木论喀斯特自然保护区土壤微生物生物量的空间格局

土壤微生物是森林生态系统中的重要分解者,在森林生态系统物质循环和能量转换中占有特别重要的地位。以典型喀斯特峰丛洼地为试验对象,利用经典统计学和地统计方法分析了土壤微生物量的空间变异特征。结果表明:土壤微生物量的变异程度均很大,土壤微生物量碳(Cmic)、土壤微生物量氮(Nmic)、土壤微生物量磷(Pmic)的变化范围依次为:44.29—5209.63,20.91—1894.37,0.34—77.06 mg/kg。Cmic、Nmic呈极显著的相关关系,Cmic/Nmic为4.78,明显低于其它生态系统。半变异函数分析表明,Cmic和Nmic的最佳拟合模型为高斯模型,Pmic的最佳拟合模型为球状模型,Cmic/Nmic的最佳拟合模型为指数模型。土壤微生物量的块金值/基台值均介于25%—75%之间,表现为中等空间相关性,说明其受随机因素和结构因素的综合影响。Cmic、Nmic的自相关距离约为50 m,随着滞后距离的增大,自相关函数逐渐向负方向增长,达到显著的负相关。Pmic的Moran’s I在滞后距大于70 m后反而增大,表现为正相关。Cmic/Nmic的Moran’s I较小,在-0.2—0.2之间波动。Cmic、Nmic的空间分布具有很高的相似性,呈凸型片状分布,坡中含量高且向两边递减。Pmic表现为明显不同的分布格局,其在坡中上位和洼地含量较高。Cmic/Nmic呈相反的凹形零星斑块状分布。土壤微生物存在着一定的空间格局,受干扰后其含量急剧降低,因此应加强喀斯特原生生态系统的保护。     

喀斯特峰丛洼地不同生态系统的土壤肥力变化特征

基于喀斯特峰丛洼地坡耕地、草丛、灌丛、人工林、次生林、原生林6种典型生态系统的土壤主要养分、矿质养分和微生物这3组变量共计20个指标的调查、取样和分析,运用多重比较分析、主成分分析和典范相关分析探讨了其土壤肥力变化特征、主要影响因子及两两之间的相互关系。结果表明,喀斯特峰丛洼地土壤pH值为6.60—7.75,土壤主要养分、微生物种群数量和微生物生物量明显高于同纬度地区地带性红壤,矿质养分含量相对较低,其中SiO2、Al2O3、Fe2O3占矿质全量的90%以上。土壤肥力的总体趋势为原生林>次生林>灌丛>草丛>坡耕地>人工林。喀斯特石漠化地区实行林草结合的退耕还林还草模式更有利于土壤生态系统的环境改善,坡耕地应多施有机肥和氮肥,人工林应多施氮肥。原生林植物与养分之间达到了良好的平衡状态,主要应加强森林抚育管理,改善森林环境,保障植物、土壤养分及微生物之间的良好协调关系。确保土壤资源的合理利用,促进喀斯特峰丛洼地乃至整个西南喀斯特区域植被的迅速恢复和生态重建。     

西南峡谷型喀斯特不同生态系统的碳格局

采用样方法研究了黔西南峡谷型喀斯特水田生态系统(ST)、旱地生态系统(HD)、草地生态系统(CD)、灌草生态系统(GC)、人工林生态系统(RGL)和次生林生态系统(CSL)的碳贮量、组成及其分布格局。结果表明:1)6种生态系统的植物碳贮量为RGL(121.53)CSL(116.76)GC(54.14)CD(36.05)ST=HD(0.00)103kg C/hm2,占植物碳贮量绝对贡献的层次:RGL和CSL为乔木层、GC为灌木层、CD为草本层;2)地被物碳贮量分别为CSL(18.34)﹥GC(5.82)﹥RGL(3.96)﹥CD(0.47)﹥ST=HD(0.00)103kg C/hm2,仅占生态系统总碳贮量的0%—4.9%;3)土壤碳含量为CSL(44.11)RGL(29.39)GC(21.50)CD(19.81)ST(17.56)HD(16.70)g C/kg,土壤碳贮量为CD(153.12)CSL(126.11)ST(112.26)HD(115.31)RGL(65.04)GC(52.69)103kg C/hm2,均随土壤深度的增加而显著降低,且与土壤深度之间有良好的线性关系;4)生态系统总碳贮量为CSL(261.21)﹥RGL(190.53)﹥CD(189.64)﹥HD(115.31)﹥GC(112.65)﹥ST(112.26)103kg C/hm2;RGL的碳格局为植物大于土壤,CSL反之,但都是地上大于地下;GC为植物约等于土壤,地下大于地上;ST、HD和CD为土壤大于植物,地下大于地上。黔西南峡谷型喀斯特固碳潜力很大,减少人为干扰、适宜的退耕还林还草造林措施和合理的管理对策是促进该区域植被恢复、生态重建、增加碳贮存的关键。