峽谷型喀斯特不同生態(tài)系統(tǒng)植被與土壤的耦合關(guān)系.pdf

1、植被與土壤的耦合關(guān)系一直是生態(tài)系統(tǒng)演替研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。植物群落、土壤養(yǎng)分、土壤礦物質(zhì)和土壤微生物在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動中具有關(guān)鍵地位,因此,研究四者的變化特征及耦合關(guān)系,對生態(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律和機(jī)制的認(rèn)識理解及退化喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、重建和科學(xué)管理均具有重要意義。
　　本研究采用野外調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,以黔西南峽谷型喀斯特水田、旱地、草地、灌叢、人工林、次生林6種生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,運(yùn)用多重比較法,分析峽谷型喀斯特

2、生態(tài)系統(tǒng)的植被、土壤和微生物的差異及其特性;通過聚類分析方法歸類,尋求演替發(fā)展規(guī)律;結(jié)合主成分分析探討生態(tài)系統(tǒng)的主導(dǎo)因子,最后用典型相關(guān)分析方法揭示植被演替與土壤發(fā)育的耦合協(xié)同關(guān)系。主要結(jié)果如下:
　　1、生態(tài)系統(tǒng)中物種多樣性指數(shù)表現(xiàn)為草本層>灌木層,各植被演替群落中,物種多樣性最大值多出現(xiàn)在次生林。植被碳儲量為人工林>次生林>灌叢>草地,地上部分>地下部分;植物重要元素含量總體趨勢為氮>鉀>磷。
　　2、除全鉀含量外,土壤

3、養(yǎng)分含量均隨土層厚度的增加而減少,土壤肥力的總體趨勢為次生林>人工林>水田>旱地>灌叢>草地,土壤有機(jī)碳與土壤全氮含量呈極顯著的線性相關(guān)關(guān)系。
　　3、各生態(tài)系統(tǒng)土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的含量中,SiO2、Al2O3、Fe2O3三者所占比例幾乎達(dá)到80％,其他礦質(zhì)養(yǎng)分含量則較低,各礦質(zhì)養(yǎng)分含量隨土層厚度加深的變化無明顯規(guī)律。
　　4、土壤微生物數(shù)量以次生林最高,旱地最低,均為細(xì)菌>放線菌>真菌。土壤微生物量以次生林的MBC(soil m

4、icrobial biomass carbon)與MBN(soilmicrobial biomass nitrogen)最高,人工林的MBP(soil microbial biomass phosphorus)最高,旱地的MBC最低,草地的MBN與MBP最低,均為MBC>MBN>MBP。不同生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物數(shù)量及生物量均隨土層加深而減少,且具有良好分形關(guān)系。
　　5、土壤微生物代謝功能的多樣性均隨培養(yǎng)時間的增加而增強(qiáng),達(dá)到一定時

5、間后趨于平衡,AWCD(Average well color development)表現(xiàn)為水田>次生林>草地>人工林>旱地>灌叢。多樣性指數(shù)中(Shannon(H)多樣性、Shannon(E)均勻度、Simpson(D)指數(shù)和豐富度S)最高的是水田,最低的是灌叢。
　　6、干濕篩處理結(jié)果表明,各生態(tài)系統(tǒng)群落土壤團(tuán)聚體均以大粒徑的含量最高,小粒徑的含量最低。各級水穩(wěn)定性團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量均以0.25~0.053mm團(tuán)聚體最高,水田

6、和草地的>5mm團(tuán)聚體含量最低。各級水穩(wěn)定團(tuán)聚體有機(jī)碳含量對土壤總有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率以>5mm的團(tuán)聚體最大,0.053～0.25mm的團(tuán)聚體最小。
　　7、峽谷型喀斯特景觀異質(zhì)性高,各生態(tài)系統(tǒng)的主導(dǎo)因子不同,前5個主成分累積貢獻(xiàn)率高于85%,能全面反映所有信息。聚類分析得到4種類型:(水田、旱地)—(草地)—(灌叢)—(人工林、次生林),群落結(jié)構(gòu)越來越合理,生態(tài)系統(tǒng)越來越穩(wěn)定。
　　8、峽谷型喀斯特生態(tài)系統(tǒng)植被與土壤的關(guān)系密切,