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钙是岩溶环境岩石—土壤—植被(R-S-P)的主要构成元素,是决定岩溶生态系统结构和功能的关键要素之一,钙循环是构成岩溶生态系统的三大物质循环之一。对钙循环的探究和阐释,有助于更清晰的了解钙在岩溶生态系统中的分布和运动特征,本研究选择粤北英德市九龙典型峰林平原和岩背典型峰丛洼地为研究区,对不同典型区的土壤、典型植物根际土以及植物器官中不同形态的钙进行了定量分析,分析典型植物的钙循环路径,并探究其在高钙环境下的适应机制。
结果如下:
(1)岩溶区土壤pH值高于非岩溶区。石灰土中各种形态钙含量均大于红壤。不同土地利用方式下,土壤全钙含量:岩溶区自然灌丛>非岩溶区人工杉树林>岩溶区人工砂糖橘林;交换态钙含量:岩溶区自然灌丛>岩溶区人工砂糖橘林>非岩溶区人工杉树林;水溶性钙:岩溶区自然灌丛>非岩溶区人工杉树林>岩溶区人工砂糖橘林;岩溶区土壤pH值高于非岩溶区。耕作会降低岩溶区土壤中全钙、交换态钙和水溶性钙含量。
(2)粤北岩溶峰林地区典型植物根际土壤平均全钙含量为16.85g/kg,竹叶椒为各物种之最,达到64.91g/kg。根际富钙型和根际中钙型占绝大多数。绝大多数植物根际土钙的有效度在10%~25%之间,在不同样地相同物种间差异不大。植物根际土中水溶性钙的平均含量约为0.43g/kg,分别约占植物根际土全钙含量、交换态钙含量的1.75%和10.71%。
(3)不同植物类别钙的吸收系数变化为:灌木>乔木>草本>蕨类,其中攀援灌木略高于小灌木。说明灌木,尤其是攀援灌木更适宜岩溶高钙环境:不同样地相同植物钙的生物吸收系数因物种不同而变化不一。乔灌木钙含量明显大于草本;灌木、草本植物钙的转移率较乔木稳定,但因物种不同呈现波动变化。
(4)大部分物种枯落物钙的归还为负向迁移,在高钙环境下植物对钙的吸收储存率较高,其中石山棕榈的负向迁移值最大达到2.259%。
(5)植物不同器官全钙含量分布类型大致可以分为五种:枯落物富钙的“/”型、根系富钙的“”型、茎枝富钙的“N”型、叶片富钙的“И”型、各器官全钙含量均衡的“—”型。不同器官水溶态钙含量分布规律为:乔木:叶>枯落物>茎>根,灌木:为叶>枯落物>根>茎,草本:叶>根>枯落物。
(6)岩溶植物体内钙循环其过程大致为植物吸收过程(有效态钙);留存过程(钙素在植物各个器官部位固定,因物种不同钙含量在各器官中的变化不同)和归还过程(包括枯落物、根分泌和雨水淋洗)。
(7)根据植物钙含量的差异将研究区内34种典型植物分为四种类型:高钙高吸收型、高钙选择吸收型、中钙高吸收型和低钙高回归型。