喀斯特土壤微生物和活性有机碳对生态恢复的快速响应-生态环境学报.PDF

生态环境学报 2014, 23(7): 1130-1135 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 喀斯特土壤微生物和活性有机碳对生态恢复的快速响应 1 2* 3 4 1 5 唐政 ，李继光 ，李慧 ，张丽敏 ，李忠芳 ，娄翼来 1. 贺州学院化学与生物工程学院，广西 贺州 542899 ；2. 牡丹江师范学院生命科学与技术学院，黑龙江 牡丹江 157012 ； 3. 河南农业大学资源与环境学院，河南 郑州 450002 ；4. 贵州大学农学院，贵州 贵阳 550025 ； 5. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京 100081 摘要：喀斯特地区普遍面临生态退化的问题，退耕还林作为其重要的生态恢复措施之一而备受关注。土壤活性有机碳通常较 总有机碳对环境变化和干扰更加敏感，此外土壤微生物对环境变化和干扰亦十分敏感。然而，关于喀斯特不同时间尺度退耕 还林土壤活性有机碳和微生物的系统研究尚少见报导。为了揭示土壤活性有机碳和微生物对喀斯特生态恢复的快速指示作 用，为喀斯特生态恢复评价和生态环境治理提供科学依据，以广西古周村典型喀斯特景观为代表，采用空间代替时间的方法， 选取不同年限(2 a、4 a 、8 a、12 a)退耕还林地和玉米耕地对照样地，研究了表层土壤微生物指标和活性有机碳指标随退耕还 林的变化特征。研究结果显示，较耕地对照相比，退耕还林8 a 后，土壤总有机碳(TOC)质量分数才发生显著变化，提升24% ； 而还林2 a 后，土壤水溶性有机碳(WSOC)、颗粒有机碳(POC)和易氧化有机碳(KMnO -C)的绝对含量便分别显著提高62%、 4 36%和38% ，相对含量分别显著提升60%、34%和36% ，且随还林年限的延长呈升高趋势；退耕还林2 a 后，土壤微生物生 物量碳(MBC)、基础呼吸(BR)和微生物商(MBC ︰TOC)分别显著增加56%、27%和54% ，并随还林年限的延长呈逐渐升高趋 势；土壤微生物代谢熵(qCO2)在退耕还林2 a 后显著降低 19%，之后随还林年限延长呈下降趋势。本研究表明，土壤活性有 机碳及土壤微生物指标可以作为喀斯特生态恢复的早期指示者。 关键词：土壤微生物；土壤有机碳；生态恢复；喀斯特地区 中图分类号：S147.2 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2014 ）07-1130-06 引用格式：唐政，李继光，李慧，张丽敏，李忠芳，娄翼来. 喀斯特土壤微生物和活性有机碳对生态恢复的快速响应[J]. 生 态环境学报, 2014, 23(7): 1130-1135. TANG Zheng, LI Jiguang, LI Hui, ZHANG Limin, LI Zhongfang, LOU Yilai. Rapid Responses of Soil Microbes and Active Organic Carbon to Eco-restoration in Karst Region [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(7): 1130-1135. 喀斯特地区生态环境极其脆弱，由于人们不 增加土壤有机碳和养分含量以及阳离子交换量， 合理的过渡开垦，造成水土流失严重，石漠化现 增加土壤微生物数量、呼吸强度以及酶活性。然 象日趋严峻(段文军和王金叶，2013) ，进而严重制 而，以往的研究大都基于较长的时间尺度，对于 约了当地农业、经济和社会的可持续发展。因此， 较短时间尺度以及不同时间尺度的序列研究则鲜 生态环境的恢复成为当前喀斯特地区的首要任 见报道。 务，退耕还林等植被恢复措施被大力推广。土壤