氮脅迫指數
Ⅰ 土地脅迫指數
土地脅迫指數是評價區域內土地質量遭受脅迫的程度，利用評價區域內單位面積上水土流失、土地沙化、土地開發等脅迫類型面積表示。
Ⅱ 什麼叫氮脅迫、磷脅迫
氮脅迫：氮對幼苗體內的影響。
磷脅迫：磷對幼苗體內的影響。
（看你對哪種作物有影響？）
Ⅲ 土地脅迫指數大於100取值多少
什麼叫做土地脅迫指數？你在哪兒看到的呀？這個詞根本就語句不通順嘛，哪有這樣的詞語啊，土地脅迫是什麼意思
Ⅳ 生境質量指數
評價區域內生物棲息地質量，利用單位面積上不同生態系統類型在生物物種數量上的差異表示，通過遙感監測獲得。
Ⅳ 水稻什麼時期對氮素脅迫最敏感
應用15N示蹤技術研究了水稻不同生育期吸收的15N在各器官中的分配,以及後期植物組織中的揮發損失.結果發現,水稻在分櫱期吸收的氮量少於在幼穗分化期吸收的氮量;在分櫱期吸收的15N,標記結束時氮素主要分配於水稻的葉片中,至成熟期15N有39%轉運至水稻子粒中;水稻在幼穗分化期吸收的15N,標記結束時氮素主要分配在水稻莖和葉鞘中,至成熟期15N有46%轉運至水稻的子粒中;水稻在分櫱期和幼穗分化期吸收的氮素在後期可以通過植株組織揮發損失,至成熟期損失的比例分別達16.7%和13.4%.
Ⅵ 簡述氮平衡的概念和三種形式
氮平衡是指氮的攝入量與排出量之間的平衡狀態。它是反映機體攝入氮和排出回氮之間的關系。是反映體內答蛋白質代謝概況的一種指標。測定每時攝入氮的量和排除氮的量，並比較兩者的比例關系，以及體內組織蛋白代謝狀況的實驗。
氮平衡的三種形式：零氮平衡、氮的正平衡和氮的負平衡。零氮平衡，攝入氮等於排出氮。這表明體內蛋白質的合成量和分解量處於動態平衡；正氮平衡，攝入氮大於排出氮。表明體內蛋白質的合成量大於分解量；負氮平衡，攝入氮小於排出氮，即由食氮量少於排泄物中的氮量。
(6)氮脅迫指數擴展閱讀：
氮平衡指數
重要的脅迫熒光參數，也是反映作物長勢的重要指標。為葉綠素（SFR）和類黃酮（FLAV）的比值。利用NBI來評估葉片氮素營養狀況時，避免了傳統方法中的延遲效應，葉綠素與類黃酮稍有變化，即可檢測出植物的氮肥狀況。
氮平衡指數以多水平的蛋白質供給，動態觀察維持氮平衡效價來衡量食品蛋白質量。與特定單一蛋白攝入水平相比，能較全面反映多方面的結果，包括生物學價值，相對價值及該蛋白質達到氮平衡的需要量。
Ⅶ 環境脅迫的酸雨脅迫
酸雨是指pH小於5．6的降水，是屬於環境災害酸沉降當中的「濕沉降」。濕沉降即通常所說的酸雨，包括酸性雨、酸性霧、酸性露、酸性雪、酸性霜等，我國酸雨的酸度主要由SO42－、Ca2+、NH4+ 三種成分決定。
我國70年代初，最初從貴州、湖南、繼而從上海、重慶、南京、貴州等地監測到酸雨，1982年夏，重慶曾連降酸雨。在工業集中區，酸沉降已成為區域性環境問題，酸雨以城市為中心向遠郊和農村蔓延。pH小於5．6的區域已佔國土面積的40%左右，酸雨分布在我國總體狀況是南方重於北方，城市重於鄉村。
不同植物種類對酸雨脅迫的敏感性不同，闊葉樹和草本植物較針葉樹更易受酸雨危害，在黃河流域，銀杏、柿樹對酸雨抗性較強，花石榴、貼梗海棠、楓楊、杏、桃則較敏感。植物的不同器官，不同發育階段對酸雨抗性不同，枝幹抗酸性強，根系及葉片較弱，未展幼葉和老葉抗性較伸展完畢的嫩葉強。
酸雨對園林植物的可見症狀是，可使植物葉片產生白色微小斑點，葉尖皺縮枯萎，花瓣出現褪色白斑，花萼出現褐色斑點進而成塊狀壞死斑，花粉活動和萌發力下降，對果實則增加果銹，促進生理性落果，對枝梢則抑制其生長。
酸雨對土壤的影響主要是引起土壤酸化，養分淋失，重金屬毒性活化，細菌數量減少。固氮菌活動降低，土壤呼吸作用、氧化作用、硝化作用和固氮作用明顯減少。
Ⅷ 植物乾旱脅迫下測定哪些生理指標
生長發育：1葉水勢，2葉片相對膨壓，3光合作用，4氣孔導度和蒸騰速率，5葉面積和葉面積指數（LAI)，6滲透調節物質，品質：於結莢期和飽果期取主莖倒3葉測定葉片葉綠素含量等生理指標，考察不同處理花生結果情況、植株性狀和干物質積累情況；於開花後40d(幼果)、55d(秕果)和70d(飽果)挑選發育一致的莢果10個烘乾、保存，以備測定籽仁蛋白質含量、粗脂肪含量、脂肪酸組分及含量、油酸/亞油酸比、氨基酸組分及含量、可溶性糖含量。於收獲期(9月20日)選有代表性地段收獲莢果，自然風干，用於調查莢果產量、單株結果數、公斤果數、公斤仁數和出仁率。
Ⅸ 脅迫因子對植物產生的傷害效應種類有哪些,逆境脅迫對植物代謝有哪些影響
生態因子對生物的生態作用
一．環境概述
二． 生態因子
1、定義：生態因子（ecological factors）是指環境中對生物生長、發育、生殖、行為和分布有直接或間接作用的環境要素。
2. 生態因子作用的一般特徵（一般規律）
（1）綜合作用；
（2）主導因子作用；
（3）直接作用和間接作用；
（4）階段性作用；
（5）可調節（補償）作用但不可代替性；
（6）限制性作用—耐度限制及耐度限制的調節。
