岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义(2)

岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义

第5期　　　　　　　　　　任京辰等:岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义

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朴河春等

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对贵州岩溶地区土壤进行了土壤草地土壤作对比。2.2　采样与分析方法2.2.1　样品及采集

2004年4月在研究区内选择了不同退化程度

微生物量变异的研究,提出了土壤微生物量可以指

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示岩溶土壤质量与退化。王德炉等将土壤的覆盖作为石漠化的重要依据,按小生境土壤的产状(裸露与否、厚度大小)划分出显性和隐性石漠化类型;而

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龙健等在研究退耕还草模式对土壤肥力演变的影响时,将土壤的化学性质、微生物区系和活性作为关键指标,认为以养分的供应容量和强度为主要内容的土壤肥力指标可以指示岩溶生态系统恢复。

我们认为,岩溶山地生态系统是以碳酸盐岩作为物理基础,地形和构造是外界条件,植物和水是生态系统形成和演化的主要动力,的生态系统。]

,统中,,流通的媒介和动力是生态系统中生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着重考察土壤的自然存在(是否剥蚀及其程度),而且应该考察土壤作为生命支持系统的功能是否存在和变化。本文以贵州西南部的贞丰—关岭岩溶山地区为例,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,为认识岩溶生态系统演化与石漠化的土壤学机理,表征退化岩溶生态系统的恢复和重建的效应,为探索有效而可持续的恢复和重建途径提供科学依据。

的退化地(岩石裸露的石漠化地和中度退化近年休耕的废弃地各1块)、坡耕农地(玉米地2块)、恢复地(自然退耕还林地、退耕还草地、人工花椒林地、人工退耕还林地各1块),并采集了贵州茂兰未扰,对1。采样分0～5cmm2,3个重,样品采回后,取部分鲜土;部分风干,磨碎分别过1mm和0.25mm筛,以备选用。2.2.2　分析项目与测定方法

分析项目包括与生态系统生产力有关的养分供应指标(容量指标———全量养分和强度指标———有效态),生物活性与功能指标(微生物量作为系统活性,而酶活性和土壤呼吸作为系统中微生物功能),测定方法分别如下:

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(1)土壤养分。①总有机碳:重铬酸钾容量法—外加热法;②全氮和速效氮:半微量开氏法

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和碱解扩散法;③全磷和速效磷:HClO4～H2SO4消煮—磷钼兰比色法和NaHCO3浸提—钼锑抗比色法。

(2)土壤微生物活性。①微生物量碳(FE2[15]C):称取新鲜过2mm筛的土样(相当于25.0g烘干土重)6份分别放入6个100mL烧杯中,取其中3份用氯仿熏蒸,在25℃下避光培养24h。将培养好的样品转移到250mL的三角瓶中,加入100mL0.5mol/L的K2SO4,在振荡机上振荡浸提30min,过滤。准确吸取浸出液5.0mL放入消煮瓶中,加入重铬酸钾标准液(0.4000mol/L)2.0mL,双酸(H2SO4∶H3PO4=2∶1)15.0mL,缓慢加热,沸腾回流30分钟,冷却后,加入2滴邻啡罗啉指示剂,用硫酸亚铁溶液滴定剩余的重铬酸钾,计算样品中的氧化的碳量。熏蒸样品和未熏蒸样品的差值为微生物碳量。②土壤微生物呼吸:称取新鲜土样20g,放入150mL培养瓶中,用硅胶塞密封,25℃培养24h,抽取瓶中气体1mL用AgilentGC24890D气相色谱仪测定其中CO2浓度。测定中采用FID监测器和PorapakQ柱,柱温35℃。气体流速分别是:载气(N2)30mL/min,H245mL/min,空气400mL/min。

(3)土壤酶活性:选择分析与土壤养分供应有

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2　样品与方法

2.1　研究区域与供试土壤

本研究土壤样品采自北盘江流域的峡谷地带,介于贵州省关岭县的板贵乡和贞丰县的牛场乡间的石山地带(25°23′～25°38′N,105.38°～107°54′E),海拔在1100～1500m之间,该地区年平均气温约14℃,年降水量1200mm左右,森林覆盖率在5%～20%之间,岩溶土壤的土层厚度在12～51cm之间,土地退化与石漠化严重,近几年来实施了岩溶生态系统恢复工程,因而具有从退化到恢复的生态系统梯度。在区内选择不同退化和恢复程度的生态系统样地采集土壤样品。鉴于该地已无原始未退化的岩溶土壤,同时采集了茂兰地区(25°23′～25°24′N,107°53′～107°54′E,年平均气温15℃,年平均降雨量1752mm,森林覆盖率在60%)的未退化森林和