论文部分内容阅读
为评估汶川特大地震干扰对龙门山区域山地土壤质量性状的影响程度及其在不同生态区域的效应,本研究采用对比分析的方法,研究了汶川地震后龙门山东坡、西坡及过渡区域典型山地滑坡体土壤质量性状的差异。结果显示:
1、地震干扰造成山地土壤质量整体下降。与未破坏的原有土壤相比较,3个区域(龙门山东坡、西坡和过渡区)滑坡迹地上土壤中砂粒含量均显著升高,粉粒和粘粒含量显著降低,土壤的物理结构遭到破坏。土壤阳离子交换量、有机质、全氮、全磷、硝态氮、总矿质氮含量下降明显,土壤营养成分损失严重。相关分析表明,土壤砂粒损失率和土壤粘粉粒损失率呈显著负相关;而粘粒和粉粒、土壤全氮和有机质、阳离子交换量和有机质、阳离子交换量和全氮、硝态氮和有机质、硝态氮和全氮、微生物量碳和有机质、微生物量碳和阳离子交换量呈显著正相关,微生物量氮和微生物量碳变化趋势相似。
2、地震对土壤的影响在不同区域呈现出差异性。滑坡体土壤的pH值在龙门山的东坡和过渡区显著升高,而西坡升高不明显;东坡和过渡区滑坡体土壤氨态氮含量与矿质氮/全氮比值显著降低,而西坡差异不显著;土壤碳/氮比值(C/N)在过渡区显著下降,东坡和西坡差异不显著。此外,3个研究区域滑坡体土壤的全钾含量变化不显著。这些现象表明,由于生态气候本底的不同,干扰可造成地震前后不同地点的土壤理化特征表现出不同的差异性。
3、在同—个滑坡体上地震对土壤质量影响的差异不显著。通过对龙门山各区域同一滑坡体上的不同景观位置土壤特征的研究发现,土壤的物理结构、土壤pH值、土壤阳离子交换量(CEC)、土壤养分含量、土壤微生物量碳氮的差异均不明显,表明地震干扰在小尺度范围内其作用效果具有均一性。
4、土壤微生物量碳可作为衡量地震干扰后滑坡体土壤质量早期恢复的指标。地震后龙门山各区域滑坡体土壤中的微生物量碳氮均出现显著下降,但经过一年恢复后土壤微生物量碳显著提高,而微生物量氮变化不明显。地震之后,龙门山东坡和西坡的土壤微生物量碳有机碳比值持续增加,而过渡区先减少后增加。龙门山东坡和西坡土壤微生物量氮/全氮的年际间差异不明显,而在过渡区则显著降低。虽然龙门山各区域由于环境本底的差异导致在土壤微生物量碳和氮的变化上表现出一定差异性,但微生物量碳的变化过程和趋势相对稳定,也就是说,其对于受损山地土壤的恢复具有较好的指示性。
5、土壤质量特征的变化与地震烈度和滑坡体本身的方位没有显著的相关性。通过大范围的空间对比发现,滑坡体土壤质量的变化与地震烈度、滑坡体的坡度、坡向和海拔高度等方位特征没有显著的相关关系。
综上所述,汶川特大地震在龙门山地区导致了大面积的山体滑坡,并因此造成滑坡迹地土壤质量的整体下降。值得注意的是,地震干扰造成的土壤碳库损失率远大于氮库损失率,并因此在地震灾区的一定时间内形成新的碳排放源,这个碳源/汇的改变可能需要一个相当长的生态恢复过程才会发生逆转。由于土壤微生物量碳在地震之后的植被恢复过程中变化明显,因此也可作为衡量滑坡体土壤质量早期恢复的重要指标。从同一时间断面来看,空间差异并不影响地震对龙门山区域山地土壤质量性状的整体干扰规律,但由于生态气候本底的不同,地震前后的土壤理化特征差异程度在不同地点是有区别的。由于地震是通过对土壤剖面层次结构的破坏来改变土壤质量性状的,因此可以预见其恢复必将也是个漫长的过程。