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土壤作为养分资源的提供者,制约着陆地生态系统的生产力。贵州喀斯特生态系统土层浅薄且富含大量孔隙,由于降雨量较大,保水保肥能力非常差;土地生产力和土壤结构的维持受土地利用方式的影响很大。如何维持并提高土壤有机质含量及其结构,将从水肥供给角度保障该地区生产力的可持续发展。此外,贵州喀斯特生态系统不仅抗干扰能力差,受地形地势等因素的影响,空间异质性较显著,土壤养分的分布及特征受空间异质性的制约。因此,弄清不同土地利用方式对土壤有机质组分及稳定性的影响及剖析土壤养分对空间异质性的响应等前沿性科学问题,将有助于我们深入了解喀斯特地区土壤养分,并为喀斯特生态脆弱区土地的合理规划与生产力的可持续发展提供参考。本文结合土壤基础理化性质,活性有机碳组分,腐殖质碳组分及土壤有机碳结构官能团四类指标,从土壤有机碳组分及结构稳定性角度,定量评估贵州喀斯特地区主要土地利用方式(原生林、次生林、放牧林地、弃耕地、耕地)对土壤有机质含量和结构的影响;并选取贵州典型小流域,探讨土壤养分的空间分布特征及对不同坡位、植被等的响应机制。旨在:(1)系统的揭示土地利用变化对有机质组分及结构稳定性的影响;(2)从综合评定角度,定量评估不同土地利用方式对土壤有机质组分质量的影响。(3)系统的揭示土壤养分的空间异质性;(4)从坡向,土地利用方式,植被生长情况,土壤质地及微生物分解的角度,揭示土壤养分空间分布特征的影响因素。主要实验结果如下:通过对不同土地利用方式土壤有机质组分及稳定性的研究发现:土壤有机质,全氮和易氧化有机碳含量且均表现为:原生林>次生林>放牧林地>耕地>弃耕地。胡敏酸含量为次生林>原生林>放牧林地>耕地>弃耕地,而富里酸碳含量次生林最高,耕地最低。固态13C核磁共振光谱技术对土壤有机质结构测定结果表明:烷基碳/烷氧碳比值以耕地、弃耕地最高,而以次生林最低。不同土地利用方式的土壤有机质组分及稳定性综合质量表现为:原生林(100%)>次生林(87.2%)>放牧林地(60.4%)>弃耕地(43.3%)>耕地(41.6%)。因此,喀斯特地区应提倡退耕还林和斜坡适度放牧、并限制斜坡开垦。贵州喀斯特地区空间异质性是影响土壤养分的分布的重要因素,为控制自然界中气候等因素的影响,选取了贵州典型喀斯特小流域,探讨不同坡位,坡向等因素引起的土壤养分空间分布差异性。实验结果说明:0–10 cm全量养分含量在大体表现为:次生林(坡中偏上)>弃耕地(坡中部)>耕地(坡中偏下),在10–30 cm深度土壤全量养分及活性有机质含量表现为:次生林(坡中偏上)>耕地(坡中偏下)>弃耕地(坡中部)。对于位于坡中偏下的土壤全量养分及易氧化有机碳含量受土壤质地影响较显著;位于坡中及坡中偏上位置的土壤,土壤有机质与微生物存在显著正相关关系(P<0.05)。0–10 cm位于坡中偏上的次生林的全量养分及易氧化有机碳含量的变异系数高于海拔较低的弃耕地和位于坡底的耕地。10–30 cm土壤有机质的变异系数表现为:耕地(44.22%)>弃耕地(35.67%)>次生林(34.6%)。本文不仅可以完善喀斯特脆弱区土壤养分的研究体系,还是进行土壤养分大尺度时空变化研究的具体途径之一。