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喀斯特峰丛洼地广泛分布于我国西南部,由于特殊的地质和气候背景,生态环境十分脆弱。近年来随着喀斯特地区人口的增加和社会经济的发展,不合理的土地开发导致的土壤退化、石漠化、山体滑坡、岩溶干旱等生态环境问题日益严重。为了探讨峰丛洼地系统土壤有机碳的空间分布规律及其与环境因素的关系,合理指导喀斯特地区的农业生产和生态重建,本文以桂西北古周移民迁出区、肯福迁入区及基本不受人类干扰的木伦自然保护区为例,探讨了不同岩性、不同演替阶段土壤有机碳的空间分异特征和主要影响因子。主要结论如下:
(1)植被对土壤的影响程度大于坡位,随植被正向演替,有机碳逐渐增加;去掉植被的影响之后,地形对有机碳的影响显著,原生林有机碳随坡位升高下降,其他三个演替阶段相反。
(2)微生物生物量碳与有机碳极显著相关,其变化方向与有机碳大致相同。微生物生物量碳与有机碳之比在灌木林中最高,次生林最低,原生林和草地非常接近。
(3)随坡位向下,剖面有机碳均一性增强,有机碳下降百分比逐渐减小。随植被演替,表土固持有机碳的能力增强。
(4)原生林下坡位的土壤有机碳密度最高,灌木林的最低;草丛尽管有机碳含量低,但其有机碳密度较高,对土壤碳库具有重要贡献。灌木林和次生林的中、上坡位表土对碳密度的贡献最大,更应受到保护。
(5)土壤的综合肥力主要受土地利用方式的影响,撂荒有利于土壤综合肥力的提高;土壤pH和全磷主要受母岩性质的影响,沙页岩发育的红壤pH和全磷含量都低于石灰土;有效磷和全钾主要受施肥的影响。
(6)与全国总体水平相比,桂西北喀斯特石灰岩和砂页岩土壤均很缺乏有效磷和全钾。石灰土可通过施用铵态氮肥提高磷的有效性,红壤可通过施用石灰提高有效磷含量。另外,喀斯特石灰岩和红壤区都需注重施用钾肥以改善土壤质量。