人为干扰对桂西北喀斯特生态系统土壤有机碳, 氮, 磷和微生物量剖面分布的影响

人为干扰对桂西北喀斯特生态系统土壤有机碳, 氮, 磷和微生物量剖面分布的影响内容摘要：

第 24 卷第 3 期 2010 年 6 月 水土保持学报 Journal of Soil and Water Conservatio n Vol. 24 No . 3 J un. ,2010 　 人为干扰对桂西北喀斯特生态系统土壤有机碳 、 氮、 磷和微生物量剖面分布的影响 3 魏亚伟1 ,2 ,3 , 苏以荣1 ,3 , 陈香碧1 ,2 ,3 , 何寻阳1 ,3 ( 1. 中国科学院亚热带农业生态研究所 ,亚热带农业生态过程重点实验室 ,湖南 长沙 410125 ; 2. 中国科学院研究生院 ,北京 100039 ;3. 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站 ,广西 环江 547100) 摘要 : 在桂西北喀斯特地区以原生林地为对照 ,选取了玉米 - 红薯轮作地 、 放牧 + 火烧草地和自然恢复地 3 种不 同人为干扰的生态系统 ,研究土壤剖面养分 、 微生物活性对干扰强度的响应 。结果表明 ,土壤有机碳和全氮随土 壤深度的增加而降低 ,全磷变化较小 ,说明磷素主要来源于土壤母质 ,且淋溶作用较小 ; 原生林地 0 - 30 cm 土壤 有机碳 、 全氮 、 全磷 、 微生物量碳 、 氮、 磷、 碱解氮显著高于自然恢复地 、 放牧 + 火烧草地和玉米 - 红薯轮作地 ( p < 0. 05) ,说明原生生态系统可维持较高的土壤肥力和微生物活性 ;3 种人为干扰的生态系统 ,自然恢复地和放牧 + 火烧草地 0 - 5 cm 土壤有机碳含量显著高于玉米 - 红薯轮作地 ,说明自然恢复有利于提高表层土壤肥力和有机 碳积累 ; 玉米 - 红薯轮作地表层 0 - 15 cm 土壤全磷和有效磷含量显著高于自然恢复地和放牧 + 火烧草地 ,主要 受施肥影响 ;60 - 100 cm ,原生林地 、 自然恢复地和放牧 + 火烧草地土壤全氮显著高于玉米 - 红薯轮作地 ,说明农 耕旱地土壤下层氮受雨水影响较大 ,淋失严重 。自然恢复地和放牧 + 火烧草地表层 (0 - 15 cm) 土壤碱解氮 、 微生 物量碳 、 氮、 磷显著高于玉米 - 红薯轮作地 ,说明减少人为干扰和实行自然恢复可显著提高土壤氮的有效性和微 生物活性 。因此 ,提高农田管理水平 、 施行保护性耕作 ,推行自然恢复 、 减少人为干扰是提高喀斯特退化生态系统 土壤生产力和增加土壤有机碳积累的有效措施 。 关键词 : 喀斯特生态系统 ; 人为干扰 ; 有机碳 ; 全氮 ; 全磷 ; 微生物量 中图分类号 : S151. 9 , S152. 4 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :100922242 ( 2010) 0320164206 Effects of Human Disturbance on Prof ile Distribution of Soil Organic C , Total N, Total P and Microbial Biomass in Karst Region of Northwest Guangxi WEI Ya2wei1 ,2 ,3 , SU Yi2ro ng1 ,3 , C H EN Xiang2bi1 ,2 ,3 , H E Xun2yang1 ,3 ( 1 . Key L aboratory f or A g ro2ecological Processes i n S ubt ropical Re gion , I nstit ute of S ubt ropical A g ricult ure , Chi nese A ca dem y of S ciences , Chan gs ha 410125 ; 2 . Gra d uate S chool of Chi nese A ca dem y of S cience , B ei j i n g 100039 ; 3 . H uanj i an g Observ ation an d Resea rch S t ation f or Karst Eco2s ystems , H uan j i an g 547100) Abstract : The three ecosystems under human disturbance involving maize2sweet potato cultivated land ( KMS) , long2 term grazing grassland and burned annual in winter ( KGB) , natural restoration land ( KNR) and primary forest land ( KPF) in karst region of northwest Guangxi were selected to investigate the effect of human disturbance on soil or2 ganic C , total N , total P , microbial biomass , dissolved organic carbon , alkali2hydrolyzable N and Olsen2P of soil pro2 file. Result s showed that the content s of soil organic C and total N decreased significantly with the increase of soil depth , rather than total P. It indicated that P came mainly from the soil parent material and the leaching loss was less. The content of soil organic C , total N , total P , microbial biomass C , N and P , and alkali2hydrolyzable N in KPF was distinctly higher than those in KNR , KGB and KMS. It implied that primary ecosystem can maintain high soil fertility and microbial biomass. Content s of organic C in top 5 cm soil for KNR and KGB were remarkably higher than that for KMS. It suggested that soil fertility can be improved by natural restoration and , the sequestration of or2 ganic C in soil was increased as well. The content of soil total P and Olsen2P in top 15 cm soil for KMS were higher than those for KNR and KGB. It pointed out that the soil P was influenced by fertilization in cultivated land. Con2 3收稿日期 :2010203201 基金项目 : 中国科学院知识创新工程重要方向项目 ( KZCX2 - YW - 436) ; 中国科学院西部行动计划项目 ( KZCX2 - XB2 - 08 - 01 ) ; 国家科 技支撑计划项目 ( 2006BAD05B06 ) 作者简介 : 魏亚伟 (1983 - ) ,男 ,山东金乡人 ,硕士生 ,主要从事土壤与环境生态研究 。E2mail : 2000wyw @163. co m 通讯作者 : 苏以荣 (1962 - ) ,男 ,研究员 ,主要从事土壤与环境生态研究 。E2mail : yrsu @isa. ac. cn 第3期 　　　 　　魏亚伟等 : 人为干扰对桂西北喀斯特生态系统土壤有机碳 、 氮、 磷和微生物量剖面分布的影响 165 tent s of soil total N in the depth of 60 - 100 cm for KPF , KNR and KGB were significantly higher than that for KMS. It indicated that upland soil N influenced by rain and leaching severely. Content s of alkali2hydrolyzable N and amount s of microbial bio mass in top 15 cm soil for KN R and KGB were significantly higher t han t hat for KMS. It suggested t hat availabilit y of soil nut rient s and activit y of soil micro bes can be increased by reducing human dist urbance and nat ural restoratio n of t he degraded karst eco systems. Altoget her , soil fertilit y and sequest ra2 tio n of organic C in t he degraded kar st eco systems can be imp roved by management p ractice. Key words : kar st eco system ; human dist urbance ; organic C ; total N ; total P ; micro bial bio mass 喀斯特地貌是世界上主要的地貌类型之一 ,主要由地下水对可溶性块状石灰岩溶蚀形成 ,喀斯特地区成土 速率低 、 土层发育浅 、 土壤渗漏性强 ,岩石界面与土壤之间缺乏风化母质的过渡层 ,生态环境极其脆弱 ; 我国喀 斯特地貌主要分布在广西 、 贵州 、 云南 、 四川 、 重庆 、 西藏及湖南 、 湖北的部分地区 , 总面积达 54 万 km2 ,是国家 进行环境治理和扶贫的重点与难点 [ 1 ] 。已有研究发现 ,喀斯特地区的淋溶