不同退化程度喀斯特生态系统根际土壤的养分分布特征
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基 金 项 目 ： 国家“７” ９ ３重点 基础 研究 发展 计划 项 目（０６ Ｂ ０２ ５ ２ ０Ｃ ４ ３０）
和， 为典型湿润季风气候 ， 年平均气温 ｌ～ ５ ４ １． ９℃； 雨量充沛 ，年降水量 １ ０～ ０ ｌ 且 ６ ％ ７ ％ ０ １ ０ ｍＴ １ ２ ｌ ２ ～０ 集 中于 ４ 月。 —９ 由于碳酸盐岩广泛分布 ， 非地带性 土壤一 石灰 土 普遍 ，其 分 布面 积 占本 区面积 的 ３％－ ０ ０ ４ ％。区内发 育 的常态地 带性 植被 是 中亚热 带 湿润性常绿阔叶林 ， 但由于受到石灰性土壤发育缓 慢 的限制 ，喀 斯特地 区多发 育成 各种非 常 态 的喀斯 特森林 。尤其 是人 为 活动 的频繁 干扰 ，区内喀斯 特
不 同退化程度喀斯特生态 系统 根际土壤 的养分分布特征
谢 添 ，李恋卿 ，潘根 兴，杜有新
南京 农业 大学 农业 资源 与生 态环 境研 究所 ，江 苏 南京 ２０ ９ １０ ５
摘要 ：以贵州 中部喀斯特地 区由乔木林 、 木林 和灌 草丛 等不 同退化程度生态 系统 中的优势物种根 际土壤为研究对象 ， 灌 测定 其 Ｃ、Ｎ、Ｐ全量及 有效 态质量分 数 ，分析各优 势物种根 际土壤 的养分变化 。结果表 明：３个生态系统 中不 同优势物种根际 各类 土壤 养分质量 分数 变化 较大 ，其 中 ，土壤 Ｃ、Ｎ、Ｐ养分为乔木林 中园果化香根际土壤质量分数最高 ，白枥根际养分质 量分数最低。可溶性有 机碳 质量分数 为乔木林 中最低 ，其平均水平不超过 １ －ｇ 。土壤磷素 的供给能力为乔木林 的园果 ０ ｋ～ ｍｇ 化香 和刺秋相对较强 ， 中园果化香 中达到 １ ％。而且优势树种间根际土壤有 效态养分 质量 分数 的差 异明显 高于全量养分 ， 其 ． ５ 说明喀斯特地区根际土壤养分差异性 主要 受植 被因素的影 响 ，土壤有效态养分较全量养分对植被群落演替 的响应更为灵敏 ，
源自文库生态环境学报 ２ ， ０２： ７—８ ０ ２ （）２ ６２ ０ １ １
Ｅｃ ｌ ｇ ｎ ｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔ ｌ ｃ ｅ ｃ ｓ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｉ ｎ ｅ Ｓ
ｈｔ：ｗ ｔ ／ ｗｗ．ｅｃｃ ｍ ｐ／ ｊ ｓｉ ｏ ｅ ．
Ｅｍａｌｅｉ ｒ ｅｓｉ ｏ — ｉ ｄｔ ＠ｊｅｃ． ｒ ： ｏ ｃｎ
强烈发 育 ，次 生性 灌木 丛植 被群 落 占绝对 优势 ，喀 斯 特灌 木丛 分布 最广 而且 类 型也较 多 。
１２ 样地选 择 ．
喀斯特生态系统退化过程 中伴随着植被演替 ， 通常表现为由乔木到灌木和灌草的演替趋势［－］ １１。 ２３ 本研究 以海拔 、岩性 、坡向和坡度等条件均相似且 紧邻 的 ３个独立 的喀斯特 峰丛 山丘 为对 象 ，它 们分
研 究 地 设 于贵 州 省 安顺 地 区普 定 县 城 关 镇 赵 家 田村 ，本区海拔在 １ ０～ ０ 之间 ，气候温 ０ １ ０ｍ ３ ５
从土壤中摄取水分和养分 ，同时向土壤分泌大量的 低 分子 有机 化合 物 （ 糖类 、有 机酸 、氨基 酸 、酚 如 类 化合 物 ）ｌ。 同时 ，这些 根 系分 泌物 为根 际微 生 ６ 】 物 活动 提供 丰 富碳源 ，极大 改善 根 际微 区环 境 ，对 根际土壤养分具有重要影响【。林木根际土壤养分 ７ ］ 研 究表 明 ，林 木根 际土 壤有 机质 含量 、全氮 量均 高 于非根 际 土壤 … ，而 某些 树 种根 际速效 磷 出现 一 定程度的亏缺Ｉ 。目前 ， Ｊ 喀斯特地 区生态系统植被 退化对土壤养分特性影响 的研究大多是表层和剖 面土壤 ，而从微观的角度对根际土壤养分特征研究 还 少见 报道 。 本文选 取贵州 中部 喀斯特 山区典型小流域 内