限制因子（limiting factor）：
①限制生物生存和繁殖的關鍵性因子。
②在眾多生態因子中，任何接近或超過某種生物的耐受性極限，而且阻止其生長、繁殖或擴散甚至生存的因素。
最小因素定律（law of minimum）：
能夠影響生物的無數因子中，總有一個因素限制生物的生長、生存或繁殖。
耐性定律（law of tolerance）：
耐性（tolerance）：①指生物能夠忍受外界極端條件的能力；②指單個有機體或種群能夠生存的某一生態因子的范圍。
又稱shelford
耐性定律。任何一個生態因子在數量或質量上的不足或過多，即當其接近或達到某種生物的耐受性限制時，而使該種生物衰退或不能生存。
2. 生態因子作用的一般特徵（一般規律）
耐性限度（the limits of tolerance）：
每個種只能在環境條件一定范圍內生存和繁殖。也即生物種在其生存范圍內，對任一生態因子的需求總有其上限與下限，兩者之間的距離就是該種對該因子的耐性限度。
生物種的耐性曲線（見圖例）：
耐性限制用曲線表示，稱為耐性曲線（tolerance curve）。廣幅分布生物與狹幅分布生物分布耐性曲線。
耐度限制的調節通過下列主要方式：
新環境適應：馴化培育
休眠——「逃避」限制
生理節律變化和其他周期性補償變化
調節的目的是對惡劣環境的克服，通過這些方式，使體內生理、行為達到平衡，而抵抗惡劣環境。
三．生態因子對生物的生態作用
三．生態因子對生物的生態作用
（1） 光強的作用：生長發育、形態建構作用。典型例子—植物黃化現象（eitiolation phenomenon）。
（2）光質的作用：光合作用影響
紅、橙光能對葉綠素有促進，綠光不被植物吸收稱「生理無效輻射」。紅光有利於糖的合成，藍光有利於蛋白質的合成。
光對動物生殖、體色變化、遷徙、毛羽更換、生長發育有影響。
紫外光與動物維生素D產生關系密切，過強有致死作用，波長360nm即開始有殺菌作用，在340nm~240nm的輻射條件下，可使細菌、真菌、線蟲的卵和病毒等停止活動。200~300nm的輻射下，殺菌力強，能殺滅空氣中、水面和各種物體邊面的微生物，這對於抑制自然界的傳染病病原體是極為重要的。
三．生態因子對生物的生態作用
（3）光周期現象—生物對光的生態反應與適應
定義：生物對晝夜光暗循環格局的反應所表現出的現象稱之為光周期現象。
生物和許多周期現象是受日照長短控制的，光周期是生命活動的定時器和啟動器。
表1 不同緯度地區的日照時間 單位：h
三．生態因子對生物的生態作用
（3）光周期現象—生物對光的生態反應與適應
植物的光周期現象：
長日照植物、短日照植物、中日照植物、日照中植物。（不同光照時間對開花的作用而定）
動物的光周期現象：
鳥類的光周期現象最為明顯，它的遷徙是由日照長短變化所引起的；鳥類及某些獸類的生殖也與日照長短有關，如雪貂、野兔和刺蝟等都是隨著春天日照長度增加而開始生殖（稱為長日照獸類）；綿羊、山羊和鹿等總隨著秋天短日照的到來而進入生殖期（稱短日照獸類）。
三．生態因子對生物的生態作用
（1）溫度與生物生長發育
生長：「三基點」——最低、最適、最高溫度。
發育：植物的春化作用（某些植物要經過一個「低溫「階段才能開花結果）。
（2）生物對極端溫度的適應
對低溫適應——在形態、生理和行為方面的表現
中國南北方幾種獸類顱骨長度的比較：
三．生態因子對生物的生態作用
說明了生活在高緯度地區的恆溫動物其身體往往比生活在低緯度地區的同類個體大。個體大的動物，其單位體重散熱量相對減少（貝格曼Begman定律）（表）。
阿倫（Allen）規律：恆溫動物身體的突出部分為四肢、尾巴、外身等在低溫環境中有變小的趨勢。
在生理方面，生活在低溫環境中的植物通過減少細胞中的水分和增加細胞中的糖類、脂肪等物質來降低植物的冰點，增加抗寒能力。動物對低溫的適應主要表現在代謝率與溫度關系中的熱中性區寬，下臨界點溫度以下的曲線率小等幾個方面（圖）。
（3）物候節律：
物候又稱物候現象（phenological
phenomenon），是指生物的生命活動對季節變化的反應現象。物候學（pheology）則是指研究生物與氣候周期變化相互關系的科學。
三．生態因子對生物的生態作用
（1）水因子對生物生長發育的作用：
水分不足，使植物萎蔫；使動物滯育或休眠。某些動物的周期性繁殖與降水季節密切相關，如澳洲鸚鵡遇到乾旱年份，就停止繁殖；而某些龍腦香科植物遇到乾旱年份卻產生「爆發性開花結果」。
（2）生物對水因子的適應
三．生態因子對生物的生態作用
（2）生物對水因子的適應
植物依其對水分需求劃分為水生植物、陸生植物兩大類型。各類型下又分別劃分為沉水植物、浮水植物、挺水植物、濕生植物、旱生植物和中生植物等。（圖解）
陸生動物對水因子的適應
形態結構上的適應：以各種不同形態結構，使體內水分平衡。
行為上的適應：沙漠動物晝伏夜出；遷徙等。
