岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义(5)

岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义

而呼吸熵在0.09～0.33mgCO22C

g/(FE2C h)之间,如图1c所示,在表层是未退化地<退化恢复地

<农地和退化地,而后三者间在亚表层无显著差异(p<0.05)。3.3　酶活性

供试土壤的酶活性的分布见图2。脲酶和磷酸酶分别是氮素分解和磷酸水解的酶,而在土壤氮、磷

[20]

供应中起着十分重要的作用。供试土壤的脲酶活性介于6.14～31.70μgNH42N/(g h),碱性磷酸酶活性介于0.13～0.38mg酚/(g h)。李恋[21]

卿报道了太湖地区水稻土脲酶活性介于45.5～58.9μgNH42N/(g h),碱性磷酸酶活性介于0.～0.84mg酚/(g h),1021916μg/(g h)。看来土壤中,,但未退化地显著高于还林地、农地和退化地(图2a,b)。这在两个不同深度的土壤中表现相似。土壤蔗糖酶活性在未退化地和退化恢复地的0～5cm深度较高,且没有显著差别,但农地和退化地该种土壤酶的活性总体上较低,尽管它们在不同深度上有较大差异。

左右或更低。而退化恢复地经过3～5年以上的人工或自然植被的恢复,有机质、全氮、全磷等养分库都平均达到了未退化地的55%～65%,比退化地显著提高。龙键等在研究西南(岩溶)地区不同恢复模式下对土壤肥力质量演变的影响时得出相似的结[12]

论。因此,植被恢复下土壤总养分库首先得到了较快和较大程度的恢复,也就是说,植被的恢复对于土壤的总养分库具有明显和较快速的恢复效果

。

4　讨　论

4.1　土壤退化与恢复中土壤养分库和限制性养分

活性的变化

关于岩溶(区)土壤退化中养分库的严重损耗已有较多的研究资料。本研究中,退化地表层土壤有机碳含量平均仅为11.8g/kg,仅为未退化地平均值(58.5g/kg)的20%,而退化恢复下有机碳含量平均达到33.4g/kg,提高到未退化地的约60%。亚表层也有相似的趋势。退化地表层土壤的全氮、全磷分别为1.06g/kg和0.6g/kg,相对于未退化地的2.95g/kg和1.7g/kg也损失了约60%,而退化恢复下又分别提高到1.53g/kg和1.1g/kg,增幅分别达到44%和83%,这种趋势与有机质的变化表现相似。

茂兰岩溶森林生态系统被认为是保护良好的岩

[22,23]

溶地区稳定生态系统。其土壤保持了很高的养分库(有机质、全氮、全磷和速效的氮磷),是生态系统生物生产力和稳定性的生态化学重要基础保[24]

障。如果说有机质、全氮、全磷等性质可以认为是土壤的总养分库,则无论在表层还是在亚表层,农地和退化地的总养分库平均相当于未退化地40%

[12,22]

图2　供试不同退化和恢复土壤的碱性磷酸酶(a)、

脲酶(b)和蔗糖酶(c)的变化

Fig.2　Changeofalkalinephosphatase,urease

andinvertaseofthestudiedsoils

速效氮和速效磷是供应植物吸收的有效养分。退化地表层土壤速效氮库平均为96.9mg/kg,相对于未退化的265.5mg/kg损失了60%以上,而退化恢复下又增加到152.1mg/kg,达到未退化地的60%左右,增幅近60%。看来,土壤速效氮养分也可以得到较快的恢复。速效磷是自然生态系统中限制性养分因子,高pH值条件一直是生态系统磷胁迫条件,磷的有效性是岩溶地区植物生长的最重要

[17,25]

限制因子,供试退化地和农地表层土壤的速效磷仅为5mg/kg水平(属于临界缺磷状态),且只为未退化下(平均20mg/kg)的1/4左右。而植被恢