岩溶生态系统是受岩溶环境制约的生态系统。中国西南岩溶山区,面积达50多万km² ,包括贵州大部份、广西、云南、四川、重庆、湖北、湖南等省的部分地区,是全球三大岩溶集中连片区中面积最大、岩溶发育最强烈的典型生态脆弱区。岩溶石漠化不仅破坏生态环境,使土地生产力衰减,而且严重影响农、林、牧业生产,甚至危及到人类生存,因此岩溶石漠化已经成为制约中国西南地区可持续发展最严重的生态地质环境问题。脆弱的岩溶生境是当今国际地学研究热点,继IGCP299“地质、气候、水文与岩溶形成”和IGCP379“岩溶作用与碳循环”之后,我国学者袁道先院士等又提出并实施IGCP448“全球岩溶生态对比”,其核心问题是阐明岩溶生态系统的运行规律,促进西南岩溶脆弱生态治理及我国西部大开发的可持续发展。针对广西山地脆弱生态区植被退化、水土流失严重、土壤肥力下降、石漠化速度加剧等主要生态问题,以区域可持续发展为目标,筛选具有较高生态效益及经济效益的特色植物进行配套种植,使之达到生态、经济与社会的可持续发展。本研究通过在岩溶区和非岩溶区（红壤区）进行人工种植四种牧草:菊苣、柱花草、类玉米、木豆,对比研究岩溶区与非岩溶区土壤和牧草生理生态特征,旨在了解牧草的生理适应性,为岩溶区退耕还草提供理论依据。这对岩溶区牧草的选择和推广以及石山地区植被的恢复有着重要的意义。研究方法:大田对比试验。通过测定牧草种植前后土壤基础养分有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾及矿质元素钙镁对比研究岩溶区和非岩溶区土壤元素的动态变化;通过测定土壤蛋白酶、脲酶的活性探讨研究土壤酶的变化;利用Li-Cor6400光合测定分析仪测定牧草的光合速率、蒸腾速率日变化;利用地上部分收割法定期测定牧草生物量并测定牧草品质指标粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分;通过测定牧草体内营养元素和矿质元素钙镁来对比研究岩溶区和非岩溶区牧草养分的变化。研究结果:1、种植牧草后,土壤有机质、全氮、全磷、全钾较种植前变化不大,土壤的碱解氮、速效钾较种植前大且增幅明显,从研究区总量来比较,除土壤全钾,岩溶区土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾均较非岩溶区土壤大。岩溶区土壤钙为4.55g/kg,非岩溶区为1.90g/kg,均较种植前5.71g/kg、2.87g/kg要小,种植类玉米的土壤钙高达5.39 g/kg,与种植前无差异。2、种植牧草前,岩溶土壤的蛋白酶和脲酶分别是0.86 NH2-N mg·g^-1·d^-1、1.21 NH3-N mg·g^-1·d^-1,种植牧草后,土壤的蛋白酶和尿酶均有很大程度的提高,从蛋白酶来看,木豆>柱花草>类玉米>菊苣,从脲酶来看,木豆>柱花草>菊苣>类玉米;种植牧草前,非岩溶区土壤的蛋白酶和脲酶分别是0.94 NH2-N mg·g^-1·d^-1、1.32 NH₃-N mg·g^-1·d^-1,种植牧草后,土壤的蛋白酶和尿酶均有很大程度的提高,从蛋白酶来看,柱花草>木豆>类玉米>菊苣,从脲酶来看,柱花草>木豆>类玉米>菊苣,从研究区来看,种植牧草前,非岩溶土壤蛋白酶和尿酶均高于岩溶土壤,种植牧草后,岩溶土壤蛋白酶和脲酶高于非岩溶土壤。3、7月份,菊苣在岩溶区和非岩溶区的日均净光合速率分别为12.40和11.60umol·m^-2·s^-1,类玉米为27.98和18.99 umol·m^-2·s^-1,木豆为17.01和13.98 umol·m^-2·s^-1。类玉米的日均蒸腾速率小于菊苣和木豆,类玉米属于高光合、低蒸腾型,相比较而言,菊苣则属于低光合、高蒸腾型。就水分利用效率来说,类玉米显著高于菊苣、木豆;岩溶区3种牧草的日均光合速率为19.13 umol·m^-2·s^-1,非岩溶区为14.86 umol·m^-2·s^-1,岩溶区的日均蒸腾速率为7.45 mol·m^-2·s^-1,非岩溶区为5.65 mol·m^-2·s^-1。从研究区来比较,岩溶区牧草在日均光合速率、蒸腾速率方面高于非岩溶区,在7月份,岩溶区牧草的水分利用效率低于非岩溶区,但在8月份,岩溶区却高于非岩溶区。4、就牧草生物量而言,类玉米>木豆>柱花草>菊苣,从研究区来比较,除柱花草外,岩溶区牧草生物量均大于非岩溶区牧草;如果以粗蛋白作为牧草品质单因素指标作比较,木豆>菊苣>柱花草>类玉米。5、岩溶区牧草植物体Ca、Mg总含量分别是非岩溶区的2和1.5倍,不同种类的牧草对Ca、Mg的吸收和累积能力有较大的差异,本研究中的类玉米属于C4植物,其钙含量远远小于其他三种牧草。