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严重侵蚀退化红壤植被次生演替过程中土壤生物学质量变化研究(摘要)

王晓龙  胡锋  李辉信  秦江涛  
【摘要】:我国南方红壤侵蚀退化十分严重,植被重建被认为是侵蚀退化红壤生态恢复的根本性措施之一。关于植被重建对土壤肥力质量的影响已有许多报道,但这些研究主要集中在土壤物理和化学性质的变化,而对植被不同演替或恢复阶段土壤生物学质量演变的研究较少。本文以江西鹰潭地区中亚热带低丘红壤为背景,选择在严重侵蚀退化红壤上植被恢复过程中依次出现的裸地、地衣、苔醉、草灌地和林地五个演替阶段的样地,并采集不同层次土壤样品(0~2,2一5,5-10和10~2 ocm),在土壤有机碳和氮、磷养分状况分析的基础上着重探讨了土壤生物学性质的分异特点。研究结果显示,在不同演替阶段,植被对土壤质量的恢复均有促进作用,但其恢复效果及有效作用土壤层段不同。具体而言,在植被恢复的初始阶段,地衣和苔醉对土壤有机碳和氮、磷养分状况的影响主要集中在浅表层土壤。地衣植被下0~2 cm土层有效氮恢复到无植被覆盖裸地的1.9倍,差异显著,全磷和全氮含量也高于裸地;苔醉地土壤0~2 cm土层有机碳、有效氮、全氮、有效磷和全磷含量分别达到9.67g/kg、77.5mg/kg、0.89glkg、22.6mglkg和l.45glkg,显著高于裸地土壤(Zem以下无显著差别),且与草灌地和林地同一土层差别不大。草灌地和林地0一scm表层土壤肥力已恢复到很高水平,5~2 ocm土层碳、氮和磷指标一般也显著高于低等植被演替阶段,其中林地l卜20cm土层优于其他植被阶段,表明根系对深层土坡质量恢复起主导作用。土壤生物学性质是土壤质量的一个重要方面,对土壤环境的改变较为敏感。从土壤微生物生物量和酶活性来看,微生物量碳和氮以及蔗糖酶、脉酶和酸性磷酸酶活性随演替过程中土壤理化性状及水热条件的改善而呈增高趋势,且低等植被对土壤生物学质量恢复也有重要作用。地衣下0~2 cm土壤微生物生物量碳、氮含量分别为裸地的2.1倍和1.7倍,蔗糖酶活性提高到裸地的2.5倍;苔醉地浅表土壤微生物量碳、氮分别达到293.3mg/kg和38.3mg/kg,三种酶活性也显著高于裸地和地衣地,而且2一scm土壤生物学质量也开始明显改善,微生物量碳和磷酸酶活性显著提高;草灌地和林地表层土壤微生物学性质改善明显,土壤微生物生物量和土壤酶活性达到较高水平,但草灌地0一Iocm土层微生物量碳、氮高于林地。土壤动物(线虫)在初始阶段恢复较慢,从裸地到苔醉阶段土壤线虫数均低于20条/百克干土,到草灌地和林地阶段线虫增加很快,10Cm以上土层线虫数t达到30压币50条/百克干土,但林地线虫种群水平明显低于草灌地,与徽生物t的变化趋势相同,意味着土坡动物和徽生物活性与林地演替并不同步。所有样地及土层数据的相关分析表明,土城徽生物t以及土雄醉与土壤有机碳和旅磷因子之间有良好的相关性,其中卜Zcm和2~Scm土层上述指标间的相关性最强;线虫数t与土坡其他肥力因子之间的相关性相对较弱,但在2州交m土层达到显著或极显著相关。上述结果初步表明,随着植被演替进程,植物对土壤生物学质量的改善作用总体呈增强趋势,土坡生物学指标对红坡质t及其演变有一定的指示潜力。

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