不同立地红壤对大气硫沉降的反应

【摘要】：从20 世纪80 年代初开始,我国大气硫沉降量在逐年增加,据估计,到2020-2030 年,大气硫沉降将达到顶峰。中国已成为世界第三大酸沉降区,目前,受酸沉降严重的地区主要集中在中部和西南部地区,如贵州、四川、湖南、江西和广东等省。酸雨造成的经济损失巨大,酸雨及其危害的控制已成为当前的紧要任务。 亚热带红壤是中国南方森林地区主要的土壤类型,据报道,由大气沉降引起的土壤酸化是南方红壤退化的原因之一,土壤质量下降是土壤酸化过程的显著特征。草地、灌木林、针叶林和阔叶林是南方主要的植被类型,因此探明南方典型立地条件下,红壤对大气硫沉降吸附保持能力的差异及其对土壤质量的影响就显得很有意义。 本研究以中国科学院红壤生态实验站为基地,以该站林-草生态试验区(阔叶林、针叶林、草坡)为研究对象,采集三种立地土壤,通过室内化学分析方法研究不同立地土壤硫含量差异及其与土壤理化性质之间的相关关系;通过室内大土柱(长60cm,直径10cm)长时间(8 个月)模拟淋洗实验研究不同立地土壤对大气硫输入的反应。以期探明大气硫沉降对不同立地红壤质量的影响机理。研究结果表明: 1. 不同立地土壤硫含量有明显差异:0-30cm土壤中全硫含量依次为:针叶林 阔叶林 草;三种立地土壤全硫在剖面中分布均表现为次表层土壤(10-30cm)含量最高;表层(0-10cm)和底土层(30-50cm)的土壤全硫含量大小,与立地类型有关,针叶林立地土壤全硫含量为:0-10cm 30-50cm;阔叶林则相反;草地二者相差无几。不同立地土壤无机硫、吸附硫含量在剖面中的分布规律与土壤全硫类似。 2. 不同立地土壤盐基饱和度依次为:草地阔叶林针叶林。土壤盐基饱和度在剖面分布规律与立地有关,针叶林土壤盐基饱和度从表层向下依次增加,阔叶林和草地次表层土壤盐基饱和度最低,表层和第三层之间差异不明显。 3. 表层土壤硫含量与盐基饱和度(r = -0.661**, n = 36)、pH(r = -0.455**, n = 36)之间均呈显著负直线相关,这种关系主要来自不同立地的贡献,因为,同一立地表层土壤盐基饱和度、pH 与土壤硫含量相关性不显著。目前不同立地表层土壤pH 依次为:草地 阔叶林 针叶林。与1989 年林草生态试验区建立时的土壤pH 比较,三种立地表层土壤pH 均有不同程度下降,下降幅度与立地类型有关,针叶林下降最大(0.28 pH 单位),阔叶林其次(0.19 pH单位),草地最小(0.12 pH 单位)。可见,相同的硫输入,不同立地表层土壤酸化速率有明显差异。 4. 三种立地土壤,无硫(S0)处理的盐基离子淋溶总量明显高于有硫(S1、S2)处理,但有硫处理间差异不明显。 5. 土壤对外源硫输入的保持能力与立地类型有关:低硫(S1)输入,林地对外源硫保持率大于草地,针叶林和阔叶林之间差异不明显。高硫(S2)输入,针叶林土壤对外源硫输入保持率最大,草地、阔叶林之间差异不明显。 6. 随着硫输入量增加,三种立地表层和次表层土壤pH 逐渐下降,硫输入对底土层土壤pH 则影响不明显。因此,大气硫沉降将会导致表层和次表层土壤酸化。 由此可见,不同立地红壤对外源硫保持能力及其效应有明显差异。其结果对阐明林地