喀斯特山区不同生态恢复模式土壤盐基离子的交换及分布特征

为了解喀斯特山区生态恢复模式对土壤盐基离子的交换及分布特征的影响,以喀斯特山区典型黄色石灰土为对象,研究了耕地、草地、林草间作地、退耕还草地生态恢复模式下土壤阳离子交换量(CEC)和盐基离子的分布规律。结果表明:该区土壤CEC为26.52~44.90 cmol/kg,且基本随土层深度的增加逐渐减小;各土壤层次阳离子交换量均表现为退耕还草地显著低于其他生态恢复模式(P<0.05);在0—10,10—20 cm土层中林草间作地的CEC最高。交换性盐基离子的含量呈现出Ca2+>Mg2+>K+>Na+的规律,且以Ca2+、Mg2+为主(占TEB的比例平均为91.92%,6.04%),K+、Na+所占TEB比例较低(平均为1.03%,1.01%);盐基离子中交换性K+、Na+、Mg2+含量具有表聚性,基本随土层深度的增加而逐渐下降;不同生态恢复模式下,退耕还草地各盐基离子含量显著低于林草间作地、耕地和草地(P<0.05),但各盐基离子含量随土层深度不同存在较大差异。土壤交换性盐基总量(TEB)在剖面层次上的分布规律不明显,不同生态恢复模式土壤TEB大小顺序随着土层深度的加深有所不同,在0—10,10—20 cm土层和40—60 cm(母岩)层均表现为草地最高,退耕还草地最低。土壤盐基饱和度(BS)为42.58%~65.02%,且随土层深度的增加逐渐增大,各土壤层次BS均表现为草地>耕地>林草间作地>退耕还草地;相关分析表明,CEC、盐基离子含量与有机质、全氮和碱解氮均呈极显著正相关。冗余分析表明,土壤理化因子仅能解释45.3%的阳离子交换作用变化,土壤阳离子交换作用变化除了受土壤基本理化因子的影响外,还受其他因素的影响。总体而言,退耕还草地在供肥保肥和缓冲能力上显著低于其他恢复模式,土壤供肥保肥和缓冲性能在恢复初期退耕还草阶段有所下降,但随着生态恢复的进程会逐渐得到改善。

喀斯特山区不同生态恢复下石灰土钙形态特征

以喀斯特高原峡谷区典型石灰土草地、退耕还草、林草间作等不同生态恢复模式为研究对象,分层采集整个剖面土壤,采用改进的BCR提取方法,通过冗余分析(RDA)等方法分析不同生态恢复模式下土壤钙的形态特征及其影响因素。研究表明:在不同生态恢复状态下,林草间作地土壤全钙、水溶态钙和酸溶态钙质量分数最高,草地土壤交换态钙质量分数最高;有机态钙含量在不同生态恢复模式土壤中没有显著差异;钙形态占全钙比均存在交换态>酸溶态>有机态>水溶态含量的顺序。在垂直方向,耕地和退耕还草地土壤全钙及有效钙、酸溶态钙含量表现为表层<底层,而林草间作地和草地则为表层>底层;有机态钙含量在剖面上变化波动不大,平均值为0.33 g/kg;有效态钙及酸溶态钙在不同生态恢复下均具有空间差异性和表聚性,且与土壤pH、有机质、CEC、全氮、速效氮等土壤基本理化性质呈极显著正相关关系,通过冗余分析得出,土壤CEC、氮素和pH为影响钙素形态分布的主要因素。研究结果有助于深刻认识喀斯特山区土壤钙迁移转化规律,为喀斯特生态脆弱区生态环境恢复重建和水土保持等方面提供科学依据和理论指导。

喀斯特山区不同土地利用方式下石灰土化学风化特性

研究喀斯特山区不同土地利用方式(耕地、荒草地、退耕还草地和林草间作地)石灰土剖面化学风化特征,探讨矿质元素在石灰土剖面的分布、迁移和富集特征,从不同土地利用方式下土壤风化度,元素淋溶度、迁移度和残积度的角度分析土壤化学风化特征。结果表明:喀斯特山区石灰土剖面氧化物含量以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主,其他氧化物含量相对较低,均属于中等变异元素,SiO2、Al2O3、MgO含量以荒草地较高,CaO、Na2O含量以林草间作地较高,Fe2O3、MnO、P2O5、K2O以耕地较高;研究区土壤处于中等化学风化阶段,富铝化程度弱,不同土地利用方式下荒草地土壤化学蚀变系数较强,林草间作地土壤富铝化程度较高;研究区土壤K、Na、Ca淋失严重,荒草地盐基离子淋失明显,林草间作地盐基离子淋失程度相对较低;土壤Fe、Al相对富集明显,残积程度高,林草间作地Al含量积累明显,退耕还草地Fe含量富集显著;实施“退耕—还草”等增加植被覆盖度的治理模式对土壤的保护作用显著。