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本论文通过研究滇中飒马场小流域五种不同植被类型土壤剖面理化特征、以及各植被类型地表枯落物累积量、土壤表层理化性质的时空变化特征,试图剖析在同一“气候-母质-地形”条件下植被恢复过程与土壤质量变化的关系。本研究在云南大学飒马场生态站进行,研究区域位于属北亚热带湿润季风气候区,其土壤是发育于紫红色砂页岩的酸性紫色土。本研究选择灌草丛、云南松林、针阔混交林、次生常绿阔叶林、桉树林等五种植被类型,研究其土壤剖面及表层理化特征的差异。
(1)各植被类型的地表枯落物累积量之间存在显著性差异。在不同时期,灌草丛的地表枯落物累积量最低(60g/m2),针阔混交林的最高(210g/m2),针阔混交林和次生常绿阔叶林的地表枯落物累积量显著高于其它三种植被类型;不同植被类型均表现为雨季时的枯落物累积量(225g/m2)显著高于其它时期。
(2)在0-20cm土层,土壤有机碳和全氮含量变化呈现明显的周期性特征。土壤有机碳含量为雨-早交替(13.40g/kg)显著高于其它时期,而土壤全氮含量为旱-雨交替(0.35g/kg)显著高于其它时期。植被类型变化对表层土壤有机碳和全氮含量有显著影响,特别是对0-5cm土层的有机碳和全氮含量影响更大。在土壤剖面中,土壤有机碳和全氮含量随着土壤深度的增加而出现递减的趋势,土壤层次之间有显著的差异。在0-20 cm土层,各植被类型土壤有机碳、全氮含量呈现急剧减少,20-50cm减少趋缓,而在50-70cm以下各土层的差异不显著。五种植被类型土壤有机碳和全氮的储量范围分别为85-115 t/ha、1.28-2.75t/ha。在0-50cm土层,各植被类型土壤有机碳、全氮储量分别占整个土壤剖面总储量的50-63%和46-66%。云南松林的土壤C/N比最高(87),次生常绿阔叶林的最低(47)。土壤有机碳含量与全氮含量之间有极显著的正相关关系。土壤全磷含量在土壤剖面的层次之间的差异不显著。桉树林的土壤全磷含量(0.63g/kg)显著高于其它植被类型,同时次生常绿阔叶林的土壤全磷含量也显著高于针阔混交林、云南松林和灌草丛三种植被类型。
(3)在0-20cm土壤表层,雨季时不同植被类型的土壤容重(1.27g/cm3)均显著低于其它时期。各植被类型的土壤容重在0-30cm土层较低(1.16g/cm3),随着土壤深度的增加呈显著的增大,在90-110cm土层土壤容重最高(1.65g/cm3)。在土壤剖面上,灌草丛土壤容重最高(1.52g/cm3),次生常绿阔叶林土壤容重最低(1.36g/cm3),次生常绿阔叶林的土壤容重显著低于其它四种植被类型。云南松林、针阔混交林、次生常绿阔叶林和桉树林的土壤质地为壤质粘土,而灌草丛是砂质粘土。各植被类型表层土壤的粘粒含量均较低(平均为26.43%),次生常绿阔叶林的粘粒淀积下移程度显著高于其它植被类型。五种植被类型土壤的比重变化范围在(2.55~2.77g/cm3)之间,植被类型对土壤比重有显著影响,针阔混交林的土壤比重最大(2.77g/cm3),而云南松林的土壤比重最小(2.55g/cm3),但是土壤比重在不同土壤层次之间无显著差异。
(4)在0-20cm土壤表层,不同植被类型均表现为雨季时的土壤pH值(4.37)显著低于其它时期。植被类型对土壤pH值有明显影响,灌草丛土壤的pH值最高(4.78),次生常绿阔叶林土壤的pH值最低(4.25),次生常绿阔叶林土壤pH值显著低于其它植被类型。同时,土壤pH值随着土壤深度的增加呈递减趋势。土壤水解性总酸度在土壤剖面中均表现为灌草丛最低(5.28cmol/kg),次生常绿阔叶林最高(8.22cmol/kg),次生常绿阔叶林显著高于其它植被类型,但土壤水解性总酸度在土壤剖面各层次之间无显著差异。
(5)随着植被恢复程度提高,滇中紫色土有机碳、氮、磷的累积量增加,土壤容重降低,酸度升高,土壤粘粒淀积下移明显。与本地植被恢复类型相比较,桉树林无论是在土壤有机碳、全氮、pH值和水解性总酸度,还是土壤机械组成、容重等土壤理化性质上均处于和云南松林相似的水平。而在土壤全磷和阳离子交换量这两个指标上,桉树林土壤中的含量均显著高于其它植被恢复类型。