯特生态系统植被与土壤的耦合机制457

第三节 不同森林类型植被与土壤地形的耦合关系458

一、研究区概况与动态监测样地建立458

二、喀斯特峰丛洼地森林植被与土壤地形因子的耦合关系458

三、喀斯特峰丛洼地森林植被与土壤地形因子的耦合机制464

第四节 喀斯特峰丛洼地森林植被分布的环境解释465

一、DCCA排序465

二、群落结构的环境和空间影响因子分离473

三、喀斯特峰丛洼地森林植被分布的环境解释探讨476

参考文献477

第十一章 喀斯特土地利用方式对生态系统运行的影响480

引言480

第一节 土地利用方式对植物群落特征的影响481

一、研究区概况482

二、科、属、种及重要值的组成特点与比较483

第二节 土地利用方式对土壤水分的时空调控491

一、不同土地利用方式下雨季、旱季土壤水分的总体特征492

二、不同土地利用方式下雨季、旱季土壤水分自相关分析493

三、不同土地利用方式下雨季、旱季土壤水分空间变异特征493

四、不同土地利用方式下雨季、旱季土壤水分空间分布格局498

五、不同土地利用方式下土壤水分空间格局探讨500

第三节 土地利用方式下土壤养分的空间变异500

一、不同土地利用方式下土壤养分的描述性统计分析501

二、不同土地利用方式下土壤养分的自相关分析503

三、不同土地利用方式下土壤养分的空间结构分析503

四、不同土地利用方式下土壤养分的空间分布格局507

五、不同土地利用方式下土壤养分的空间变异探讨514

第四节 土地利用方式下土壤微生物的空间变异515

一、不同土地利用方式下土壤微生物的描述性统计分析515

二、不同土地利用方式下土壤微生物的自相关分析518

三、不同土地利用方式下土壤微生物的空间结构分析521

四、不同土地利用方式下土壤微生物的空间分布格局522

五、不同土地利用方式下土壤微生物的空间变异探讨522

第五节 土地利用方式对土壤肥力的影响机制528

一、不同土地利用方式对土壤肥力主要因子的影响529

二、不同土地利用方式对土壤养分和土壤微生物相互作用的影响532

三、喀斯特峰丛洼地土地利用方式优化541

四、土地利用方式对土壤肥力的影响机制探讨542

参考文献542

第十二章 喀斯特主要退耕还林还草模式优化547

引言547

第一节 喀斯特主要退耕还林还草模式类型548

一、退耕还林还草模式的理论基础548

二、喀斯特退耕还林还草模式的类型划分550

第二节 喀斯特峰丛洼地退耕还林还草的植被效应554

一、研究区概况554

二、不同退耕还林还草模式的生物量及其变化556

三、不同退耕还林还草模式的群落多样性及其变化557

四、不同退耕还林还草模式的植被养分效应559

五、不同退耕还林还草模式的植被效应聚类分析572

第三节 喀斯特峰丛洼地退耕还林还草土壤改良效果574

一、研究区概况574

二、不同退耕还林还草模式的土壤物理环境及变化575

三、不同退耕还林还草模式的土壤化学性状及变化576

四、不同退耕还林还草模式的土壤矿物质特征及变化578

五、不同退耕还林还草模式的土壤微生物特性及变化579

六、不同退耕还林还草模式的土壤生态系统的主要因素581

七、不同退耕还林还草模式的土壤理化性质-矿质养分-微生物的耦合关系583

第四节 喀斯特峰丛洼地退耕还林还草植被与土壤的耦合机制585

一、不同退耕还林还草模式的植物养分循环的比较586

二、不同退耕还林还草模式的生物吸收系数和归还系数589

三、退耕还林还草模式的植被与土壤的典型相关分析590

四、退耕还林还草模式的植被与土壤的耦合效应594

第五节 喀斯特峰丛洼地退耕还林还草优化599

一、退耕还林还草优化模式分类599

二、退耕还林还草模式生态综合效应分析600

三、退耕还林还草生态经济可持续发展模式602

四、退耕还林还草工程后续政策保障602

参考文献605