最近出版了一本著作，书名是：云贵高原典型陆地生态系统研究（一）典型森林、灌丛群落格局、维持与过程。这本书是经过三届研究生的研究完成的，科学出版社出版发行。除了我作为主编外，著者还有杨立美、杨成波、周自宗、袁莉、徐琬莹、廖重刚。其中杨立美和廖重刚基本上已离开了生态环境领域。杨立美在北京航天信息集团公司，廖重刚考上了国家审计署公务员。杨成波、周自宗、袁莉在解放军061所从事环境科学研究，徐琬莹在中国生态环境研究中心。

这本书的简介、前言和目录如下：

简介

云贵高原区域生态系统与相邻的西南纵向岭谷区、青藏高原、四川盆地、长江中下游平原、东南红壤丘陵区、珠江中下游区域生态系统相比，在地形、气候、地球化学、人类活动方面具有显著差异。在长期生态系统演化中，植物对区域生态环境特征的响应，植被格局、维持与过程显示了许多独特性。基于对云贵高原典型植被半湿润常绿阔叶林、喀斯特灌丛、阔叶林长期研究的基础上，本书讨论了半湿润常绿阔叶林植物多样性特征，分析了植物多样性维持的环境和生物条件及生态系统水土保持功能，探讨了喀斯特灌丛群落多样性及对环境及生物因子的响应行关系；利用贵州海拔呈现垂直梯度变化的条件，分析了垂直地带三种植物叶面积变化特征及相关因子；以贵州中部石漠化山地不同演替阶段为对象，认识了土壤种子库及与地上植被的关系；在样本树种叶分解速率研究的基础上，建立了分解率-凋落叶化学指标关系模型，预测了喀斯特阔叶林主要树种叶凋落物分解速率；利用模拟降雨方法，探讨了岩溶区阔叶林植物形态特征对降雨截留-动能的影响和中度石漠化灌丛水土流失。

本书可以供生态学、林学、环境科学、植物学、地理学的研究人员和管理工作者参考。

前言

云贵高原位于湖南雪峰山以西，贵州大娄山以南，云南哀牢山以东，广西柳州-百色一带以北地区。包括云南省中东部、贵州省全部、广西壮族自治区西部、四川、重庆南部及湖南、湖北西部边境地区。海拔1,000∼3,000m，地势中、西部高，并从中西部向北、东、南三个方向倾斜。在地质历史上，云贵高原大部分地区是海洋，沉积了大量的石灰质。在2-3亿年前，地壳上升成为陆地。在500多万年前，印度次大陆和欧亚大陆碰撞挤压导致了青藏高原和喜马拉雅山的形成。在青藏高原形成过程中也导致云贵高原所处古陆地的抬升，最终形成云贵高原。假若把珠穆朗玛峰、喜马拉雅山、青藏高原看成是一座大山的山顶，云贵高原则为这座大山的山腰。在云贵高原周围，与其具有自然地理上显著差异的区域生态系统主要是云南西部与东南亚接壤的纵向岭谷区、云贵高原西北的青藏高原、北部的四川盆地、东部的长江中下游平原、东南部的红壤丘陵区、南部的珠江三角洲及周围丘陵区。

云贵高原在生态系统演化过程中，受四大过程的深刻影响，形成了独特的生态系统格局。第一过程是河流深切割作用。在云贵高原北部有金沙江、长江一级深切割。在云贵高原南部有珠江水系的北盘江、南盘江和柳江的深切割。在云贵高原东部有湖南湘江、资江、沅江、澧水上游的切割。在云贵高原西部有红河、澜沧江支流的深切割。东西走向长江的一级切割导致了云南境内的金沙江一级支流龙川江、螳螂川、小江、牛栏江和贵州境内的赤水河、乌江近于南北走向的深切割。珠江水系的北盘江、南盘江、柳江深切割则呈北南走向。高原东部湖南资江、沅江、澧水的切割呈西东走向。云南西部河流的切割则呈北南走向或东西走向。在云贵高原中部，由于河流切割较浅，高原面保存比较完成，形成较多低山和湖盆生态系统。不同深度级别的河流切割，在云贵高原上形成了梯度变化的河谷生态系统和海拔高度变化很小的山地生态系统。在整个云贵高原上，河流从中部较完整的高原面开始，向北东南西逐步发育，形成了“菊花状”的分布格局。

