工程扰动对低纬高原亚高山草甸土壤质量的影响

摘要

[目的]探究不同工程扰动强度对低纬高原亚高山草甸土壤质量的影响，为亚高山草甸土壤保护和草甸生态系统修复提供科学依据。[方法]以昆明市寻甸县高本山风电场3个不同工程扰动区（未扰动、轻度扰动、强度扰动）土壤为研究对象，分析不同工程扰动强度土壤理化性质变化，采用主成分分析（Principal component analysis,PCA）方法建立最小数据集（minimum data set,MDS）评价指标体系，并采用土壤质量指数（Soil quality index,SQI）模型定量评价不同扰动强度亚高山草甸土壤质量变化。[结果]（1）随着工程扰动强度的增强，土壤颗粒分形维数呈增大趋势，土壤颗粒组成由以砂粒为主逐渐向粉粒和黏粒为主演变，轻度扰动区和强度扰动区黏粒含量相比未扰动区增加36.69%和50.04%。（2）扰动后土壤结构遭到破坏，团聚体稳定性显著降低（p<0.05），与未扰动区相比，轻度扰动和强度扰动区土壤微团聚体增加30.00%和15.46%；与未扰动区相比，轻度扰动区和强度扰动区团聚体平均质量直径（MWD）分别减少36.50%,10.99%，团聚体几何平均直径（GMD）分别减少37.95%,18.44%。（3）随着扰动强度的增加，土壤pH呈现小幅增加趋势，速效钾先增加后减小，而土壤有机质、全氮、有效磷均随着扰动强度的增加而显著降低（p<0.05）。（4）工程扰动导致土壤质量水平呈现显著减小趋势（p<0.05），未扰动区土壤质量水平处于“较高”水平，而轻度扰动区、强度扰动区则分别处于“较低”“中等”水平。[结论]工程扰动会导致低纬高原亚高山草甸土壤理化性质发生显著改变，扰动后土壤质量指数显著降低（p<0.05），不同工程扰动土壤质量指数表现为未扰动>强度扰动>轻度扰动。

关键词

土壤质量 / 人为土壤侵蚀 / 工程扰动 / 土壤质量指数 / 最小数据集 / 亚高山草甸 / 低纬高原

基金资助

云南省基础研究计划面上项目（202201AT070272）;; 云南省农业基础研究联合专项面上项目（202301BD070001-033,202301BD070001-180）;; 云南省水利科技项目（2023BG204001）;; 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司科技项目（H20220308）