以本地及外来植物为优势种的植物群落对滇中土壤质量影响的比较研究

近年来，大面积的外来速生树种引植而导致的土壤质量问题已引起了社会的广泛关注。由于受到气候、土壤母质、树种以及林地管理措施差异的影响，在评价比较本地及外来植物对土壤质量演变作用方面仍是尚待深入探讨的科学问题。本研究在气候类型基本一致的条件下，通过对比研究本地植物为优势种的植物群落（云南松林和常绿阔叶林）和外来植物为优势种群落（史密斯桉树林）对发育于紫色砂页岩母质的滇中地带性土壤（山原红壤）和雏形土壤（紫色土）养分累积、土壤酸性及腐殖物质特征的影响，分析各植物群落下枯落物及其渗滤水与表层土壤性质季节变化特征，诊断本地和外来植物为优势种的植物群落对2种土壤内在性质产生影响作用的主要环节，重点回答外来植物替代本地植物后对滇中地区土壤质量的演变构成何种影响及影响程度的问题。本研究最终试图阐明滇中森林土壤质量对植物群落变化的响应机制，为滇中山地植被恢复和人工植被的生态管理提供科学依据。

本项目通过研究滇中飒马场和马军小流域本地及外来植物群落类型土壤剖面理化性质特征以及表层土壤理化性质的季节变化特征，探讨了植被恢复过程与土壤质量演变的关系。.滇中飒马场（紫色土）及马军（红壤）区域土壤剖面的理化性质均受到植物群落、土壤深度及其交互效应的显著影响。植物群落的变化会对土壤剖面的性质产生影响主要反映在土壤的养分累积方面，而对土壤质地剖面则无显著影响。飒马场和马军区域的研究表明，滇中森林植被土壤0-20cm土层的有机碳和全氮贮存量均占到0-100cm土层的34％和36%，表明保护表层土壤是增加土壤碳、氮贮存的重要途径。本研究还发现滇中地区森林植被下植物根系分布变化可能主要发生在0-70cm土层。滇中各植物群落土壤剖面全磷贮存量之间差异不显著，但是次生常绿阔叶林表层土壤的速效磷含量显著低于人工林土壤的。随着植物群落演进，土壤的持水能力显著提高。对比本地及外来植物群落的土壤剖面性质发现，长期种植桉树人工林土壤剖面的有机碳、全氮贮存量和持水能力显著低于次生常绿阔叶林土壤的，但是明显高于云南松人工林土壤的，这表明与本地植物人工林比较，长期种植桉树人工林并不会降低土壤的碳、氮贮存量和持水能力。表明在退化山地长期定植桉树对土壤质量的改善作用要高于云南松等本地植物群落。.滇中植物群落及旱雨季变化对地表枯落物累积及表层土壤的化学性质有明显的影响，但不同区域及植物群落表层土壤腐殖物质的生理活性差异不明显。本研究发现不同植物群落的地表枯落物累积量、表层土壤的有机碳及总氮贮存量呈现出雨季增高、旱季降低的周期性特征，而表层土壤的有效磷含量则呈现相反的季节变化特征。但是，由于地表枯落物有机碳及总氮累积量的季节变化量仅占表层土壤有机碳及总氮贮存量季节变化量的4-12%，表明地表枯落物并不是引起滇中森林群落表层土壤有机碳及全氮贮存量变化的主要因素。旱雨季变化对同一植物群落表层土壤容重、总孔隙度及孔隙分布特征和pH没有显著的影响，但是雨季时表层土壤中>2mm水稳性大团聚体含量显著高于旱季，这与雨季时表层土壤有机碳含量升高密切相关。雨季时各植物群落表层土壤呼吸速率显著高于旱季时的。长期种植桉树人工林表层土壤的有机碳、全氮贮存量、水稳性大团聚体含量均显著高于云南松人工林土壤的。