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贵州典型陆地生态系统土壤中有机碳含量及碳同位素组成

朱书法  
【摘要】:以贵州为中心的西南喀斯特山区的石漠化与西北地区的沙漠化是我国实施西部大开发战略中所面临的两大根本性的地域环境问题,现已认识到石漠化是一种与脆弱生态地质背景和人类活动相关联的土地退化过程,而土壤退化是土地退化的核心部分。土壤退化是指在自然环境的基础上,因人类开发利用不当而加速的土壤质量和生产力下降的现象和过程,其标志是对农业而言的土壤肥力和生产力的下降及对环境来说的土壤质量下降。对喀斯特地区而言,土壤和植被是生态环境中最为敏感的自然环境要素,与非喀斯特地区相比,具有明显的脆弱特征(如土层厚度薄、允许侵蚀量小;适生树种少、群落结构简单、生物量低等),它们在人为活动干扰下植被覆盖度迅速下降、水土大量流失、侵蚀面逐渐接近基岩,从而导致石漠化的形成。在土壤退化及全球碳循环的过程中,作为土壤重要组成部分和全球主要碳库的土壤有机质在生态系统中扮演了一个十分重要的角色,开展喀斯特地区植物及土壤有机质稳定碳同位素组成的研究是了解该地区生物地球化学循环的基础课题。 本研究选取贵州典型的喀斯特地区,并以非喀斯特地区为对照,分析了不同土壤及植被类型下植物优势种、枯枝落叶、土壤剖面中整体土壤有机质及不同粒径组分中有机质的稳定碳同位素组成,同时测定了土壤有机碳含量、pH值和土壤颗粒组成,目的是通过对贵州山区土壤有机质的稳定碳同位素组成的研究,提高对该地区土壤有机质的来源、分解和转化过程及区域碳库特征的认识,对比喀斯特与非喀斯特生态系统中有机质的稳定碳同位素组成差异,为石漠化地区治理水土流失提供理论依据,同时为喀斯特生态系统土壤有机质的生物地球化学循环研究提供基础资料。通过对8个地区、20个剖面、3种土壤类型的研究,认识到以下特征: 1.紫色土的有机碳含量最低,所有样品的变化范围在0.24~0.65%之间,且从表层到剖面底部变化较小;黄壤的有机碳含量高于紫色土,在黄壤地带内,有机碳含量随海拔上升而增加;石灰土的有机碳含量最高,变化范围在1.0~7.1%之间,生物富钙作用是其具有较高有机碳含量的主要原因,粘粒对土壤有机质产生的保护作用是其具有较高有机碳含量的另一个重要原因。土壤pH值对有机碳含量具有一定的影响作用,同一土壤类型及气候条件下,地表植被类型是土壤有机碳含量深度分布的一个主要控制因子。


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