生理上的適應：「沙漠之舟」駱駝可以17天喝水，身體脫水達體重的27%，仍然照常行走。它不僅具有貯水的胃，駝峰中還儲藏豐富的脂肪，有消耗過程中產生大量水分；其血液中具有特殊的脂肪和蛋白質，不易脫水。
三．生態因子對生物的生態作用
（1）氧的生態作用；
（2）氮的生態作用；
（3）CO2的生態作用（對動植物個體潛在的影響）；
①使植物氣孔開度減少，減少蒸騰，提高水分利用。
②CO2 濃度相對提高，使C3植物光合作用不斷增加（C4植物達到飽和點後則不隨CO2 濃度提高，光合作用增加）。
③CO2 能促進植物的生長——植物生長速率隨全球CO2 濃度的提高而增加。
④高濃度的CO2 能改變植物形態結構——幼苗分枝增多，葉面積指數加大等。
三．生態因子對生物的生態作用
（4）大氣污染與植物；
①大氣主要污染物對植物的危害（影響）
二氧化硫（SO2 ）對植物的影響：傷害閾值為0.25~0.55ppm，2~8小時；典型症狀——葉片脈間呈不規則的點狀、條狀或塊狀壞死區。
氟化氫（HF）對植物的影響：傷害閾值>40ppm；典型症狀——葉尖和葉緣壞死。
臭氧（O3）對植物的影響：傷害閾值0.05~0.15ppm 0.5~8小時；典型症狀——葉面上出現密集的細小斑點。
乙烯對植物的影響：傷害閾值10~100ppb；典型症狀——「偏上生長」致使葉片、花、果脫落。
②植物對大氣的凈化作用
吸收CO2，放出O2 ：造林綠化與人類維系呼吸；
吸收有毒氣體：吸收二氧化硫（SO2 ）及氟化氫（HF）最優；
驅菌殺菌作用：有些植物分泌殺菌素，如1ha松柏林24小時分泌34kg殺菌素；
阻滯粉塵：針葉林阻粉塵量32~34噸/年，闊葉林68噸/年；
吸收放射性物質：吸收中子γ-射線。
三．生態因子對生物的生態作用
（4）大氣污染與植物；
③大氣污染監測——指示植物
a.作為指示植物的基本條件：
能夠綜合反映大氣污染對生態系統影響的強度；
能夠較早地發現污染（對大氣污染敏感）；
能夠同時檢測多種大氣污染物；
能夠反映出一個地區的污染歷史（基本年輪的化學分析）。
b．常見（用）的指示植物：地衣最敏感，0.015~0.105ppm二氧化硫下無法生存（但反應慢）。
④大氣污染的植物監測
形態及生長量觀測：IA=Wo/Wm；
群落生活力調查（見《城市生態學》——孟德政等譯，1986）；
現場盆栽定點監測；
生理生化指標測定——光合作用，呼吸作用，氣孔開放度，細胞膜透性，葉液PH值變化，植物體內酶體變化等。
三．生態因子對生物的生態作用
（1）土壤化學性質與植物的關系
①PH值 <3 或 >9對根系嚴重傷害 ②礦質營養元素與植物
（2）植物的鹽害和抗鹽性
植物的抗鹽方式：
排除鹽分——泌鹽植物； 稀鹽植物（稀釋鹽分）；
富集鹽分； 拒絕吸收
（3）植物對土壤適應的生態類型
對PH值的適應——嗜酸性植物、嗜酸—耐鹼植物、嗜鹼—耐酸植物、嗜鹼植物。
鈣土植物、鹽生植物、抗鹽植物
（4）土壤污染的植物監測
土壤污染——重金屬污染、如汞、鎘、砷、化學農葯污染等。
監測：植物群落調查，蔬菜及作物調查，實驗分析
Ⅹ 重要環境地質指標釋義
一、岩石裸露率
簡介：岩石裸露率，即岩石面無植被或土被覆蓋的裸岩面積占總面積的比值。石漠化的形成是地表呈岩石逐漸裸露類似荒漠景觀的演變過程，因此岩石裸露率是表明石漠化進程的最直觀的指標。碳酸鹽岩母岩差異性風化促使基岩面強烈起伏，形成各種規模不等的溶窪、溶洞、地下河道，為殘積土壤的積聚提供空間，地表土壤物質分布不均勻，這是岩溶區基岩大面積裸露的重要原因。
意義：基岩大面積裸露，一方面暴露於日光下，形成乾熱小氣候，限制了植被的生長；另一方面，對水資源的調蓄功能降低，不能保證植物生長的水源，再者由於植被覆蓋率低，土壤的侵蝕強度增加，加速石山區的水土流失過程。岩溶石山區的植被多為喜鈣的岩生性種群，群落結構單一，食物鏈易受干擾而中斷，隨著環境的惡化，植被的種類在退化，高大的喬木逐漸被典型的小灌木取代，進而是岩石逐漸裸露，群落的生物量隨著岩石逐漸裸露而降低。因此，岩石裸露率從生態系統角度闡明岩溶生境的致損程度。
岩石裸露程度作為地表退化的標志既易於測量，又易於被遙感技術所記錄。因此，實地監測和遙感技術相結合對岩石裸露程度進行監測，已成為重要的石漠化監測手段之一。
人為或自然原因：自然原因是碳酸鹽岩母岩大面積裸露形成了土少、水少、石多、乾旱的嚴酷生態環境，限制了植物的生長。人為原因是亂砍濫伐、鏟草皮、挖樹根、燒秸稈等活動以及都市化。
適用環境：碳酸鹽岩分布區。
空間尺度：從塊段到中尺度/區域尺度到全球尺度。
測量方法：實地測量或遙感技術解譯獲取信息。
測定頻率：按季、年或多年一次，根據具體情況而定。
資料和監測的局限性：石漠化過程既有漸變也有突變。植被退化、土壤退化、地表狀況惡化三者退化與恢復的速度並不一樣，裸岩率高低並不總是代表石漠化程度的強弱。因此，僅注重地表形態的變化，而忽視石漠化引起的土地系統生態學過程的變化，是難以刻畫不同荒漠化類型的共同本質的。
