不同植被恢复模式对黄土丘陵区侵蚀土壤微生物量的影响

作者:薛萐;刘国彬;戴全厚;党小虎;周萍 刊名:自然资源学报 上传者:张勤仓

【摘要】为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤微生物量的影响,以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复30年植被长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、呼吸强度、代谢熵及理化性质的演变特征。结果表明,侵蚀环境下植被恢复后土壤微生物量碳、氮、磷显著增加,增幅分别为109.01%~144.22%、34.17%~117.09%和31.79%~79.94%,微生物呼吸强度增加26.78%~87.59%,代谢熵降低57.45%~77.49%,微生物量的增大和活性增强进一步促进了土壤性状的改善。相关性分析结果显示微生物量碳、磷、呼吸强度与土壤养分相关性极为密切,显然,土壤微生物量可以作为评价土壤质量的生物学指标。不同植被恢复模式对土壤质量改善作用不同,总体来说混交林作用效果最好,刺槐和柠条纯林次之,荒草地和油松纯林较差,在人工促进生态恢复过程中应持以混交林为主,纯林为辅的原则。

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黄土高原丘陵区是我国严重的水土流失地区之一,也是国家退耕还林还草及生态建设的重点区域。恢复植被是该区水土保持与生态建设的重要措施,植被恢复除有效保持水土、减少土壤侵蚀外,还可通过土壤-植物复合系统的功能改善提高土壤质量。土壤微生物量是表征土壤生态系统中物质和能量流动的一个重要参数,是土壤中物质转化和养分循环的驱动力。微生物量碳、氮、磷被认为是土壤活性养分的储存库,是植物生长可利用养分的重要来源。此外,微生物量周转周期短,能灵敏地反映环境因子、土地经营模式和生态功能的变化,因而,土壤微生物量可作为评价土壤质量的重要指标之一[16]。目前,对侵蚀环境在植被恢复后的土壤质量演变已有个别研究[79],但大多集中于植被恢复后土壤理化性质的演变,而对土壤微生物量这种更加灵敏的指标报道甚少。本文旨在从土壤微生物学角度研究侵蚀环境下不同植被恢复后土壤生物学质量的演变,揭示植被恢复与重建对改善土壤生态环境的作用机制,为黄土高原丘陵区土壤质量管理和山川秀美工程建设提供科学依据。1材料与方法1.1研究区概况中国科学院安塞水土保持试验站纸坊沟流域(10913461091603E,364642364628N)位于陕西省安塞县,该区地形破碎,沟壑纵横,属黄土高原丘陵沟壑地貌,暖温带半干旱季风气候,海拔10101400m,年均气温8.8,年均降水量505.3mm。土壤类型以黄土母质上发育而成的黄绵土为主,抗冲抗蚀能力差,植被类型处于暖温带落叶阔叶林向干草原过渡的森林草原带。该流域用于生态恢复定位试验研究,生态系统先后经历严重破坏期(19381958年)、继续破坏期(19591973年)、不稳定期(19741983年)、稳定恢复改善期(19831990年)和良性生态初步形成期(1991年至今)。经过30多年的水土保持综合治理,通过林草植被和工程建设等措施,有效遏制了该流域的土壤侵蚀,成功地恢复了退化生态系统,林地面积从1980年的不足5%增加到40%以上,流域生态经济系统进入良性循环阶段[10]。研究样地设在该流域的蟠龙山上,1975年在原坡耕地上开始植被恢复长期定位试验,建立了刺槐(RobiniapseudoacaciaL.,RP)、柠条(CaraganakorshinkiiKom.,CA)和油松(PinustabulaeformisCarr.,PT)3种纯林,油松-紫穗槐(P.tabulaeformis-AmorphafruticosaLinn.,PA)与刺槐-紫穗槐(R.pseudoacacia-A.fruticosa,RA)2种混交林,同时还设有1个自然恢复的荒草地(Fallowland,FL)。1.2样品采集及分析2005年7月下旬,在试验地各处理小区按S型选取6点,每点采集020mm土壤样品,将6点土样混匀作为该处理的代表性分析样品,同时以盘龙山对面相同坡位坡向的坡耕地(SlopingCropland,CK)为对照,其基本特征如表1。土壤样品带回室内后分成两份,1份鲜样用于测定土壤微生物量和呼吸强度。微生物量采用氯仿熏蒸法,熏蒸后用硫酸钾浸提,用全自动有机碳分析仪(Tekmar-DohrmannApollo9000TOCCombustionAnalyzer)测定微生物量碳(SMBC),用全自动定氮仪测定微生物量氮(SMBN),用钼锑抗比色法测定微生物量磷(SMBP[)11,12];土壤呼吸强度采用碱液吸收法[13]。另1份土样风干、过筛后按常规方法测定土壤pH值、全氮、全磷、有机质、碱解氮、速效磷及速效钾含量[14],并用英国马尔文公司生产的MS2000型激光粒度仪

参考文献

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