山地表生地球化学研究现状与展望

山地是地球上重要的地貌单元,占全球陆地面积的20%,中国山地占国土面积的2/3。山地是全球物质和能量循环的起点,是对全球气候变化最为敏感的区域。山地表生地球化学包括山地生物地球化学、山地环境地球化学和山地生态地球化学,是山地科学的主要内容。结合当前研究热点,山地表生地球化学重点关注山地表生生态系统对全球气候变化的响应与适应以及山地表生生态系统物质循环对山地生态环境健康的影响。未来需要在山地生态系统中将大气圈、水圈、土壤圈、生物圈作为一个整体,系统地开展山地表生地球化学研究;从初期的单一要素着手积累基础数据,到后期的多单元、多因素研究的整合;通过长期的野外监测和室内分析,最终建立适合山地生态系统的物质地球化学循环模型,预测将来全球气候变化和人类活动影响下山地生态环境的发展趋势和可能的潜在影响,这对山地自身的生态环境安全以及山区社会、经济和文化的可持续发展具有重要的现实意义。     

贡嘎山冰川退缩区土壤-植物-微生物功能多样性对磷循环的协同作用

对于植物和土壤微生物来说,磷是重要的生命元素。土壤磷的生物有效性随成土过程发生改变,同时植物和土壤微生物通过调整自身养分利用策略,对土壤磷循环产生影响。基于冰川退缩迹地土壤和植被原生演替序列,探讨了土壤-植物-微生物功能多样性的磷循环协同作用过程,分析了贡嘎山海螺沟冰川退缩区4次冰碛物出露时间(1980、1970、1958、1930年)退缩迹地上发育的土壤物理化学性质、磷形态和酶活性的演化规律。结果表明:①随着植被演替和土壤发育,海螺沟冰川退缩区土壤磷含量及其生物有效性发生明显改变; ②成土作用初期,微生物促进了原生矿物磷的转化,并为早期植被发育提供养分; 随着原生矿物磷释放量的减少,植物养分利用策略经历了由磷回收循环→简单获取→回收循环3个不同阶段; 另外,随着植被演替,微生物更多地参与有机磷活化,提升了植物养分重吸收效率; ③海螺沟冰川退缩区冰碛物磷的快速流失加剧了植物与微生物对磷的竞争。     

贡嘎山海螺沟典型植被带总磷分布特征

由于独特的生物地球化学循环方式,磷已成为影响山地生态系统发育和安全的重要元素。为了了解贡嘎山磷的生物地球化学循环,对贡嘎山海螺沟坡地典型植被带土壤、植物根际土壤、植物不同部位总磷在生长季（9月）和非生长季或生长季初期（5月）的分布特征进行调查。结果表明：土壤总磷的分布在垂直梯度上的差异以及同一土壤剖面不同土壤层总磷的差异均较明显,同时还呈现明显的季节性差异,这些差异的形成与土壤发育程度、温度变化及植物生长有关;不同根际土壤在非生长季或生长季初期总磷的差异非常大,而在生长季较为接近,进一步说明植物对山地磷的生物地球化学循环存在较大影响;杜鹃、冬瓜杨、柳的叶较幼枝更富集磷,而峨眉冷杉、麦吊杉、竹的幼枝较叶所含磷略高。