结 构改 变 ，生 物 多样性 减少 ，生态 系统 的生 产力 严
乔木林 、 灌木林和灌草丛 ３ 种植被类型覆盖的生态 系统为研究对象 ， 分析生态系统中优势物种 的根际 土壤有机碳 、氮和磷等养分的质量分数及有效性的 变化 ， 探讨不同退化生态系统 中土壤养分资源供应 水 平 的变 化 特 征 ，从 微 观 角 度 揭 示 土 壤 退 化 的特 征 、机理 以及 演变 规律 ，以期 为石 漠化 地 区 的生 态 恢复和重建提供更多科学依据。
我 国西南 喀斯 特地 区是 一种 典 型脆弱 生态 区 。 近年 来 ，由于人 为 活动 的干 扰加剧 ，喀斯 特 地 区出 现 了严 重 的生态 系 统退 化 问题 Ｌ。一 般情 况下 生态 ｌ 】
系统 的稳定受土壤养分的循环利用和植物对环境 的适应等因素的影响［，而喀斯特生态系统退化过 ２ 】 程 中所伴随 的植被群落的演替严重影响 了生态系 统的功能 ， 由于植被群落的退化 ，土壤出现粘质 如 化 、有机 质含 量 降低等 现象 ，引起 土壤 质量 明显退 化 ，进 而 导致 该地 区物种 种类 组成 、群 落 或系 统 Ｊ
而且根际土壤养分质量分数和形 态的变化与土壤有 机碳 质量 分数有显著 的正相关关 系， 这进一步说 明喀斯特地 区植被类 型的
变化对土壤养分的循环利用具有重要 的影 响作 用。
关键词 ：喀斯特 ；土壤养分 ；优势物种 ；根际土壤
中图 分 类 号 ：￥ ５ ． １３６ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １７ ．９ ６ （ ０ ） ２０ ７ ．５ ６ ４５ ０ ２ １ ０ —２ ６０ １
１ 材 料 与 方 法
１１ 研 究地 概 况 ．
重下降。因此 ，喀斯特地 区植被退化对土壤养分的 影 响研 究 已成为 关注 的热 点 。研究 认 为植被 类型 和 植被覆盖率与土壤养分含量存在密切的关系［ ］ ３。 植
物 根系 是植 被与 土壤 的相 互作用 的重要通 道 ，根 系
和， 为典型湿润季风气候 ， 年平均气温 ｌ～ ５ ４ １． ９℃； 雨量充沛 ，年降水量 １ ０～ ０ ｌ 且 ６ ％ ７ ％ ０ １ ０ ｍＴ １ ２ ｌ ２ ～０ 集 中于 ４ 月。 —９ 由于碳酸盐岩广泛分布 ， 非地带性 土壤一 石灰 土 普遍 ，其 分 布面 积 占本 区面积 的 ３％－ ０ ０ ４ ％。区内发 育 的常态地 带性 植被 是 中亚热 带 湿润性常绿阔叶林 ， 但由于受到石灰性土壤发育缓 慢 的限制 ，喀 斯特地 区多发 育成 各种非 常 态 的喀斯 特森林 。尤其 是人 为 活动 的频繁 干扰 ，区内喀斯 特
不 同退化程度喀斯特生态 系统 根际土壤 的养分分布特征
谢 添 ，李恋卿 ，潘根 兴，杜有新
南京 农业 大学 农业 资源 与生 态环 境研 究所 ，江 苏 南京 ２０ ９ １０ ５
摘要 ：以贵州 中部喀斯特地 区由乔木林 、 木林 和灌 草丛 等不 同退化程度生态 系统 中的优势物种根 际土壤为研究对象 ， 灌 测定 其 Ｃ、Ｎ、Ｐ全量及 有效 态质量分 数 ，分析各优 势物种根 际土壤 的养分变化 。结果表 明：３个生态系统 中不 同优势物种根际 各类 土壤 养分质量 分数 变化 较大 ，其 中 ，土壤 Ｃ、Ｎ、Ｐ养分为乔木林 中园果化香根际土壤质量分数最高 ，白枥根际养分质 量分数最低。可溶性有 机碳 质量分数 为乔木林 中最低 ，其平均水平不超过 １ －ｇ 。土壤磷素 的供给能力为乔木林 的园果 ０ ｋ～ ｍｇ 化香 和刺秋相对较强 ， 中园果化香 中达到 １ ％。而且优势树种间根际土壤有 效态养分 质量 分数 的差 异明显 高于全量养分 ， 其 ． ５ 说明喀斯特地区根际土壤养分差异性 主要 受植 被因素的影 响 ，土壤有效态养分较全量养分对植被群落演替 的响应更为灵敏 ，