過去與未來的應用：中國國土資源航空物探遙感中心參照已有的荒漠化分級標准，以裸露基岩占總面積的比例、裸露基岩的結構和分布特徵、植被結構等為分級的基本依據，將區域出露的碳酸鹽岩生態景觀分為四個等級，無石漠化（岩石裸露程度＜30%）、輕度石漠化（岩石裸露程度30%～50%）、中度石漠化（岩石裸露程度50%～70%）和重度石漠化（岩石裸露程度＞70%）。
根據以上分級標准，遙感中心利用「3S」技術對整個西南岩溶區的石漠化進行全面地系統的研究，完成了「西南岩溶石山地區石漠化空間資料庫（1∶500000）」。已經掌握了西南岩溶區10.5萬km2 不同程度石漠化的分布面積、空間區域及其生態環境特點，並建立資料庫和電子版圖件，可提供區域石漠化的現狀信息。
二、土壤侵蝕強度
簡介：土壤侵蝕是評價岩溶地區生態系統健全狀態和功能必不可少的指標。土壤侵蝕除減少了土壤，降低土壤養分和有機質的多樣性及豐富程度，影響植被、農作物的生長以外，還造成非常嚴重的地質災害和環境問題，如堵塞地表、地下河道、水庫，當暴雨來臨，地下管道堵塞來不及排泄，又造成洪澇災害，以至於許多農田往往是旱澇交加。根據貴州省岩溶區主要河流的輸沙量估算，貴州每年流失的成土物質總量約等於其60年的生成量。因此，土壤侵蝕是岩溶石山區土壤淺薄，土被不連續，最終演變為石山荒漠的主要原因。
岩溶山區特殊的土體剖面結構加劇了斜坡上的水土流失和石漠化。岩溶山區土壤剖面中通常缺乏C層（過渡層），在基質碳酸鹽母岩和上層土壤之間，存在著軟硬明顯不同的界面，使岩土之間的粘著力與親和力大為降低，一遇降雨激發便極易產生水土流失和石漠化。西南岩溶區有數量眾多的地下河、洞穴，因此除了坡面侵蝕外，水土還通過落水洞向地下河流失。
地形坡度是土壤侵蝕的影響因素，以石漠化最嚴重的貴州省為例，新構造強烈抬升，岩溶垂向發育，地形起伏大，全省地形坡度為21.5°，大於25°的坡地佔35%，大面積的陡坡地存在，無疑給土壤侵蝕提供了有利的條件，從而導致石漠化。全省低產田占總耕地面積的75.8%，而80%是在坡耕地上。
在水土流失造成的岩溶石漠化評價中，尤其在大比例尺研究時，地形坡度是最重要的指標之一。由水利部頒發的《土壤侵蝕強度分級標准》，地形坡度和植被覆蓋度是基本的分級指標。近年來實施的退耕還林政策亦把坡度＞25°作為退耕還林的界限，因為在坡度＞25°的陡坡上，土層淺薄，一旦植被覆蓋層遭受破壞，是很難恢復的。在農業上大力倡導的坡改梯工程也是把地形坡度作為主要依據的。
除地形坡度外，降雨也是土壤侵蝕的重要因素，大多土壤侵蝕發生在大雨或暴雨期間。滑坡、泥石流是強度的土壤侵蝕現象，我國南方西部的橫斷山區、雲貴高原的中西部，沿斷裂、河谷地帶滑坡、泥石流普遍發育。影響土壤侵蝕的另一因素是植被覆蓋率，植被的根系有固土作用，落下的植物枝葉如同一個保護層，有助於減少雨滴對土壤的沖擊。
一般認為，土壤抗蝕性能與有機質含量有關，有機質含量越低，土壤抗蝕性越弱。由於石灰土表層集中了土體絕大部分的有機質，表層以下土壤有機質含量迅速降低，一旦發生植被破壞和土壤侵蝕，富含有機質和植物養分的表土層被侵蝕，良好的土壤結構受到破壞，土壤水穩性指數和結構系數降低，土壤抗蝕抗沖能力明顯下降，土壤侵蝕加劇。
意義：土壤侵蝕問題已成為世界性環境問題中最為突出的問題。這是因為土壤侵蝕威脅著我們星球的生產力，包括糧食、纖維和可再生資源。據估計，在過去50年間，土壤侵蝕已導致4.0億hm2的土地喪失其生產力。另一方面，侵蝕泥沙及其伴隨的養分和農葯流失也對人類的生存環境，如空氣和水質，造成嚴重污染，並引起其他一系列環境問題。
人為或自然原因：土壤侵蝕是十分復雜的天然作用，大多為水、風侵蝕引起的，自然原因為新生代地殼大幅度抬升，河流下切，加之多次構造運動使西南岩溶區斷層褶皺發育，形成陡峭的坡度和多樣化的地貌形態。人類活動誘發，加速或延緩。如陡坡種植（＞25°）和過度的放牧、亂砍濫伐、修路、礦山開采和都市化可加速土壤侵蝕。
適用環境：碳酸鹽岩分布區，尤其是斜坡地帶。
空間尺度：塊段到中尺度/區域尺度。
測量方法：土壤侵蝕量可用多種方法測量，如埋樁測量土體高度；利用溝槽建堰採集沉積物進行測量估算；土壤侵蝕速度可用侵蝕預測方程如通用土壤流失方程等進行計算。
測定頻率：每季、每年一次，視當地條件和所測參數而定。
資料和監測的局限性：土壤侵蝕是石漠化最直接的影響因素，石漠化地區現階段土壤侵蝕量可能較小，但其土壤侵蝕程度是嚴重的，不能籠統認為土壤侵蝕量與石漠化的相關性較小，石漠化是土壤侵蝕的頂級表現形式，已到了無土可流的發展階段。對偶發的極端事件如滑坡、泥石流等缺乏有效的監測手段。
過去與未來的應用：土壤侵蝕環境效應評價是近幾年來備受關注的研究領域。目前迫切需要進行長歷時和大尺度的土壤侵蝕動態監測，一方面監測土地管理政策和措施對侵蝕、搬運過程的影響，另一方面監測土壤侵蝕對土地退化、空氣和水質污染的影響。土壤侵蝕量化是未來土壤侵蝕研究面臨的問題和挑戰。
