关键词:
地震灾区
生态恢复
土壤养分
演变特征
肥力评价
摘要:
2008年5月12日,四川省汶川县发生8.0级大地震,地震及其所诱发的次生灾害对灾区生态系统造成了严重破坏,加剧了生态恢复和治理工作的复杂性与艰巨性。土壤养分循环与肥力重建是植被恢复的基础,影响着植被发生、发育和演替的速度,为了了解地震及其次生灾害影响下不同气候类型区受损生态系统及其治理过程中土壤养分损失及其在治理初期随时间的演变特征,进一步评价受损系统的土壤质量,于汶川地震重灾区四川省汶川、绵竹的生态恢复示范区内设置典型样地,采用野外取样调查、实验室测定及建模分析相结合的办法,研究了2种不同气候类型区(半干旱干热河谷气候区、亚热带湿润季风气候区)内受损治理区和未受损区的土壤养分特征。主要结论如下:
(1)采用“空间替代时间”的方法,对比分析汶川地震后半干旱干热河谷气候区(SDHC)和亚热带湿润季风气候区(SHMC)内受损(D)和未受损(U)土壤理化性质以及土壤养分的变化特征。表明:不同气候类型区受损前后不同养分元素的变化量和变化率均存在较大差异。具体表现在,受损后土壤颗粒组成粘粒和砂粒含量增加,粉粒含量减少,不同气候类型区内土壤粘粒含量表现为SDHCSHMC;受损前,土壤TOC、TN含量为SHC>SDHC,TP、TK含量则与之相反,而受损之后,土壤TOC、TN、TP、TK含量均为SDHCTOC>TN>TP,在亚热带湿润季风气候区为TOC>TK>TN>TP。
(2)以生态治理初期2年8个季度的实验数据研究了汶川地震灾区不同气候类型下治理初期的土壤有机碳、全氮、全磷、全钾的动态变化。在生态治理过程初期,不同土壤养分元素表现出不同的演变规律,总体上,土壤环境稳定性低,波动大,土壤养分具有高度变异的特征,这种变异在一定程度上表现为时间的函数。本研究中,不同气候区治理和未受损土壤TOC和TN均具有一定程度的季相变化且逐年增长,未受损土壤TOC、N含量明显高于治理土壤。不同气候区未受损土壤的TOC和TN含量差异性显著,同一气候区不同季节之间未受损土壤的TOC和TN含量也呈现一定规律的波动性;而土壤TP、TK含量季相变化规律不明显,但TP基本呈逐年上升趋势。时间序列分析表明,治理区土壤与时间的相关性高于未受损土壤,土壤养分对时间变化越为敏感,在相对较短的时间尺度内表现出明显的变化趋势,而随着恢复进程的继续,土壤演变的时间尺度随之增大,在短时间内表现出一定的无规律性。
(3)运用修正后的内梅罗指数模型、土壤质量综合指数评价模型和土壤退化指数模型对研究区不同气候类型区不同受损治理情况下的土壤进行肥力评价,结果表明,各样地土壤肥力内梅罗指数在2012年表现以下趋势:SHMC-U>SDHC-U>SDHC-D>SHMC-D,在2013年则表现为:SHMC-U>SDHC-U>SDHC-D>SHMC-D;土壤质量综合指数评价在2012年表现以下趋势:SHMC-U>SDHC-U>SDHC-D>SHMC-D,在2013年则表现为:SHMC-U>SDHC-U>SHMC-D>SDHC-D,而半干旱干热河谷气候区和亚热带湿润季风气候区受损治理区土壤退化指数2012年分别为-32.74%±8.33%、-43.91%±9.46%,2013年分别为-37.61%±8.88%.-38.15%±7.03%。