熱融湖塘形成對高寒草甸土壤環境的影響研究

土壤是植被賴以生存的基礎，土壤條件的好壞直接影響植被的生長。一方面，土壤作為生態系統中生物與環境相互作用的產物，貯存著大量的有機質、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等營養物質；另一方面，土壤養分對植被生長起著關鍵性的作用，直接影響著植物群落的組成與生理活力，決定著生態系統的結構、功能和生產力水平。

青藏高原地區由於地理位置和氣候的特殊性，形成了特殊的高寒生態系統，這種生態系統無論是在整個系統還是各子系統，均具有結構簡單、生產力水平低、穩定性差、修復能力弱、易受外界營力幹擾特點。青藏高原高寒地區的土壤環境更受高原特殊氣候環境、地理位置和地質結構及成土過程等作用要素的限制，有其獨特的物理、化學及生物特性，對環境的變化比較敏感，並且對整個生態系統的影響比較強烈。熱融湖塘是青藏高原多年凍土區形成的特殊的地貌單元，是由多年凍土在交替凍結融化過程中逐漸形成的產物。隨著全球變化和人類在高原的活動增加，這種由水熱過程變化引起的湖塘數量越來越多，發育速度明顯增快，規模有明顯的增加趨勢。這種熱融湖塘主要發育在高寒草甸地區，由於熱融湖塘的形成導致湖塘及周圍的植被出現退化，同時出現長期或季節性的積水，破壞了凍土土壤的水熱局部平衡，對草甸土壤環境造成一定的影響。

中國科學院寒區旱區環境與工程研究所凍土工程國家重點實驗室科研人員通過對長江源北麓河流域多年凍土區熱融湖塘及湖塘影響周邊條件下高寒草甸土壤理化性質的比較研究發現：熱融湖塘的形成對高寒草甸土壤環境產生了明顯影響，熱融湖塘形成對土壤質地、含水量、容重以及土壤養分等產生強烈改變，尤其表層土壤；土壤機質(SOM)、全氮(N)等化學物質和其他養分成分在不同退化的土壤中都有所改變。有機質和全N的含量隨植被退化變化最多，呈現原始未退化跡地>熱融湖塘影響跡地>湖塘核心跡地的趨勢，全P和全K的含量變化較小，土壤水分含量也有相同的變化趨勢。通過分析發現，熱融湖塘的形成和發展導致土壤環境退化增強，土壤質地的改變和土壤養分成分的改變有嚴格的相關性，與土壤物質之間的變化有密切的關係，說明熱融湖塘的形成對凍土區生態環境產生一定的影響。

此項研究為青藏高原高寒地區的開發建設和預測未來環境變化趨勢提供了科學依據。

本研究受到全球變化研究國家重大科學研究計劃項目（2010CB951402）、國家自然科學基金國家傑出青年基金項目（40625004）、國家自然科學基金重點基金項目（41030741）、國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）前期研究專項課題（2010CB434813）、中國科學院凍土工程國家重點實驗室開放基金項目（SKLFSE200804）共同資助；研究成果發表於《冰川凍土》(2011，33(3))。