熊康寧等結合貴州的實際情況，提出了岩溶石漠化六級分級標准（表2-13）。以此為標准，進行了貴州省岩溶石漠化等級劃分。
三、表層岩溶水
簡介：表層岩溶帶是由於強烈的岩溶化過程，在表層碳酸鹽岩形成各種犬牙交錯的岩溶個體形態和微形態並組合構成不規則帶狀的強岩溶化層，其下界為岩溶不發育的岩石。表層岩溶帶的裂隙發育隨著深度的增加而迅速減緩直至停止，使得表層岩溶帶能夠形成含水層，具有賦存和調蓄地下水的功能。構成岩溶地區特殊的上部以表層岩溶水系統為主體與下部以地下河管道為主體的二元水文地質結構。
表2-13 碳酸鹽岩岩溶石漠化強度分級標准表
長期強烈的岩溶化作用造成的地表地下雙重空間結構，導致地表水漏失，地下水深埋，地表乾旱缺水，這使表層岩溶水顯得尤為重要，其不但可以延緩降雨入滲水在表層帶停留的時間，使其更多為植被所利用，並可形成表層間歇泉，支撐起其上覆的生態系統，並與生態系統一起對岩溶水文系統進行調蓄。而且表層如具有良好植被和土壤層覆蓋時，還能有效增加降雨入滲補給量。在許多岩溶區雖然土被不完整或者是岩石大面積裸露，大量的風化殘余物存在於表層岩溶帶中，留存於石溝、石縫、石槽中的土壤肥力水平高，如果表層岩溶帶能提供足夠的水分營養，植物根系可以在這些裂隙中生長，甚至形成茂盛的喀斯特森林。從而形成良好的生態系統。
意義：表層岩溶水的普遍分布是我國西南岩溶山區居民聚集和繁衍的重要條件。表層岩溶水不僅提供人畜生活用水，而且為植被和農作物生長最重要的水源。但19世紀中葉以來，隨著森林的破壞，環境調蓄表層水的功能減弱，水土流失速度加快，泉水衰減、水質惡化，大多數表層岩溶水只有在大暴雨期間才形成超滲產流，然後以表層岩溶泉水的形式流出地表。旱季，表層岩溶泉水普遍斷流，生境條件向乾旱、空氣濕度小的嚴酷生境演變，加劇了石漠化的進程。表層岩溶水的水質水量的監測數據不僅預警生態環境的變化，而且是制訂防治石漠化對策的基本依據。
人為或自然原因：表層岩溶水主要受氣候、岩性、構造、地貌、植被的控制。人類活動如砍伐樹木、重度墾殖，降低了植被涵養水源的能力；過度開采表層岩溶水，有毒有害廢棄物的排放以及農作物施肥等都會改變表層岩溶水的水質、水量。
適用環境：碳酸鹽岩分布區，尤其是人群聚集區。
空間尺度：從塊段到中尺度/區域尺度到全球尺度。
測量方法：對表層岩溶泉水流量可用流速儀測量、對水點（水井、溶潭等）水位可直接測量。或利用自動水位儀連續測量。
測定頻率：每月或每季一次，或連續觀測，視當地條件和所測參數而定。
資料和監測的局限性：表層岩溶水的時空分布極不規律，因此很難確定某一特定地點代表性如何。
過去與未來的應用：在西南岩溶區許多地方都開展了表層岩溶泉水水量水質長期監測工作，了解表層岩溶帶對水資源的調蓄功能。
四、土壤狀況
簡介：石漠化的過程實質上就是土地退化的過程。土壤的分布、厚度、養分含量和組成以及土壤的結構、pH值都直接影響了植被的種類和演化，典型樣地調查和土壤的物理性質和化學性質分析結果表明，隨著石漠化進程，植被逆向演替，容重增加，孔隙度降低，土壤天然含水量、有機C含量亦有降低趨勢。
土壤指標包括以下主要次級指標：土層厚度、土壤結構、土壤質地、土壤持水能力、土壤有機質、營養元素和pH值。
1.土層厚度
岩溶地區成土過程慢、土層薄，土被不連續，嚴重製約了植被的生長及植被種類組成，是岩溶生態系統脆弱的重要原因。
2.土壤結構
土壤固相顆粒很少呈單粒存在，經常是相互作用而聚積成大小不同，形狀各異的團聚體，各團聚體的組合排列，稱為土壤結構。土壤結構影響土壤孔隙的數量、大小及其分配情況，從而影響著土壤與外界水分、養分、空氣和熱量的交換，影響著土壤中的物質與能量的遷移轉化。團聚體的穩定性取決於連接介質（如有機質或石灰）以及破壞它們的力量（例如降雨沖蝕和耕種）。好的土壤結構和聚合體，常常因為侵蝕導致有機質損失而變差。有機質的流失導致聚合體穩定性降低和在許多土壤尤其是那些含粉沙量高的和有機質含量低的土壤表面或接近表面形成土壤硬殼。硬殼又進一步地減小入滲率和透氣性以及增大地表徑流。容重常常隨著侵蝕而增加。對土壤結構的評價考慮兩個參數：容重和入滲率。
（1）容重（BD）。將容重定義為土壤的質量除以土粒、水和空氣占據的總的體積。它由每單位體積中土壤的重量來計量。容重的變化與固體有機物和無機物顆粒的比重和相對比例以及土壤的孔隙度有關。
（2）入滲率（I）。水能進入土壤表面的比率叫做入滲率。首先，因為它影響了土壤接受水補給的速度；其次，它在大雨或灌溉期間影響了地表徑流的產生和由此引發侵蝕的可能性。作為水力傳導系數發生變化的結果，入滲率受許多土壤特徵（如質地、結構和孔隙特性）的影響。值得強調的是，聚合體的穩定性和膨脹粘土的存在對入滲率的影響很大。表面的土壤受到雨滴和其他因素的沖擊（如交通和牲畜破壞），減少土壤的入滲率；雨滴可能對表面的土壤聚合體產生可觀的沖擊，如果它們是脆弱和不穩定的話就很容易分解。重度墾殖和有機質含量低的土壤特別容易產生聚合體分解和形成表面硬殼層。落下的植物枝葉如同一個保護層，有助於減少雨滴沖擊而維持高的入滲率。
