本報訊 近日，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站研究員王克林團隊在喀斯特石灰土耕作擾動下土壤養(yǎng)分損失過程機制方面的研究取得系列進展。

西南喀斯特地區(qū)土層淺薄、二元結(jié)構(gòu)發(fā)育、水土資源不匹配，生態(tài)環(huán)境極為脆弱。以往研究表明，喀斯特自然生態(tài)系統(tǒng)土壤碳氮養(yǎng)分含量顯著高于同地區(qū)紅壤，然而在開墾利用后呈現(xiàn)急劇損失的特征（原生土壤開墾兩年后SOM損失率達20%~40%），但目前對其損失過程和機制仍缺乏充分認知，難以支撐喀斯特土壤退化過程阻控和生態(tài)功能高效提升。

針對以上問題，基于不同翻耕頻率處理及玉米種植的原位控制試驗，以土壤團聚體和微生物為切入點，通過連續(xù)監(jiān)測土壤碳氮養(yǎng)分變化及關(guān)鍵過程，科學家初步探明耕作擾動下喀斯特土壤碳氮損失過程及機制。

結(jié)果表明，翻耕擾動主要破碎5~8mm粒級大團聚體，土壤總氮損失主要源于5~8 mm粒級團聚體閉蓄態(tài)有機質(zhì)釋放后被微生物迅速礦化利用，土壤硝化過程增強，大量硝態(tài)氮淋溶丟失，并伴隨較高的地下水體污染風險。翻耕擾動導致土壤活性碳庫迅速降低（DOC、MBC等），促進CO2的排放。夏季高翻耕擾動顯著提高CO2排放通量，但是冬季各處理排放無顯著差異。在夏季減少翻耕頻率或者免耕是緩解CO2排放的有效途徑。玉米種植通過提高微生物代謝活性加速有機物的分解，進而促進CO2排放，但是作物生長過程和作物殘渣的存留會增加碳的輸入，有利于土壤SOC的儲存。喀斯特地區(qū)微生物量主要受翻耕擾動影響，而微生物代謝功能更多的是受玉米種植的影響。

以上研究成果發(fā)表在Soil & Tillage Research上。