岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义(3)

岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义

506　　　　　　　　　　　　　　　　　地球科学进展　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第21卷

表1　采样点基本情况

Table1　Sitedescriptionofthestudiedsoils

未

退化地

样块地1原始森林地2原生草地3原生灌丛

1自然还林地(5年)

GPS坐标

N25°23′26″,E107°53′56″N25°23′27″,E107°53′58″N25°38′50″,E105°44′14″N25°38′56″,E105°38′17″植被类型及覆盖状况土壤覆盖状况

岩溶森林,郁闭,地表无裸露土壤覆盖度60%以上,厚35cm以上高草地(80～100cm),地表无裸露土壤覆盖70%以上,厚度25cm以下灌木林(树高约3～5m),岩石露头约20%土壤覆盖40%以上,厚度多25～60cm稀疏树木及草被,地表薄层残落物土壤覆盖45%～50%,厚度25～40cm

土壤覆盖70%以上,厚度25～40cm土壤覆盖40%～60%,厚度30～45cm,已平整

土壤覆盖,厚度仅20～35

,40cm以上以上,厚度在35～60cm40%以下,厚度20～35cm40%,厚度在10～30cm

植2自然还草地(3年)被

恢3人工还林地(5年)复

地4花椒还林地(6年)农地退化1老玉米地(35年)2新玉米地(15年)1石漠化地2废弃地

N25°37′16″,E105°37′45″自然滋生草(高20～40cm),地表基本

无裸露

N25°28′53″,E105°38′10″栽种桃树、枸树等,地表裸露40%以下N25°40′32″,E105°39′39″成片栽种花椒树,密闭,无草被N25°28′53″,E105°38′18″N25°24′30″,E107°54′9″N25°38′49″,E105°44′9″N25°38′53″,E105°44′16一季玉米,土壤裸露)一季玉米,土壤裸露(),,土壤覆盖

:称取

5g左右过2mm三角瓶中,加5滴甲苯后再加20mL.5%磷酸苯二钠,充分振荡后置于37℃恒温箱中,培养2h。过滤,吸5mL滤液,定容,在510nm处比色测定样品中的酚含量,结果表

[16]

示为mg酚/(g h)。②蔗糖酶:称取5g左右过2mm筛鲜土于50mL三角瓶中,加15mL8%蔗糖溶液,5mLpH5.5磷酸缓冲液和5滴甲苯。37℃培养24h。取出过滤。吸1mL滤液加入50mL,加入3mL3,5-二硝基水杨酸,在沸水浴中加热5分钟显色,随即用自来水冷却3分钟,定容50mL,在508nm处比色测定葡萄糖含量,结果表示为μg葡萄

[16]

糖/(g h)。③脲酶:称取5g左右过2mm筛鲜土于50mL容量瓶中,加1mL甲苯,15分钟后,加5mL10%的尿素和10mL的柠檬酸盐缓冲液,仔细混匀,38℃下培养24小时,摇匀,过滤,吸1mL定容50mL,在578nm处比色测定NH42N

含量,结果表示为μgNH42N/(g h)。同时设无底物对照和无土对照。2.2.3　数据统计分析

采用SPSS统计软件(Windows11.0)进行数据分析。

[16]

非常突出。尽管pH值的变化比较复杂,退化还林地的pH值最高,这可能是由于退化还林地多是人为种树下,翻土掘坑使较多灰岩石砾置于地表之故,特别是花椒林地,是人工“坡改梯”改造而成,挖沟和垒石将多量岩块堆置于地表或地埂边。这些岩块的风化和淋滤使土壤表层偏碱性。退化地pH较高明显地是由于岩石裸露较多,且土层较薄。至今还在耕作的农地是土壤厚度较大的地块,土壤pH也较低。从几种主要养分的含量来说,未退化地最高,其次是退化恢复地,农地和退化地相近。其次,从养分的深度分布来看,虽然C、N、P养分全量表层(0～5cm)都显著高于亚表层(5～25cm),但退化地的养分全量随深度急骤递降,尤其是与生物积累有关的有机质和全氮,反映了土壤剥蚀而失去有效养分库,指示着岩溶生态系统的退化导致土壤总养分库的急剧消减。而未退化地的养分无论是表层还是亚表层均大大高于农地和退化地,在0～5cm和5～25cm都表现出相似的趋势。还林地的全氮和速效氮均显著高于农地和退化地(p<0.01),农地虽然可能存在施肥的影响,但氮和磷含量与退化地没有显著差异。氮是植物营养中最重要和最大量吸收的元素,对于0～5cm和5～25cm2个深度的全氮和速效氮来说,未退化地都显著高于还林地、农地、退化地(p<0.01)。退化地氮素严重贫缺,无论是在0～5cm还是5～25cm的土层中,其速效氮含量均显著低于农地和退化恢复地(p<0.01),而在还林

3　结果分析

3.1　土壤养分库变化

如果把影响植物生长和生态系统健康的最基本土壤化学性质认为是生态地球化学性质,则土壤养分库及其活性可以认为是重要的生态地球化学指标。对不同样块的养分化学分析的结果见表2。供试不同退化程度的岩溶土壤间的养分化学性质差异

地和农地间没有显著差异。全氮含量在还林地和农地、退化地间有显著差异(p<0.01),而农地和退化地间的差异在0～5cm土层中不显著,在5～25cm土层中极其显著(p<0.01)。这同样也可以说明,