3.土壤質地
各粒級土粒在土壤中所佔的相對比例或重量百分數即土壤的機械組成，就叫做土壤質地。土壤顆粒組成是構成土壤結構體的基本單元，並與成土母質及其理化性狀和侵蝕強度密切相關。首先，顆粒大小和形狀影響了土壤遭受風或水侵蝕的可能性；其次，土壤質地也影響水的入滲率，而入滲率又影響了地表徑流量和土壤顆粒的移動潛力。土壤質地分類為：
（1）砂質的：砂粒為主，貧瘠，容易退化，中細砂易受風蝕。這些土壤因為持水能力差，而且所含水分更容易為植物生長所消耗，所以它比粘土更容易遭受乾旱。
（2）壤土質的：砂、粉沙和粘土的比例均衡，通常含豐富的有機物、肥沃、無嚴格的使用限制、不易退化。通常有最大的持水能力。
（3）粘土質的：粘粒為主（沉積粘土或高風化殘積粘土），有幾種容易導致其退化的機理如水澇、高肥力、對退化的敏感不同。
4.土壤持水能力
持水能力（WHC）定義為植物可利用的土壤水的數量。持水量大的土壤能支持更多的植物生長。土壤所持有的水並非都能為植物生長所用。土壤有效含水量一般指田間持水量至永久萎蔫百分數間的含水量，即田間持水量減永久萎蔫百分數之差。土壤的持水能力主要受土壤質地和土壤有機質含量的控制。大體上，土壤中粉粒和粘粒含量越高，持水能力越大。細小的顆粒（粉沙和粘土）與較大的砂子顆粒相比表面積大得多。大的表面積使土壤持有更多的水量。持水能力有限的土壤（如砂壤土）比持水能力大的土壤（如粘壤土）更快達到飽和點。在土壤達到飽和之後剩餘的水和土壤溶解的一些營養物和殺蟲劑向土壤的下部淋濾。因此持水量小的土壤容易淋濾流失營養物和殺蟲劑。土壤里的有機質含量也影響持水能力。由於有機質和水的親和性，當土壤中有機質的含量增加時，持水能力也增加。不同植被、不同利用狀況下的岩溶山地土壤持水特徵是存在差異的，林地、灌草坡對水分的保持能力強，土地利用強度較大的土壤保水能力相對較弱。
5.土壤有機質
土壤有機質（SOM）是土壤質量的一個主要指標。土壤有機質大多在土壤的最上部聚集。土壤有機質不但是植物生產重要的營養元素來源，而且在改良土壤的質地、結構，以及改善土壤的其他物理性質，協調土壤水、肥、氣、熱狀況等方面起著重要作用。土壤有機質在以下過程中對土壤質量產生影響：①物理作用如土壤聚合、侵蝕、排水、透氣性、持水能力、容重、蒸發和滲透性；②化學作用包括交換能力、金屬整合、緩沖能力和N、P、S及微量營養素的提供和有效性；③生物作用如細菌、真菌、放線菌類、蚯蚓、根和其他微生物的活動。在石漠化過程中，隨著植被群落的明顯退化，生物量下降，使土壤有機質的來源減少；同時由於生境向旱生方向演變，土壤有機質分解速度加快，土壤有機質含量迅速降低。
6.土壤營養元素
土壤含有十多種作物生產所需要的營養元素，其中氮、磷、鉀最為重要。土壤石漠化使土壤速效N、P、K含量明顯減少，土壤營養元素供應強度急劇下降。嚴重退化地土層裸露，土壤全N、全K和全P含量均較低，特別是生長零星草被植物的土壤，有效N、P、K含量常低於一般植物生長的需求水平，速效養分含量更是貧乏，當土壤養分降低的同時，植物可利用的養分也相應減少，造成植株低營養的脅迫生長，植株生長速率和生物量明顯下降。而地表植被的變化，又影響植物凋落物和殘餘量以及土壤微生物的活動，進一步減低了土壤系統的養分。
7.pH值
pH值是對酸度和鹼度的標準度量。pH值高表示鹼性，常來自鹽分；pH值低表示酸性，常因為營養陽離子的流失所致。土壤的pH值最大范圍是為2～11，但是大多數土壤的pH值范圍是5～9，很少低於4。土壤中的pH值依賴於土壤溶液和吸附在膠質物表面的可交換陽離子合成物中的離子含量和濃度。鋁通常是酸性土壤中農作物生長的最大的不利因素。pH值是鋁毒性很好的指標，當pH值低時，鋁和錳都變得更易溶解並且毒害植物。當pH＜5時，最毒的種族Al3+在溶液中占優勢。pH值也指示土壤中大多數化學元素的可溶性以及對植物生長有關方面的可得性、不足或毒性。土壤的pH值對土壤微生物的活動也有很大影響。已有證明，當pH值≤7時，礦化和氮的硝化作用的速度隨著pH值增加而加快。
對石漠化影響比較大的是礦山、冶煉廠等的有毒有害廢棄物的排放。大量的鉛、鋅、砷、汞和二氧化硫等有毒有害成分，特別是二氧化硫等酸性氣體，造成企業周圍較大范圍高強度酸雨。嚴重影響區內業已脆弱的林木、灌叢、藻類、苔蘚等植物的生長。在極端的情況下，大范圍內的碳酸鹽岩表面隨著藻類和苔蘚的死亡而呈白色。
意義：土壤結構和質地的變化是土地荒漠化過程中最為普遍而有代表性的現象，土地一旦發生荒漠化，首先表現為地表物質顆粒組成中細粒減少，粗大顆粒逐漸占據優勢，即產生地表粗化過程，在植被破壞嚴重的地區，地表甚至被大量石礫覆蓋。所以隨著荒漠化的發展，土壤機械組成愈來愈粗，由機械組成的變化和差異，可以判斷土地荒漠化的強弱和發展趨勢。
