我國西南地區(qū)喀斯特地貌廣布且水土流失和石漠化問題嚴重，外加過度的人為干擾進一步導致該地區(qū)土壤質(zhì)量下降。我國政府實施生態(tài)修復工程后，隨著次生植被演替的逐步進行，土壤功能和質(zhì)量發(fā)生了不同程度的改變。開展不同的植被演替對土壤質(zhì)量影響的研究，有助于為脆弱喀斯特地區(qū)的生態(tài)修復和管理提供實踐和理論的支持。
中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所徐憲立研究團隊在我國貴州省普定縣陳旗小流域以空間代替時間的方法，選取次生林、灌叢、草地和耕地（對照）等四種典型植被演替階段的土壤為研究對象，分析土壤的理化指標，考慮喀斯特區(qū)土壤淺薄這一特性另采集土壤厚度指標，通過構建基于全數(shù)據(jù)集法（TDS）和最小數(shù)據(jù)集法（MDS）的土壤質(zhì)量指數(shù)（SQI）對不同演替階段的土壤質(zhì)量進行評估。
研究結果表明：（1）土壤指標和土壤質(zhì)量指數(shù)在不同植被演替階段都呈現(xiàn)出顯著性差異（P<0.05），植被演替對土壤質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響。（2）兩種方法都顯示從耕地到次生林地，土壤質(zhì)量指數(shù)不斷提升，次生林地對土壤質(zhì)量的恢復能力更高。最小數(shù)據(jù)集法（MDS）在評價土壤質(zhì)量時和全數(shù)據(jù)集法（TDS）相比，具有足夠的精確度。（3）廣義線性模型（GLM）結果證實造成土壤質(zhì)量變異的最主要因素是植被類型其次是退耕年限。
該研究以Improvements in soil quality with vegetation succession in subtropical China karst發(fā)表在Science of The Total Environment上。本研究得到國家重點研發(fā)計劃（2019YFE0116900），國家自然科學基金（41571130073）和中科院跨學科創(chuàng)新團隊的資助。
圖1 研究區(qū)位置和采樣點示意圖
圖2 不同植被演替階段下土壤質(zhì)量指數(shù)