岩溶过程是影响云贵高原生态系统演化第二大过程。岩溶是地表水和地下水对可溶性岩石所进行的一种以化学溶蚀为主，机械剥蚀为辅的地球化学作用及其所产生的各种现象的总称。以白云岩、方解石以及部分粘土矿物及碎屑矿物组成的混合矿物在地层中的分布是发生岩溶现象的地球化学原因。岩溶过程的结果是形成地表岩溶地貌与地下岩溶地貌。地表水溶蚀和侵蚀石灰岩，形成许多凹槽，其间的突出部分称为石芽，在热带多雨的厚层纯石灰岩地区，石芽发育得特别高大，称为石林。地表岩溶地貌包括了石芽、石林、峰林、喀斯特丘陵等喀斯特正地形和溶沟、落水洞、盲谷、干谷、喀斯特洼地（包括漏斗、喀斯特盆地）等喀斯特负地形。地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等。云贵高原80%地区都存在岩溶现象。岩溶现象导致局生态系统土壤流失严重，土层变薄，甚至石漠化，土地失去生产力。

云贵高原独特的气候是影响区域生态系统格局的第三大过程。云贵高原总体属亚热带季风气候，但地处低纬度高海拔，气候特征和中国东部和南部的亚热带季风气候具有明显的不同。在高原上，由于不同区域地貌特征的差异，对气候也产生了显著的影响。在高原西部的云南，海拔一般在1800m左右，但西南部海拔相对较低，北部相对较高。在冬季，从西北利亚南侵的寒潮，常常受北部海拔较高山峰的阻截和来自西南暖流的抵御作用，多晴天，冬春干燥而温暖。夏半年主要受西南季风影响，降水丰富，雨日多，但雨季来得迟，而且海拔高，温度偏低。一年中干湿季分明。在纬度、海拔和大气环流三者综合影响下，气温季节变化较小。在高原东部的贵州部分，海拔一般在1，000 m左右。由于东北部没有高山对来自于西北利亚的冷湿气流的阻截作用，以及西南暖流的减弱，冷湿气流在贵州高原上长期停留，导致阴雨天气特别多，而且寒冷。在夏天，来自太平洋赤道地区的东南季风强度大，并从海拔低的东部向海拔高的西部推进，遇到海拔逐级递增的云贵高原阻截作用以及来自于印度洋热湿气流的抵御作用，暖湿气流经常停留在贵州高原上空，降水较多，气温较高。因此，在云贵高原的贵州部分，全年阴雨日多，素有“天无三日晴”的称谓。

在云贵高原上生活着不同的民族。中国有不同民族 56个，在云贵高原上就有30多个。不同的民族居住在不同的地区，在适应自然、改造自然方面形成了独特的文化。云贵高具有独特的生态环境， 不同民族具有不同的生活方式。不同生活方式与不同的地理环境相互作用，导致了各具特色的人文地理环境，而生态环境与经济文化类型又有着密切的因果关系。因此，“云贵高原生态环境的复杂多样性-民族多样性-人文环境多样性-经济文化多样性”规律十分明显。云贵高原经济文化发展处于不同的发展水平，根据这一因果关系规律，存在着不同人文环境、经济文化类型发展水平的演替系列。这些演替系列反映了不同类型和级别的“人-地关系”。这些人-地关系一直以不同方式、不同发生频率、不同速率、不同进化水平、不同结果影响着云贵高原生态系统的演化。在不合理“人-地关系”，特别是大工业时代“人-地关系”导致全球变化加剧的今天，这些不同发展水平的“人-地关系”反映了生态-经济-社会巨系统的多样性和复杂性。

