桂林毛村巖溶區(qū)與非巖溶區(qū)土壤及牧草生理生態(tài)特征對(duì)比研究.pdf

1、巖溶生態(tài)系統(tǒng)是受巖溶環(huán)境制約的生態(tài)系統(tǒng)。中國(guó)西南巖溶山區(qū),面積達(dá)50多萬(wàn)km2 ,包括貴州大部份、廣西、云南、四川、重慶、湖北、湖南等省的部分地區(qū),是全球三大巖溶集中連片區(qū)中面積最大、巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈的典型生態(tài)脆弱區(qū)。巖溶石漠化不僅破壞生態(tài)環(huán)境，使土地生產(chǎn)力衰減，而且嚴(yán)重影響農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn),甚至危及到人類生存,因此巖溶石漠化已經(jīng)成為制約中國(guó)西南地區(qū)可持續(xù)發(fā)展最嚴(yán)重的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題。脆弱的巖溶生境是當(dāng)今國(guó)際地學(xué)研究熱點(diǎn)，繼IGCP299

2、“地質(zhì)、氣候、水文與巖溶形成”和 IGCP379“巖溶作用與碳循環(huán)”之后,我國(guó)學(xué)者袁道先院士等又提出并實(shí)施 IGCP448“全球巖溶生態(tài)對(duì)比”,其核心問題是闡明巖溶生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律,促進(jìn)西南巖溶脆弱生態(tài)治理及我國(guó)西部大開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。 本文針對(duì)廣西山地脆弱生態(tài)區(qū)植被退化、水土流失嚴(yán)重、土壤肥力下降、石漠化速度加劇等主要生態(tài)問題，以區(qū)域可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，篩選具有較高生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)效益的特色植物進(jìn)行配套種植，使之達(dá)到生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與

3、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。本研究通過(guò)在巖溶區(qū)和非巖溶區(qū)（紅壤區(qū)）進(jìn)行人工種植四種牧草：菊苣、柱花草、類玉米、木豆，對(duì)比研究巖溶區(qū)與非巖溶區(qū)土壤和牧草生理生態(tài)特征，旨在了解牧草的生理適應(yīng)性，為巖溶區(qū)退耕還草提供理論依據(jù)。這對(duì)巖溶區(qū)牧草的選擇和推廣以及石山地區(qū)植被的恢復(fù)有著重要的意義。 研究方法：大田對(duì)比試驗(yàn)。通過(guò)測(cè)定牧草種植前后土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效鉀及礦質(zhì)元素鈣鎂對(duì)比研究巖溶區(qū)和非巖溶區(qū)土壤元素的動(dòng)態(tài)變化；通

4、過(guò)測(cè)定土壤蛋白酶、脲酶的活性探討研究土壤酶的變化；利用Li-Cor6400光合測(cè)定分析儀測(cè)定牧草的光合速率、蒸騰速率日變化；利用地上部分收割法定期測(cè)定牧草生物量并測(cè)定牧草品質(zhì)指標(biāo)粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分；通過(guò)測(cè)定牧草體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素和礦質(zhì)元素鈣鎂來(lái)對(duì)比研究巖溶區(qū)和非巖溶區(qū)牧草養(yǎng)分的變化。 研究結(jié)果： 1、種植牧草后，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀較種植前變化不大，土壤的堿解氮、速效鉀較種植前大且增幅明顯，從研究區(qū)總量來(lái)比

5、較，除土壤全鉀，巖溶區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、速效鉀均較非巖溶區(qū)土壤大。巖溶區(qū)土壤鈣為4.55g/kg，非巖溶區(qū)為1.90g/kg，均較種植前5.71g/kg、2.87g/kg要小，種植類玉米的土壤鈣高達(dá)5.39 g/kg，與種植前無(wú)差異。 2、種植牧草前，巖溶土壤的蛋白酶和脲酶分別是0.86 NH2-N mg·g-1·d-1、1.21 NH3-N mg·g-1·d-1，種植牧草后，土壤的蛋白酶和尿酶均有很大程度的提高，

6、從蛋白酶來(lái)看，木豆＞柱花草＞類玉米＞菊苣，從脲酶來(lái)看，木豆＞柱花草＞菊苣＞類玉米；種植牧草前，非巖溶區(qū)土壤的蛋白酶和脲酶分別是0.94 NH2-N mg·g-1·d-1、1.32 NH3-N mg·g-1·d-1，種植牧草后，土壤的蛋白酶和尿酶均有很大程度的提高，從蛋白酶來(lái)看，柱花草＞木豆＞類玉米＞菊苣，從脲酶來(lái)看，柱花草＞木豆＞類玉米＞菊苣，從研究區(qū)來(lái)看，種植牧草前，非巖溶土壤蛋白酶和尿酶均高于巖溶土壤，種植牧草后，巖溶土壤蛋白酶和脲

7、酶高于非巖溶土壤。 3、7月份菊苣在巖溶區(qū)和非巖溶區(qū)的日均凈光合速率分別為12.40和11.60umol·m-2·s-1，類玉米為27.98和18.99 umol·m-2·s-1，木豆為17.01和13.98 umol·m-2·s-1。類玉米的日均蒸騰速率小于菊苣和木豆，類玉米屬于高光合、低蒸騰型，相比較而言，菊苣則屬于低光合、高蒸騰型。就水分利用效率來(lái)說(shuō)，類玉米顯著高于菊苣、木豆；巖溶區(qū)3種牧草的日均光合速率為19.13 um

8、ol·m-2·s-1，非巖溶區(qū)為14.86 umol·m-2·s-1，巖溶區(qū)的日均蒸騰速率為7.45 mol·m-2·s-1，非巖溶區(qū)為5.65 mol·m-2·s-1。從研究區(qū)來(lái)比較，巖溶區(qū)牧草在日均光合速率、蒸騰速率方面高于非巖溶區(qū)，在7月份，巖溶區(qū)牧草的水分利用效率低于非巖溶區(qū)，但在8月份，巖溶區(qū)卻高于非巖溶區(qū)。 4、就牧草生物量而言，類玉米＞木豆＞柱花草＞菊苣，從研究區(qū)來(lái)比較，除柱花草外，巖溶區(qū)牧草生物量均大于非巖溶區(qū)牧