如果土壤持水能力減弱，相對濕度降低，表明環境條件向乾旱、空氣濕度小的嚴酷生境演變，從而影響植物的種群結構，減少生物多樣性。通過土壤持水能力的監測，制訂合理的土地整改措施，提高土壤有機質含量及熟化度，進而提高土壤水穩性團聚體含量，有助於增強岩溶山地土壤的抗旱性能。
土壤有機質作為一個植物營養的倉庫，改良土壤結構和持水能力，減少土壤里有毒物質的毒性。它支持更大、更多種類的微生物種群，促進對植物病蟲害的生物控制，它幫助植物中的微量營養元素和來自不能溶解礦物中的植物營養元素的溶解。土壤有機質對植物營養元素有高度吸附或交換的能力，有助於土壤肥沃，決定著土地的農作物產量。土壤有機質在減少土壤的侵蝕性方面的主要作用在於通過穩定表面的聚合體，這樣就減少硬殼的形成和表面封閉，增加水的滲透量。因此，土壤有機質既反映了土壤養分水平及植物可利用養分量的變化，又可以表徵土壤理化性質的變化，可以作為指示石漠化過程中土壤質量變化指標，來判斷存在石漠化的可能性及程度，預警生態環境的變化以及指導生態環境重建。
土壤中氮磷鉀數量主要反映土壤養分水平及植物可利用養分量的變化，對土壤生態系統有重要的控製作用。它會影響植物的類型、產量和衰敗、養分循環的速度以及土壤微型動物群的活動。
pH值既反映了大氣、土壤和水—岩石作用，也反映了像采礦、土地清理、農業、酸雨、生活垃圾和工業廢物這樣的人類活動影響。pH值是環境監測的主要指標，其變化影響了許多在土壤里或地下水中發生的化學和生物作用。酸化作用是對人類和生態系統健康造成危害的一個主要問題。
人為或自然原因：土壤結構改變與降雨沖蝕以及土地開墾利用相關，由於耕種和道路作業使土壤容重加大，土地利用強度越大，對土壤團粒結構的破壞也越大，土壤表層砂化現象越明顯。
土壤質地主要受母岩影響，但土地利用方式的改變如超墾、濫伐，加大了環境負荷，造成植被稀疏，土壤細顆粒流失、減少、粗顆粒富集、岩石裸露，進而石漠化。
土壤有機質來源於動、植物（包括微生物）的殘體，對於耕種土來說除繼承自然原有的有機質外，施用的各種有機肥是土壤有機質的重要來源。石漠化過程中，有機質隨著細粒物質的侵蝕而損失，由於地表植被覆蓋度降低，有機物來源減少，礦化分解作用強烈，不利於有機質積累。土壤的持水能力主要與土壤質地和土壤有機質含量有關，因此任何與土壤質地和土壤有機質含量相關的因子變化都會引起土壤持水性的改變。
除繼承母岩原有的營養元素外，施用的各種肥料是土壤營養元素的重要來源。石漠化過程中，由於地表植被覆蓋度降低，零星生長的植物形成生態結構和功能不良的生態系統，使未被植被覆蓋的土壤直接受到雨滴的沖刷，營養元素流失，土地質量退化。
土壤或地下水中的pH值是天然和人類活動綜合作用的結果。雲南省的蒙自、個舊、開遠、文山等為重度石漠化分布最廣泛的地區，黑色和有色金屬礦采選冶業的污染對石漠化的影響極為嚴重，如個舊市，酸雨出現的頻率為56%，酸雨pH值范圍為2.95～5.58。
適用環境：任何碳酸鹽岩分布區，尤其是農業區和林區。
空間尺度：從塊段到中尺度/區域尺度。
測量方法：①土壤容重常用環刀法進行測量。②土壤顆粒組成採用簡易比重計法測定。③土壤含水量野外用土壤水分測試儀測量。用負壓法測定岩溶山地土壤在不同吸力下的持水狀況，在10kPa土壤水吸力下土壤含水量作為田間持水量；土壤含水量測定用烘乾法。永久萎蔫百分數測定採用常規的方法。④有機質一般採用重鉻酸鉀法測定。⑤全氮採用開氏定氮法、有效氮採用擴散皿法、全磷採用硫酸—高氯酸消煮—鉬藍比色法、有效磷採用Olsen法（NaHCO3溶液浸提）、酸溶性鉀採用熱硝酸浸提—火焰光度計法、有效鉀採用醋酸銨浸提—火焰光度計法。⑥土壤pH值採用酸度計法。
測定頻率：按季、年或五年一次，根據具體情況而定。
資料和監測的局限性：在石漠化程度高的地區，有機質含量豐富、肥力水平高的土壤往往留存於石溝、石縫、石槽中，使取樣測試有一定難度。目前土壤pH值的測定多數是采樣到實驗室進行，不能進行野外現場測試，從而影響該指標的精度。
過去與未來的應用：劉方等人對貴州中部進行植被調查了和土壤分析，研究調查區分3個區域，即北盤江（花江）峽谷區、清鎮峰林區和花溪峰叢區。在研究區域內共選擇了4塊闊葉林（喬木）地、12塊灌木林地、8塊灌叢草地和5塊稀疏草地進行土壤樣品採集，共採集29塊樣地坡面表層土壤（0～15cm）混合樣品。土壤樣品風干後，研磨通過1mm篩孔，供實驗與測試分析。土壤測定項目有：pH值（pH）、有機質（O.M）、全氮（TN）、全磷（TP）、酸溶性鉀（AK）、有效氮（N）、有效磷（P）、有效鉀（K）和粘粒（<0.01mm，<0.001mm）含量。
研究結論：
（1）隨著植被群落退化度的明顯提高，土壤出現粘質化，有機質含量急劇下降，植物可利用養分的數量減少，土壤質量明顯退化。