源自文库生态环境学报 ２ ， ０２： ７—８ ０ ２ （）２ ６２ ０ １ １
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强烈发 育 ，次 生性 灌木 丛植 被群 落 占绝对 优势 ，喀 斯 特灌 木丛 分布 最广 而且 类 型也较 多 。
１２ 样地选 择 ．
喀斯特生态系统退化过程 中伴随着植被演替 ， 通常表现为由乔木到灌木和灌草的演替趋势［－］ １１。 ２３ 本研究 以海拔 、岩性 、坡向和坡度等条件均相似且 紧邻 的 ３个独立 的喀斯特 峰丛 山丘 为对 象 ，它 们分
研 究 地 设 于贵 州 省 安顺 地 区普 定 县 城 关 镇 赵 家 田村 ，本区海拔在 １ ０～ ０ 之间 ，气候温 ０ １ ０ｍ ３ ５
从土壤中摄取水分和养分 ，同时向土壤分泌大量的 低 分子 有机 化合 物 （ 糖类 、有 机酸 、氨基 酸 、酚 如 类 化合 物 ）ｌ。 同时 ，这些 根 系分 泌物 为根 际微 生 ６ 】 物 活动 提供 丰 富碳源 ，极大 改善 根 际微 区环 境 ，对 根际土壤养分具有重要影响【。林木根际土壤养分 ７ ］ 研 究表 明 ，林 木根 际土 壤有 机质 含量 、全氮 量均 高 于非根 际 土壤 … ，而 某些 树 种根 际速效 磷 出现 一 定程度的亏缺Ｉ 。目前 ， Ｊ 喀斯特地 区生态系统植被 退化对土壤养分特性影响 的研究大多是表层和剖 面土壤 ，而从微观的角度对根际土壤养分特征研究 还 少见 报道 。 本文选 取贵州 中部 喀斯特 山区典型小流域 内
结 构改 变 ，生 物 多样性 减少 ，生态 系统 的生 产力 严
乔木林 、 灌木林和灌草丛 ３ 种植被类型覆盖的生态 系统为研究对象 ， 分析生态系统中优势物种 的根际 土壤有机碳 、氮和磷等养分的质量分数及有效性的 变化 ， 探讨不同退化生态系统 中土壤养分资源供应 水 平 的变 化 特 征 ，从 微 观 角 度 揭 示 土 壤 退 化 的特 征 、机理 以及 演变 规律 ，以期 为石 漠化 地 区 的生 态 恢复和重建提供更多科学依据。
我 国西南 喀斯 特地 区是 一种 典 型脆弱 生态 区 。 近年 来 ，由于人 为 活动 的干 扰加剧 ，喀斯 特 地 区出 现 了严 重 的生态 系 统退 化 问题 Ｌ。一 般情 况下 生态 ｌ 】
系统 的稳定受土壤养分的循环利用和植物对环境 的适应等因素的影响［，而喀斯特生态系统退化过 ２ 】 程 中所伴随 的植被群落的演替严重影响 了生态系 统的功能 ， 由于植被群落的退化 ，土壤出现粘质 如 化 、有机 质含 量 降低等 现象 ，引起 土壤 质量 明显退 化 ，进 而 导致 该地 区物种 种类 组成 、群 落 或系 统 Ｊ
而且根际土壤养分质量分数和形 态的变化与土壤有 机碳 质量 分数有显著 的正相关关 系， 这进一步说 明喀斯特地 区植被类 型的
变化对土壤养分的循环利用具有重要 的影 响作 用。
关键词 ：喀斯特 ；土壤养分 ；优势物种 ；根际土壤
中图 分 类 号 ：￥ ５ ． １３６ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １７ ．９ ６ （ ０ ） ２０ ７ ．５ ６ ４５ ０ ２ １ ０ —２ ６０ １
１ 材 料 与 方 法
１１ 研 究地 概 况 ．
重下降。因此 ，喀斯特地 区植被退化对土壤养分的 影 响研 究 已成为 关注 的热 点 。研究 认 为植被 类型 和 植被覆盖率与土壤养分含量存在密切的关系［ ］ ３。 植
物 根系 是植 被与 土壤 的相 互作用 的重要通 道 ，根 系