[目的]探究植被恢复模式对退化红壤区土壤理化性质及团聚体稳定性的影响,为中国南方的退化红壤区选择植被恢复模式及土壤结构改良提供依据.[方法]选择江西省泰和县6种植被恢复模式(马尾松纯林、木荷纯林、湿地松纯林、湿地松补植木荷林、马尾松补植木荷林及湿地松木荷混交林)的土壤作为研究对象,比较分析各种植被恢复模式的团聚体粒级分布及稳定性特征.[结果](1)湿地松纯林在土壤表层的pH值显著小于其它恢复模式(P<0.05),湿地松补植木荷林在土壤表层的有机质含量最高,各恢复模式的土壤表层TN含量显著大于其它土层(P<0.05).(2)0~10 cm表层土中>2 mm粒级的马尾松补植木荷林水稳性团聚体含量显著高于木荷纯林(P<0.05),马尾松补植木荷林和湿地松木荷混交林的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著大于马尾松纯林、湿地松纯林以及木荷纯林(P<0.05),马尾松纯林的破坏率(PAD)大于其它恢复模式.(3)土壤中的水稳性大团聚体含量(WR0.25)与破坏率(PAD)、分形维数(D)呈负相关,与团聚体平均直径(MWD、GMD)呈正相关.[结论]通过对6种植被恢复模式的研究比较,结果表明在江西退化红壤区种植混交林对土壤团聚体结构的改善效果比纯林更好,混交林恢复模式比纯林模式更有利于土壤团聚体稳定性的提高.
研究植被恢复条件下土壤水稳性团聚体颗粒有机碳的分布特征及影响因素,为退化红壤区生态系统重建与土壤质量改善提供理论依据。在江西省泰和县植被恢复与重建基地,选取立地条件基本一致的马尾松纯林、湿地松纯林、木荷纯林、马尾松补植木荷、湿地松补植木荷、湿地松—木荷原始混交林6种恢复模式,于2019年通过调查取样和试验分析,探索不同植被恢复模式土壤各粒级水稳性团聚体颗粒有机碳(POC agg )、土壤物理化学性质变化特征及相互关系。结果表明:(1)退化红壤以水稳性大团聚体(>0.25 mm)为主(百分比含量为87%),木荷纯林、马尾松补植木荷林土壤大团聚体含量最低。表层(0—10 cm)土壤POC agg 受恢复模式影响最显著(P<0.05),以湿地松纯林POC agg 含量为最高(14.44 g/kg);(2)土壤物理化学性质因恢复模式的不同而呈显著性差异,其中湿地松补植木荷林下土壤有机质(SOM)、木荷纯林下土壤全氮(TN)、湿地松纯林下土壤全磷(TP)含量分别为最高;(3)人工针叶纯林中团聚体组成对POC agg 影响最大,团聚体组成、SOM和TN是影响POC agg 的重要因素(P<0.01),且土层越深关联度显著增加(P<0.01);其中微团聚体(<0.25 mm)POC agg 受其直接或间接效应均较高,TN在<0.053 mm粒级团聚体POC agg 的影响最大。木荷纯林能明显改善土壤结构和肥力,且湿地松对林下土壤养分尤其是POC agg 固持能力较高。结合退化红壤区生态修复实践,以湿地松纯林作为先锋树种进行植被恢复,抚育过程中补植木荷可能会更好地改善土壤性质。
为了探究不同植被恢复模式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)分配格局及其生态化学计量特征的影响,为红壤侵蚀区的植被恢复措施及生态治理模式优化提供科学依据,以江西省泰和县红壤严重退化地为研究对象,对研究区马尾松纯林、湿地松纯林、木荷纯林、马尾松木荷混交林(马木混交林)以及湿地松木荷混交林(湿木混交林)5种植被恢复模式0—20,20—40cm土层不同粒径水稳性团聚体C、N、P分配格局及其化学计量特征进行了研究。结果表明:(1)0—40cm不同粒径团聚体分别占总重56.34%(>2mm),30.01%(0.25~2mm),7.14%(0.053~0.25mm),6.54%(<0.053mm),各植被恢复模式土壤水稳性团聚体含量随着粒径的减小而降低,且差异显著(p<0.05),马木混交林>2mm土壤水稳性团聚体含量显著高于其他恢复模式(p<0.05);(2)各植被恢复模式土壤C、N、P含量以马木混交林及湿地松纯林较高,水稳性团聚体C、N、P的含量总体随着粒径减小呈升高的趋势,以较小粒级养分含量较高,且存在显著差异(p<0.05);土层间C、N含量差异显著,P无显著差异,C∶N、C∶P及N∶P存在显著差异(p<0.05);粒径间C∶N、C∶P及N∶P存在显著差异;土壤团聚体C、N与C∶N、C∶P、N∶P均呈极显著相关关系,N∶P值较高且P与N∶P存在显著负相关性(p<0.05);(3)土壤C、N与土壤团聚体C、N含量显著相关(p<0.05),土壤团聚体C、N与土壤容重及含水率存在极显著相关性(p<0.01)。研究结果表明,不同植被恢复模式对土壤养分的改善作用主要集中于表层土壤;土壤团聚体养分对土壤养分状况具有指示作用,且土壤团聚体养分保持能力与土壤物理性质有关;研究区植被生长限制因素以P限制为主且大团聚体和微团聚体受P限制作用更严重;马木混交林较其它植被恢复模式对土壤质量和结构提升均具有显著作用。