云南纳帕海高原湿地土壤退化过程及驱动机制

【摘要】：滇西北横断山区的纳帕海湿地属低纬度、高海拔的高原喀斯特湿地类型。由于地处长江上游生态脆弱的石灰岩地区,因此具有特殊的生态作用和科研价值。其形成、发育与演化过程与平原湿地和若尔盖高原湿地有着显著差别,是我国湿地的独特类型,属于我国湿地研究的薄弱领域。 选择基本无人为干扰而处于原始状态的沼泽土壤,提取其湿地环境信息特征作为研究参照,依据这些环境特征在人为干扰后的退化程度差异,选取疏干原生沼泽后形成的沼泽化草甸,草甸及垦后湿地三种退化类型作为研究对象,进行长期定位研究。从湿地植被类型的时空变化、土壤碳氮营养、速效养分的时空动态以及土壤微生物类群和酶活性的变化响应,来研究地质、气候和水文等自然因素的影响以及人为活动,诸如疏干、垦殖、放牧、旅游等对纳帕海湿地资源过度利用导致的湿地退化过程与规律;同时,从湖周植被破坏导致的养分和水土流失,来研究其对纳帕海湿地沉积演化及湿地生态系统物质迁移转化和能量流动的影响,客观揭示高原喀斯特湿地生态系统退化的驱动机制,补充完善我国湿地研究类型,推动湿地退化与恢复理论及其湿地退化生态系统长期定位研究的深入,为高原退化湿地的生态恢复提供理论依据。 研究方法采用国外在田间条件下长期定位研究的In-situ 技术。两年定位动态研究表明,In-situ 技术是高原恶劣气候条件下,定位研究、动态观测土壤生态环境变化的有效方法,尤其可定量监测土壤氮库时空动态的整个循环过程。研究结果指出:纳帕海湿地土壤全量养分随人为活动干扰加剧而衰减下降,有机质降幅22.92%~69.64%,全氮降幅30.63%~58.67%,速效养分则随人为活动干扰加剧表现为分解释放,并最终衰减,水解氮降幅23.70%~57.92%,速效磷降幅16.43%~17.20%,速效钾降幅53.62%~61.45%;土壤微生物类群和土壤酶活性也随人为活动干扰呈现有规律的变化。从两年旱雨季采样测定的土壤微生物三大类群数量平均值来看,原生沼泽仅有真菌0.75×10~3个·g 鲜土~(-1),放线菌2.50×10~3 个·g 鲜土~(-1), 细菌17.33×10~5 个·g 鲜土~(-1),随排水疏干等人为干扰活动的加剧,真菌、放线菌、细菌分别增至9.04~21.38×10~3个·g 鲜土~(-1),34.56~48.75×10~3个·g 鲜土~(-1)和34.89~49.44×10~5个·g 鲜土~(-1),其变化规律为:沼泽化草甸草甸垦后湿地原生沼泽。从土壤微生物组成结构看,细菌所占比例较大,各类型湿地土壤细菌均占到土壤微生物总数的98%以上,其在纳帕海湿地生态