岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义.doc

岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义.doc第21卷第5期2006年5月地球科学进展ADVANCESINEARTHSCIENCEVol・., 2006文章编号:1001-8166(2006)05-0504-09岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义 以贵州贞丰一关岭岩溶石山地区为例任京辰:张平究,潘根兴',宋林华(1•南京农业大学农业资源与生态环境研究所,江苏南京210095;,京100101)摘要:岩溶石山地区止壤退化与恢复的成因和机理•直是近年*土壤学和牛态学研究的热点。以贵州西南部贞丰一关岭岩溶石III区为对彖选择了区内退化地、农用地、恢复地等生态样块以及与未退化地为对照,采集了其中的表层和-亚表层土壤,分别进行了土壤的养分库量、微生物活性与功能和土壤酶活性等化学分析。研究表明土壤养分库是土壤中微牛物活性棊础,微生物量碳随土壤养分库容的退化或恢复而相应变化,退化岩溶地植被恢复3〜6年后,主耍养分总库容得到叨显恢复(恢复程度55%〜65%),因而带动了微牛物量碳的恢复(平均恢复程度60%以上),但养分的活性(有效磷)、微牛•物的功能(呼吸爛及土壤腺酶和磷酸酶活性)并没有得到相应程度的恢复(平均恢复程度仅在25%〜40%)。这些结果捉示,限制性养分活性和微牛物功能的恢复是植被恢复下牛态系统健康水平的重要指示。因此,在分析岩溶上壤和生态系统退化过程的本质以及评价牛态恢复的效应时,不仅应将微牛一物量碳和总养分炸指标作为启溶匕壤退化恢复的指标,更应将微卞物区系的质屋和功能指标纳入关键评价内容。关键词:土壤退化:植被恢复:土壤养分:中图分类号: 文献标识码:A1引言我国西南黔、滇、桂三省(区):,占三省(区)%[订。这些地区的岩溶牛态系统存在看特殊的脆弱性H],其受制于水土资源的短缺和空间布局的不协调。在岩溶石山地区,土地退化日益严垂,石漠化快速扩张,制约看这-•地区社会经济的持续发展。国家和地方政府相继实施了岩溶牛态系统保护、恢复和重建的重耍基础工程和示范研究项口,旨在通过植被恢复达到控制石漠化发展,恢复岩牛态地球化学:岩溶土壤:牛态评价;壤质量溶牛态系统牛产力,维持和捉高岩溶牛态系统的可持续性⑷。快速和有效的退化岩溶牛态系统重建和恢复的技术途径的确立需要充分认识岩溶牛态系统退化或石摸化的机理和本质。最近儿年來,不同的研究者从气候和坏境、地质构造和地球化学等多个方面对岩溶牛态系统退化及石漠化发生的机制和主耍彩响因素进行了深入的探讨t。最近不断有研究者将土壤因素作为岩溶牛态系统退化和盒漠化发展的主耍因索予以考虑,将土壤的肥力指标和生物活性指标作为划分上地退化和石漠化程度的主要依据。收稿日期:2005-12-26:修回日期:2006-02-03.…里金项弘国家II然科学基金四部生态环境电大研究计划项目讷中岩落生态系统演化与土壤生物区系响应"(编坯90202017):教育部博士点专项研究基金(編号:20020307003):任京辰(1980-)••:rnn:^:»©yahoo・con・cd朴河春等【词对贵州岩溶地区土壤进行了土壤微牛物量变异的研究,提出了土壤微牛物量可以指示岩溶土壤质量与退化。王徳炉等将土壤的覆草地土壤作对比。,按小牛境土壤的产状(裸2004年4月在研究区内选样了不同退化程度囲与否、厚度大小)划分;IL显性和隐性石漠化类科:而的退化地(岩和裸商的仃漠化地和屮度退化近年休龙健等N在研究退耕还草模式对土壊肥力演变的影响时,将土壤的化学性瞰牛物区系和活性作为关键指标,认为以养分的供应容星和强度为主耍内容的土壊肥力指标可以指示岩溶生态系统恢复。我们认为,岩溶111地主态系统是以碳酸盐岩作为物理基础,地形和构造是外界条杵植物和水是牛态系统形成和演化的主要动力,而不当的人为利用则是-•种失玄•控制的加速驱动力的人为干扰而受损的生态系统。我们过去提出了岩溶作丿I]本质上是土壤为媒介的牛物地球化学过程,而在岩溶生态系统中,土壤既是物理基础,乂是牛态系统物质和能量流通的媒介和动力,是牛态系统中牛命支持系统的根本依托。因此,岩溶生态系统的退化与恢复的评价不但应该看重考察土壤的口然存在(是否剥蚀及其程度),而J1应该考察上壤作为生命支持系统的功能是否存在和变化。木文以贵州西南部的贞丰一关岭岩溶111地区为例,研究不同退化程度下岩溶山地土壤的生态地球化学性质(养分含量、微生物碳氮与酶活性等)的变化,分析其对于岩溶生态系统退化的指示意义,为认识岩溶牛态系统演化与石漠化的T:壤学机理,农征退化岩溶生态系统的恢复和重建的效应,为探索