四川贡嘎山森林生态系统国家野外科学观测研究站
山地土壤磷的形成过程及其空间分异特征
作者: 贡嘎山站 更新时间: 2017-04-24

风化和成土作用是长期过程,难以在实验室模拟,科学家常采用土壤时间序列研究风化和成土过程。先前的研究多在长时间尺度(上万年)的土壤序列上开展,而早期(<200 年)风化和成土过程及机制仍不清楚。利用贡嘎山海螺沟冰川退缩区土壤时间序列(年龄约120年),采用水化学、土壤化学和矿物学等技术手段,发现海螺沟冰川退缩区的风化速率远大于邻近的非冰川退缩区,也远高于风化时间接近的阿尔卑斯山的冰川退缩区;揭示了早期风化过程,发现海螺沟冰川退缩区风化可分为两个阶段:(1)冰川退缩后52年内,以碳酸盐岩风化为主;(2)在80120年两个样点,硅酸盐矿物如黑云母和磷灰石的风化占据主导;植被演替促进了原生矿物中CaMgP等营养元素的释放,而释放的营养元素反过来又促进了植被的快速演替。海螺沟冰川退缩区土壤成土作用较快,在百余年的时间内即发生了脱碳酸盐、有机质积累、酸化、棕化、淋溶、淀积和弱灰化等成土过程。审稿人认为该研究“在理解高山地区矿物风化与植被演替之间的关系方面做了有价值的贡献”,“有潜力成为一篇优秀论文(This manuscript has the potential to be a top notch paper……)”。该研究的主要成果发表于Geoderma

Zhou Jun, Bing Haijian, Wu Yanhong, et al. Rapid weathering processes of a 120-year-old chronosequence in the Hailuogou Glacier foreland, Mt. Gongga, SW China [J]. GEODERMA, 2016, 267: 78-91.

土壤化学和水化学参数指示不同矿物在早期风化过程中的行为

利用贡嘎山东坡植被和土壤垂直带谱,发现土壤总磷库呈现显著的垂直地带特征,总磷库随海拔的升高逐渐增加;生物有效磷库呈现抛物线型分布,其含量在亚高山暗针叶林带最高;原生矿物磷库呈现与生物有效磷库相反的分布特征;高海拔地区有机磷含量显著高于低海拔地区;磷的垂直分布特征主要受土壤pH、降水和植被的控制;中高海拔带有效磷的分布主要受温度和pH的影响,而中低海拔带有效磷的分布则主要受土壤pH和凋落物产量的控制;研究结果突出了植被-土壤相互作用对土壤磷循环的影响。此外,研究结果还表明,山地系统中磷的分布也具有垂直分异特征,丰富了地理学中垂直分异规律的内涵。

Zhou Jun, Wu Yanhong, Bing Haijian, et al. Variations in soil phosphorus biogeochemistry across six vegetation types along an altitudinal gradient in SW China [J]. CATENA, 2016, 142: 102-111.



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