喀斯特土壤微生物和活性有机碳对生态恢复的快速响应

Rapid Responses of Soil Microbes and Active Organic Carbon to Eco-restoration in Karst Region

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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(KMnO4-C)的绝对含量便分别显著提高62%、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。

作者唐政 ^[1] 李继光 ^[2] 李慧 ^[3] 张丽敏 ^[4] 李忠芳 ^[1] 娄翼来 ^[5] 学术成果认领

作者单位贺州学院化学与生物工程学院,广西贺州,542899 ^[1] 牡丹江师范学院生命科学与技术学院,黑龙江牡丹江,157012 ^[2] 河南农业大学资源与环境学院,河南郑州,450002 ^[3] 贵州大学农学院,贵州贵阳,550025 ^[4] 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京,100081 ^[5]

关键词土壤微生物土壤有机碳生态恢复喀斯特地区 soil microbe soil organic carbon eco-restoration karst region

分类号 S147.2

栏目名称 研究论文

DOI 10.3969/j.issn.1674-5906.2014.07.006

发布时间 2014-10-24

基金项目

国家重点实验室开发基金项目(LFSE2013-04) 中国博士后科学基金项目(2013T60200) 国家自然科学基金项目