生态恢复对红壤严重侵蚀地土壤水库重建的影响与机制

土壤水库功能失调极度制约植被恢复与稳定。本项目以红壤严重侵蚀地主要植被恢复模式为研究对象，利用野外原位观测和室内模拟试验相结合的方法，研究植被恢复对土壤水库的影响，通过凋落物和细根归返特征研究，阐明有机质数量和质量与微团聚体形成的关系，探讨红壤严重侵蚀地植被恢复后有机质对表层和底层土壤水库的影响机制。为南方红壤侵蚀区植被恢复措施选择和水土保持生态恢复实践提供科学依据，并为鄱阳湖生态经济区国家战略实施提供技术支持。

通过在红壤侵蚀退化代表区域选取典型治理模式(荒地、针阔混交林、阔叶林、柑橘林和封育林)为研究对象，研究其土壤水库库容差异。主要研究内容包括凋落物、细根潜在年有机碳/氮归还量、生态系统各组分有机碳密度、土壤团聚体及其有机碳、土壤水库库容及其与土壤有机碳关系。结果表明，人工强力干预的混交林、阔叶林优于自然恢复的封育林和作为经济林的柑橘林，表层0-20 cm优于底层60-80 cm。凋落物年潜在有机碳和有机氮归还量分别为650.52~3326.09、46.61~94.54 kg•hm-2•yr-1，细根年潜在有机碳和有机氮归还量分别为2375.39~7175.15、6.98~49.64 kg•hm-2•yr-1。乔木层生物量碳密度为14.51~184.43 t•hm-2、林下植被生物量碳密度为0.48~2.53 t•hm-2、凋落物现存量碳密度为1.20~2.97 t•hm-2、土壤层碳密度为22.73~79.34 t•hm-2。与荒地相比，植被恢复后，＜2 mm粒径的大团聚体和微团聚体增加，各个土壤层次＞0.25 mm粒径的机械稳定性团聚体含量表现为针阔混交林或阔叶林高于其他模式，＞0.25 mm粒径的水稳性团聚体含量表现为针阔混交林最高，同时各个土层团聚体有机碳含量基本上也以针阔混交林最高。不同植被恢复模式0-80cm土层总库容依次为针阔混交林（354.01 mm）＞阔叶林(340.69 mm)＞封育林(312.40 mm)＞柑橘林(303.71 mm)＞荒地(294.02 mm)，针阔混交林和阔叶林土壤水库表层0-20 cm的库容扩增程度明显高于底层60-80 cm的。本研究成果可为科学评价人工强力干预和促进的植被恢复模式土壤水库重建理论提供基础数据。