在500多万年前青藏高原的形成过程中，造就了云贵高原整体地形格局。云贵高原在金沙江、长江、珠江、元江、沅江等诸水系干流及支流的切割作用，造就了云贵高原不同区域地形格局。云贵高原不同区域气候、岩溶过程和人-地作用方式的差异造就了云贵高原局域生态系统格局。云贵高原局域生态系统格局是不同流域形成、气候效应、岩溶过程、人-地关系四大过程的组合并叠加到大地构造上形成的，因此呈现了复杂的现代生态系统过程。例如，长江、珠江等干流和支流的切割造成了云贵高原不同级别的流域生态系统，这些流域地形和气候、植被、人类相互作用调控着地表物质过程，并影响到中下游流域、水库、河道生态安全。气候、岩溶过程、人类活动直接影响着流域植被发生和演替，对生态系统功能和服务产生着深远的影响。在高原上，四个过程的作用与不同的局域生态系统是作用与响应关系。在这些异质性（不同的）生态系统中，生物多样性格局、维持与生态系统功能、植被对不同环境的响应和适应、植被-物种对土壤系统、地表物质过程的作用、局域生态系统变化的景观格局响应、不同民族人-地关系都蕴涵着独特的规律。了解这些规律，对云贵高原生态环境保护和建设，保证长江、珠江中下游地区生态安全具有重要的现实意义。因此云贵高原生态系统值得深入和长期的研究和探讨。

过去的研究工作从全国不同区域的宏观视角对云贵高原主要植被分布格局（吴钲镒等 1987，1995）、森林生态系统类型、结构与规律（蒋有绪等 1996，2002；冯宗炜等 1999）、水文生态规律（蒋有绪等 1996；刘世荣等 2004）、喀斯特土壤—植被系统生源要素循环（刘丛强等 2007，2009）等作了系统研究，揭示了宏观上的生态系统规律。这些生态系统规律和云贵高原大地形格局是对应的，是生态系统对大地形格局的响应。但是，在大地形格局下，河流深切割、岩溶作用、高原气候及不同民族生活方式四个过程的叠加作用使生态系统规律呈现了分异。这些在区域生态系统、局域生态系统尺度上分异的规律，在世界上也是独特的。随着全球变化的加速，民众、生态学家、政府对这些规律的认识变得越来越迫切。从2000年以来，课题组在王震洪教授领导下，得到国家自然科学基金“西南岩溶区阔叶林调控土壤侵蚀的植物学机理（40860015）”、贵州省科技支撑计划项目 “乌江流域猫调跳河数字流域研究”（2008（3033））、贵州省自然科学基金项目“基于促进岩石风化的石漠化治理新途径研究（黔科合J字[2005]2025号）”、贵阳市科技局重点专项“两湖一库汇水区农业面源污染治理技术及新农村建设示范（2009-筑科农工字3-042号）”、黄土高原土壤侵蚀和旱地农业国家重点实验室基金项目“植物物种多样性与坡面土壤侵蚀关系研究（10501-161，208）”等项目的支持，在云贵高原开展了上述问题的部分研究工作，涉及半湿润常绿阔叶林、喀斯特灌丛、阔叶林植被格局、植物多样性维持、凋落物分解、种子库、植物形态变化、水土流失等。半湿润常绿阔叶林、喀斯特灌丛、阔叶林是云贵高原区域生态系统的三种主要植被类型。半湿润常绿阔叶林是云贵高原西部低纬度高海拔地区的地带性植被，是对应于长江中下游地区常绿阔叶林适应于云贵高原西部降雨量偏少、气候干燥的类型。该植被类型孕育了丰富的植物多样性，对金沙江、珠江流域水土流失调控具有重要意义。喀斯特灌丛是西南喀斯特地区长期人类干扰下适应于岩溶环境的非地带性植被。该植被类型分布面积最大大，进展演替可发展成阔叶林，逆行演替退化成石漠化草丛或裸地，对石漠化生态恢复具有重要意义。阔叶林是喀斯特地区残存的森林植被，物种多样性高，能为喀斯特退化生态系统提供种源，并作为生态恢复的模式生态系统。

本专辑在王震洪教授指导下对这些研究工作进行总结，希望对云贵高原生态系统的认识有促进作用。其内容为：第一章 半湿润常绿阔叶林次生演替阶段物种多样性特征、维持条件与土壤保持功能，王震洪编写；第二章 贵州喀斯特灌丛植物群落多样性及其对影响因子的响应，杨立美编写；第三章 贵州垂直地带三种植物叶片特征变化及相关因子研究，周自宗编写；第四章 贵州中部石漠化山地阔叶林不同演替阶段土壤种子库研究，袁莉编写；第五章 基于模型的岩溶区阔叶林主要树种凋落叶分解速率研究，徐婉莹编写；第六章 岩溶区阔叶林植物形态特征对降雨截留-动能的影响，廖重刚编写； 第七章 人工模拟降雨条件下中度石漠化灌丛水土流失研究，杨成波编写。全书分章节完成后由王震洪统稿。

