巖溶動力系統(tǒng)土壤鈣元素遷移機理初步研究.pdf

1、巖溶動力系統(tǒng)是地球表層系統(tǒng)的重要組成部分。土壤在地球表層系統(tǒng)中既是各圈層長期相互作用的產(chǎn)物,又是各圈層的支持者。巖溶動力系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)以碳、水、鈣循環(huán)為基本特征,在以往研究中,對碳水循環(huán)有較深入的認識,但對于鈣循環(huán)的工作還處于起步階段。本文通過對我國西南亞熱帶典型巖溶小流域野外動態(tài)觀測,研究巖溶動力系統(tǒng)與資源環(huán)境關(guān)系密切的關(guān)鍵元素——鈣,在時空尺度上對碳酸鹽巖土壤不同演化階段,不同巖性下土壤鈣及相關(guān)元素野外采樣和實驗室分析,采用改進的B

2、CR連續(xù)提取法分析鈣元素的各種形態(tài),從而揭示不同土壤鈣形態(tài)的類型及轉(zhuǎn)換,土壤鈣遷移的影響因素。成果擬為西南巖溶區(qū)石漠化綜合治理工程中土壤改良提供科學(xué)依據(jù),為巖溶動力系統(tǒng)理論的完善提供理論依據(jù)。主要成果如下：(1)土壤有機質(zhì)含量一定程度上影響土壤全氮,全磷,全鉀含量,通過相關(guān)性分析得出,土壤有機質(zhì)含量也會影響土壤鈣總量與各形態(tài)的權(quán)重。各地貌類型土壤營養(yǎng)元素的總量隨季節(jié)變化不大,而有效態(tài)變化則很大,尤其是在水熱條件較好條件下,如東坡地(陡坡

3、)土壤在水熱條件最好的七月份有效鉀含量為485.5 mg/kg,而在水熱條件較差的11月有效鉀含量只有59.9 mg/kg,前者為后者的7倍,變化較大。(2)不同地貌類型土壤營養(yǎng)元素存在一定的規(guī)律性變化：總體上說,保水性好,植被較好的洼地及緩坡有機質(zhì)較高,洼地有機質(zhì)最高值發(fā)生在秋季,為87.3 g/kg,緩坡有機質(zhì)最高值為春季,為118.2 g/kg。在有機質(zhì)的影響下,其他營養(yǎng)元素含量也較高。氣候調(diào)蓄能力較強的洼地土壤理化性質(zhì)與受侵蝕和

4、氣候影響較大的坡地相比,季節(jié)性變化較小。(3)不同季節(jié)土壤營養(yǎng)元素同樣存在一定的規(guī)律：總體來說,夏季土壤水熱條件良好,土壤營養(yǎng)元素全量較高,比如全磷和全鉀最高值都為洼地夏季分別為0.0955%,1.8225%,氮磷鉀全量及有效鉀,堿解氮,有機質(zhì)最低值均發(fā)生在冬季,其次為春季,所以要春耕時節(jié)要加強耕地有機質(zhì)和氮肥的補充。(4)整體上講,土壤鈣總量地貌類型排序由高到低依次是西坡地(緩坡)、東坡地(陡坡)、洼地、埡口和平原,時間尺度排序大多為

5、春冬季較高,而夏秋季則較低；(5)土壤鈣形態(tài)中,酸溶態(tài)秋冬季較高,巖溶作用強烈,侵蝕較小的洼地,埡口土壤酸溶態(tài)權(quán)重較高；可還原態(tài)春冬季權(quán)重較高,土壤氧化還原電位較低、pH較高的坡地含量與權(quán)重較高；有機質(zhì)較高的洼地、秋冬季可氧化態(tài)含量較高；(6)土壤鈣總量與形態(tài)含量與氣候、地貌造成土壤類型和營養(yǎng)元素的變化關(guān)系較密切,一般來說,有機質(zhì)含量較高的土壤鈣總量較高,可氧化態(tài)鈣也較高,而土壤pH與氧化還原電位較高的土壤,可還原態(tài)鈣含量較高。(7)土