[01818098]贵州喀斯特山区土壤质量演变及其生态环境效应

贵州高原喀斯特山区是我国石漠化发生程度最高、最严重的地区之一。迄今为止,我国许多科技工作者对喀斯特环境的形成机制、演变规律做了大量有益的工作,并已取得一系列的研究成果。但他们多是从地貌学、地球化学、水文学、地质学、遥感及植物群落演变等方面入手,很少从土壤学的角度进行研究,在土壤学与地学的交叉研究领域,报道相当零星。但目前为止,鲜有土壤学家涉足喀斯特环境土壤质量演变机理及其调控途径方面的研究。该成果在3个国家自然科学基金（49761003、40361004、40271055）的持续资助下,历经10余年的理论探索和技术创新研究,选择典型区域,通过野外定位试验与典型样区的定点观测系统研究了喀斯特环境土壤物理、化学和生物学特性的变化特征、相互作用、退化机制与演变趋势;土壤石漠化的本质特征;石漠化过程对土壤质量演变的影响以及不同生态治理模式下土壤质量的恢复;探明了土壤微生物区系的基本构成及种群多样性、影响农业生产的关键土壤障碍因子和改良对策;揭示了不同土地利用方式对石漠化地区土壤质量恢复能力的影响并决定着土壤质量的演化方向,以及喀斯特山区湿热条件下退化生态系统所具有的在相对较短的时间内实现土壤质量恢复及结构重建的可能性及其潜力;建立了以细菌数量、有机质、水稳性团聚体、CEC、全氮、全磷、全钾及有效磷、有效钾组成的喀斯特地区土壤质量评价定量指标体系,以及以优化配方施肥、秸秆覆盖还田、稻油轮作为基本途径,以有效扩大土壤有机碳库和氮、钾库为目标的土壤定向培肥技术措施。系统研究了贵州高原喀斯特山区典型土地利用方土壤质量演变与生态环境效应的关系,遴选出表征喀斯特山区中土壤质量的指标体系,总结了贵州喀斯特山区生态环境脆弱性、土壤障碍因素及其调控途径,凝练了喀斯特地区中低产田及主要耕地土壤质量的保持与定向培育的关键技术,归纳出我国南方岩溶地区土壤质量恢复重建措施,对西部大开发与退耕还林（草）的实施有重要指导意义。共计发表论文35篇,会议论文5篇;培养了一批优秀科技人才,项目组2名成员晋升教授,1名入选贵州省第七批优秀青年科技人才培养对象,1名入选教育部新世纪优秀人才计划,1名晋升副教授,2人晋升博士生导师,培养学科带头人3名,硕士研究生7名,形成了良好的学术团队。同时,分别于2005年～2007年在示范区贵州省安顺市关岭布依族苗族自治县、普定县和紫云苗族布依族自治县进行推广应用,示范面积共计19515亩,新增纯收益266.62万元,总经济效益148.47万元,极大地带动了种植和养殖等产业的集约化生产,农民生产生活水平明显提高,减少化肥投入,节本增效,农民实现增产增收,农民科学施肥技术得到普及,经济、社会、生态效益显著,有益于社会主义新农村建设,超额完成了预期效果。 与目前本领域的国内外研究程度相比,本项目所涉及的技术点： ①.提出了贵州高原喀斯特地区典型土地利用方土壤质量演变与生态环境效应的关系,揭示喀斯特生态环境退化过程下土壤质量的演变特征,阐明了贵州高原喀斯特环境退化演变过程中土壤质量的生物学特性的变化过程。 ②.研究了不同土地利用方式、不同治理模式和恢复措施对喀斯特山区退化生态系统（石漠化）土壤质量恢复能力的影响及退化喀斯特环境土壤质量演变的驱动力机制。 ③.研究了喀斯特石漠化过程土壤质量变化及生态环境影响评价,探讨土壤—植物系统变化对地下径流水化学组成的影响。 ④.通过石漠化地区、过渡区与良性生态区的对比研究,探索喀斯特（岩溶）地区土壤质量演变的驱动因子,建立土壤质量分类评价系统,提出岩溶地区中主要耕地土壤质量的保持与定向培育技术体系。经科学技术部西南信息中心查新中心科技查新（报告编号：J20131452）,在所检文献范围内,按相关主题词及学科分类法,采用计算机检索与手工检索相结合的方式,查阅国内8种数据库和检索资源,经反复筛选,得出如下结论：本项目有关贵州喀斯特山区生态环境退化与土壤质量演变及生态环境效应进行的上述研究内容,国内未见文献报道。可见,本项目的完成对完善喀斯特环境恶化与土壤退化的理论研究、持续农业发展、资源保护和西部大开发有重要的推动作用和较大的实用价值。成果采取建立示范样区的方法,通过石漠化地区、过渡区、良性生态区的对比研究,从土壤质量演变机理和调控途径两方面入手,在项目完成过程中,示范样区土壤质量下降得到部分控制和恢复,归纳出的理论和实践措施可直接推广到其它喀斯特地区,因此具有较好的推广应用前景。研究成果填补了国内在该领域的一些空白,建立了喀斯特（岩溶）地区土壤质量综合评价指标,提出喀斯特地区土壤质量区域标准的建议方案。成果鉴定委员会一致认为：项目立题与研究具有创新性,资料完备,第一手资料丰富,项目总体达到国内同类研究的先进水平,在贵州喀斯特山区土壤质量研究的系统性和数据的覆盖面等方面达到国内同类研究的领先水平。