目录

第一章  半湿润常绿阔叶林次生演替阶段物种多样性特征、维持与水土保持

功能……………………………………………………………………………………1

1.1 研究意义………………………………………………………………………….1

1.2 生物多样性、维持、生态系统功能研究现状………………………………….1

1.3 生物多样性格局、维持及生态系统功能研究需注的问题…………………….6 

1.4 半湿润绿阔叶林次生演替阶段物种多样性特征……………………………….8

1.5 植物多样性与群落结构特征指标间关系及维持条件…………………………29

1.6 半湿润常绿阔叶林不同次生演替阶段树冠水文生态及其与物种多样性的关系

……………………………………………………………………………………… ..49

1.7 半湿润常绿阔叶林不同次生演替阶段水土保持功能及其与植物多样性的关系

...………………………………………………………………………………………58

第二章 贵州喀斯特灌丛植物多样性及其对影响因子的响应…………………….72

2.1研究意义…………………………………………………………………………..72

2.2 国内外研究现状………………………………………………………………….73

2.3本研究关注的问题………………………………………………………………..74

2.4 喀斯特灌丛植物群落多样性…………………………………………………….75

2.5 喀斯特灌丛物种多样性………………………………………………………….85

2.6 喀斯特灌丛群落物种多样性对影响因子的响应……………………………...100

2.7 讨论……………………………………………………………………………...109

第三章  贵州垂直地带三种植物叶特征变化及其相关因子研究……………… 114

3.1研究意义………………………………………………………………………..114

3.2国内外研究进展………………………………………………………………..115..

3.3 本研究关注的问题……………………………………………………………. 118

3.4不同海拔梯度三种植物叶片特征变化………………………………………...119

3.5 环境因子与叶片特征之间的关系……………………………………………..131

3.6植物群落数量特征及其与叶片特征之间的关系……………………………....137

3.7 讨论………………………………………………………………………………147.

第四章 贵州中部喀斯特中度石漠化山地阔叶林次生演替系列土壤种子库研究

……………………………………………………………………………………….152.

4.1研究意义………………………………………………………………………..152

4.2 国内外研究现状………………………………………………………………. 154

4.3 黔中喀斯特中度石漠化山地阔叶林次生替系列群落特征…………………..160

4.4黔中喀斯特中度石漠化山地阔叶林次生演替系列土壤种子库特征…………175

4.5 黔中喀斯特中度石漠化山地阔叶林次生演替系列阶段幼苗库特征………..187

4.6 讨论………………………………………………………………………………189

第五章  基于模型的喀斯特阔叶林主要树种叶分解速率研究…………………...201

5.1研究意义………………………………………………………………………….202

5.2国内外研究进展………………………………………………………………….203

5.3 本研究关注的问题………………………………………………………………209

5.4 典型树种叶片凋落物分解季节动态………………………………………....... 211

5.5 典型树种年分解率与化学质量指标间关系及预测模型………………………216

5.6 阔叶林九十六个树种叶片凋落物年分解率的预测……………………………235

5.7 讨论……………………………………………………………………………....243

第六章 喀斯特阔叶林植物形态特征对降雨截留-动能的影响…………………...251

6.1 研究意义………………………………………………………………………….252

6.2 国内外研究现状………………………………………………………………….252

6.3 植物形态特征对枝叶吸附水效应的影响……………………………………… 254

6.5 植物形态特征对降雨动能的影响……………………………………………… 271

6.7 讨论………………………………………………………………………………288

第七章 人工模拟降雨条件下喀斯特中度石漠化灌丛水土流失研究…………….294

7.1研究意义………………………………………………………………………….294

7.2 该领域国内外研究现状…………………………………………………………295

7.3本研究关注的问题……………………………………………………………….297

7.4 研究方法…………………………………………………………………………298

7.5模拟降雨条件下中度石漠化灌丛产流规律…………………………………….300

7.6 模拟降雨条件下中度石漠化灌丛产沙规律……………………………………305

7.7 贵州喀斯特中度石漠化灌丛生态系统土壤入渗规律研究……………………306

7.8 模拟降雨条件下中度石漠化灌丛径流中养分流失规律………………………309

7.9 讨论………………………………………………………………………………315