（2）石漠化區土壤有機質、粘粒、氮磷鉀含量與植被覆蓋率、土地復墾率之間均存在顯著的相關性，隨著植被覆蓋率下降、土地墾殖率增加，引起土壤質量明顯退化，加劇了石漠化發生的強度和速度。石漠化過程中土壤質量的明顯下降是加速生態環境惡化的重要前提，在一定程度上可用土壤有機質、物理性粘粒、有效氮磷鉀含量作為指示石漠化過程中土壤質量變化對生態環境影響的預警指標，來判斷喀斯特存在石漠化的可能性。
（3）以土壤有機質、物理性粘粒、有效氮磷鉀含量作為評價指標，初步將石漠化過程中土壤質量變化對生態環境潛在影響的程度分為3個等級：第一類型土壤，有機質>10.0%、物理性粘粒40%～50%、有效氮>350mg/kg、有效磷>10mg/kg、有效鉀>120mg/kg；這類土壤對生態環境未產生潛在的影響。第二類型土壤，有機質10.0%～5.0%、物理性粘粒50%～70%、有效氮200～350mg/kg、有效磷5～10mg/kg、有效鉀>90mg/kg；這類土壤對生態環境可能產生一定的影響，應為喀斯特石漠化的一般治理區。第三類型土壤，有機質<5.0%、物理性粘粒>70%、有效氮<200mg/kg、有效磷<5mg/kg、有效鉀<90mg/kg；這類土壤對生態環境可能產生明顯的影響，應為喀斯特石漠化的重點治理區。
五、土壤種子庫
簡介：土壤種子庫，是指存在於土壤上層凋落物和土壤中或岩石縫隙中的全部存活種子。一個植物群落的種子庫是對它過去狀況的「進化記憶」，也是反映群落現在和將來特點的一個重要因素。種子庫在植物群落的保護和恢復中起著重要的作用，因此土壤種子庫，尤其是關鍵種的種子庫動態是岩溶生態環境的重要指標，因為它代表了植被恢復的潛力和趨勢。可用土壤種子庫的組成結構與更高演替階段群落組成結構之間的相似度系數表示土壤種子庫恢復的潛力度，結合現有植被組成現狀或物種的比例、種子庫的組成現狀或物種的比例來評價退化系統的質量或預測石漠化的發展動態。
土壤種子庫與地上植被的關系分為4種情形：①有種子，有植株，所有的環境因子適於種的建成；②有種子，沒有植株，環境不適於種的建成；③有植株，但土壤中沒有種子；④沒有植株，也沒有種子，可能由於缺乏散布，或是環境因子不適宜造成。通過比較不同樣地土壤種子庫與地上植被組成的相似程度以及種子庫中喬木種的種數多少，可判斷各樣地植被演替階段和恢復力度。
意義：土壤種子庫是植被響應土地利用、氣候變化和環境變遷的重要指標。目前全世界廣大的岩溶地貌上，原生的森林植被幾乎破壞殆盡。大多認為亞熱帶喀斯特地區原生性植被為常綠落葉闊葉混交林，在這些受損和受破壞的生態系統面前，人工的森林種植措施顯得十分困難。探尋土壤種子庫特性，開發土壤種子庫技術將為這些地方森林植被的恢復帶來新的希望。通過對不同退化程度與恢復階段的土壤種子庫儲量與組成的研究，為岩溶退化山地的恢復提供重要參考。
人為或自然原因：土壤種子庫承接和儲藏了地表群落植被所產生的種子以及來自周圍植被群落種子。種子庫的種子因為萌發、動物採食、病菌危害及種子的自然衰老而損失。人類活動對種子庫的影響如改變土地利用方式、人工種植等，尤其是刀耕火種不僅造成水土流失，而且土壤種子庫在質和量方面也發生嚴重退化。
適用環境：碳酸鹽岩分布區。
空間尺度：從塊段到中尺度/區域尺度到全球尺度。
測量方法：常用的種類鑒定方法有兩種：物理分離法（或稱直接統計法）和種子萌發法。其中種子萌發法是最常見的鑒定方法，大約90%的研究工作採用此法。物理分離法是應用物理方法（如水漂洗、篩子篩選以及在解剖鏡或顯微鏡下觀察並分離等），先把種子從土壤中挑選出來，通過鑒定和統計種子的數量來決定土壤中種子的物種組成和數量的方法。本方法需要鑒定種子的活力，通常用下列3種方法：四唑染色法、直接檢驗胚法（具有汁液、油性及新鮮胚的種子被認為是存活的種子）和種子萌發實驗法。種子萌發實驗法就是把土壤樣品放在合適的條件下進行萌發，通過鑒定幼苗來判斷種子庫組成，通過統計幼苗出現的數目來估測種子總數。
測定頻率：按年或兩年一次。
資料和監測的局限性：在野外可以看到許多懸崖峭壁，甚至向內傾斜的凹陷處有樹苗長出，這是由於風力傳播或鳥類搬運種子所致，這種情況下，種子往往藏在岩石縫隙中，取樣測試難度大。
過去與未來的應用：李陽兵等人研究了重慶市岩溶低山10種包括耕地、棄耕地、果園、灌草坡、人工林和次生林等不同土地利用方式的土壤種子庫特點，結果表明：
（1）研究區不同土地利用系統土壤種子庫的差別較大。隨土利用強度增加，種子類和數量減少，且土地利用強度越大，木本種子越少，草本植物種子越多，並以農田雜草為主。土地利用方式的變化（如陡坡開墾）是對次生植被及其種子庫的主要威脅。土壤種子庫出現質和量方面的銳減，從土壤種子庫角度說明研究區生態退化嚴重。
（2）研究區土壤種子庫組成總的來說以草本植物為主，且與地上植被關系較密切，說明仍處於植被演替的早期階段，退化較嚴重。種子庫中無當地適生種和先鋒種，導致在人類經常干擾的土地，植被自然恢復需要較長的時間，其恢復潛力是很小的。
（3）種子集中分布於表層5cm的土壤中，但對耕地而言，種子以5～10cm、10～15cm的土層為多。