岩溶区石灰土演化过程中钙影响土壤氮矿化的机制研究
谢银财1
杨慧1
李军2
缪雄谊1
杨霖1
吴树诚3
1.中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心,广西桂林 541004;广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,广西平果 5314062.河北建筑工程学院,河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室,河北张家口 0751323.桂林水文中心,广西桂林 541002
摘要：选择桂林岩溶区不同演化阶段典型的黑色、棕色和红色石灰土为研究对象,采用改进的BCR方法测定石灰土不同钙形态含量,通过15N同位素标记技术结合MCMC氮素转化模型测定石灰土总有机氮矿化(MNorg)、易分解有机氮矿化(MNlab)和难分解有机氮矿化(MNrec)速率,探讨了岩溶区石灰土演化过程中钙影响土壤氮矿化的机制.结果表明:(1)岩溶区黑色和棕色石灰土各形态钙含量顺序均为交换态(ECa)>酸溶态(ASCa)>残渣态(RCa)>水溶态(WSCa)>有机结合态(OCCa),红色石灰土各形态钙含量大小顺序为ECa>RCa>ASCa>WSCa>OCCa,石灰土不同形态钙中以ECa含量最多,分别占黑色、棕色和红色石灰土全钙含量的80％、64％和48％,表明钙在石灰土中具有较高的活度;(2)MNorg和MNrec大小顺序均为黑色石灰土>棕色石灰土>红色石灰土,MNlab大小顺序为黑色石灰土<棕色石灰土<红色石灰土,黑色石灰土MNorg由MNrec主导,棕色和红色石灰土MNorg主要由MNlab控制,说明石灰土演化影响土壤有机氮的矿化过程,降低土壤无机氮供应能力;(3)除MNorg、MNlab和MNrec与OCCa和RCa的相关性不显著外,MNorg和MNrec分别与ECa、ASCa和WSCa含量呈显著正相关,MNlab则与之呈显著负相关,表明高含量有效态钙能促进土壤MNrec而抑制MNlab.ECa和ASCa作为石灰土钙的主要赋存形态因在土壤演化过程中受到强烈淋溶作用,促使MNrec显著降低,这是造成石灰土演化过程中土壤无机氮供应能力显著降低的重要原因.研究结果有助于更清晰地了解石灰土演化过程中钙的分布、迁移和氮矿化特征以及钙对氮矿化过程的影响,为深入理解岩溶区石灰土氮矿化过程的影响机制提供理论依据.
关键词：矿化速率钙形态15N示踪石灰土岩溶区
分类号：S153(土壤学)
资助基金：广西自然科学基金项目(2021GXNSFBA220065)广西自然科学基金项目(2022GXNSFAA035569)中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费(2017025)国家自然科学基金(41771340)自然资源科技战略研究项目(2023-ZL-23)中国地质调查局地质调查项目(DD20240095)中国地质调查局地质调查项目(DD20230547)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 1057-1064 )
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