西南喀斯特地區(qū)不同石漠化程度土壤性狀及生態(tài)效應(yīng)研究.pdf

1、我國西南喀斯特地區(qū)的石漠化問題已經(jīng)嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。土壤系統(tǒng)是喀斯特地區(qū)石漠化系統(tǒng)的重要組成部分，土壤質(zhì)量的惡化是石漠化的本質(zhì)。因此，探索石漠化過程中土壤性狀的變異對(duì)合理利用土壤資源、維護(hù)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要意義。
　　 本文選擇了貴州省具有典型石漠化特征的普定縣和荔波縣為試驗(yàn)區(qū)，以不同石漠化程度的土壤為研究對(duì)象，定點(diǎn)監(jiān)測(cè)了研究區(qū)不同土層深度及不同時(shí)間的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和有效磷等土壤養(yǎng)分和水分的含量，分析了這

2、些速效養(yǎng)分和水分的時(shí)空變異狀況及水肥相關(guān)性。同時(shí)，還研究了石漠化過程對(duì)土壤物理性質(zhì)和硝態(tài)氮穿透的影響，試圖為喀斯特地區(qū)土壤退化下的生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
　　 本文的主要研究結(jié)果如下：
　　 （1）研究了土壤基本參數(shù)的變異規(guī)律，結(jié)果表明：非石漠化土壤容重較低，粘粒、砂粒配比適當(dāng)，結(jié)構(gòu)系數(shù)高達(dá)94.87％，保水保肥能力較強(qiáng)。隨著石漠化的發(fā)展，土壤容重總體呈增大趨勢(shì)，孔隙度變小，粘粒含量增多，水穩(wěn)性團(tuán)聚體數(shù)量減少，結(jié)構(gòu)系數(shù)降

3、低。土壤有機(jī)質(zhì)含量與容重、砂粒含量、>5mm團(tuán)聚體含量及結(jié)構(gòu)系數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為-0.9251、0.8489、0.9028和0.8524，均達(dá)到極顯著水平。
　　 （2）在2007年7月到2009年5月期間，對(duì)供試土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量的時(shí)空變異進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：土壤氮素含量大小順序依次為：非石漠化>潛在石漠化>中度石漠化>輕度石漠化。土壤剖面中表土層氮素含量總體上高于心土層。中度石漠化土壤氮素含量時(shí)間變異規(guī)律較為雜亂，其

4、余土壤氮素含量均表現(xiàn)為夏季高，冬季低的特點(diǎn)。除中度石漠化土壤外，其余土壤有機(jī)質(zhì)與銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量呈線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.6704和0.9154，均達(dá)到極顯著水平；銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量也呈極顯著的線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.7601。
　　 （3）對(duì)試驗(yàn)期間的供試土壤中有效磷含量的時(shí)空變異進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：土壤有效磷含量大小順序依次為：非石漠化>潛在石漠化>中度石漠化>輕度石漠化。土壤剖面中表土層有效磷含量高于心土層。除中度

5、石漠化土壤外，有效磷含量的時(shí)間變化表現(xiàn)為夏冬季均高，一年之中呈雙峰曲線變化趨勢(shì)，總體上呈現(xiàn)出先增后減再增的規(guī)律。土壤有效磷與有機(jī)質(zhì)和粘粒含量均呈極顯著線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.8008和-0.8852。
　　 （4）采用室內(nèi)土柱模擬的方法，研究了硝態(tài)氮在典型土壤中的垂直運(yùn)移規(guī)律，并應(yīng)用CXTFIT2.0數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明：隨著石漠化的發(fā)展及土層深度的增加，土壤出流速度減慢，硝態(tài)氮的穿透過程推遲，而穿透曲線峰值大小

6、正好相反。各土層中硝態(tài)氮的穿透曲線都呈不對(duì)稱分布，曲線尾部均存在一定的拖尾現(xiàn)象。用CXTFIT2.0模型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了模擬，所得的穿透曲線模擬值與實(shí)測(cè)值呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.8以上，說明CXTFIT2.0模型不但可以較好地模擬硝態(tài)氮在土壤中的運(yùn)移狀況，還可以推算出研究區(qū)溶質(zhì)運(yùn)移的參數(shù)。土壤結(jié)構(gòu)系數(shù)是影響硝態(tài)氮穿透過程的主要因素。結(jié)構(gòu)系數(shù)越小，硝態(tài)氮穿透土壤所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，穿透曲線峰值就越低。土壤容重、有機(jī)質(zhì)及粘粒含量

7、對(duì)硝態(tài)氮穿透也有一定影響。
　　 （5）對(duì)試驗(yàn)期間的土壤含水量的時(shí)空變異進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：土壤表層含水量大小順序依次為：非石漠化>潛在石漠化>輕度石漠化>中度石漠化。中度石漠化土壤心土層含水量高于表土層，其余土壤含水量總體上隨土層深度增加而減少。土壤含水量均表現(xiàn)為夏季高，冬季低的特點(diǎn)，與研究區(qū)降雨特征呈現(xiàn)同步性，其中非石漠化土壤表層含水量在2008年7月達(dá)到最高值為589.1g·kg-1。除中度石漠化土壤外，土壤含水量與銨態(tài)