四种退耕还林（草）模式土壤理化性质及酶活性动态研究

论文摘要

退耕还林工程是一项关系国计民生的复杂工程，它的实施关系到国家的稳定及其它各项事业的发展，而退耕还林对土壤肥力质量影响的长期研究是保障退耕还林工程顺利进行的重要组成部分之一。本文通过对四川省洪雅县四种退耕还林模式的土壤养分和酶活性的动态变化的研究，旨在评价各退耕还林模式对土壤肥力的影响，为建立科学、有效的植被恢复途径及评价体系，为退耕还林的可持续经营提供理论依据。主要的研究结果如下：1．林（竹）+草模式兼顾了生态和经济双重效益，在人为干扰较大，牛鞭草逐渐死亡并停止施肥等综合因素的影响下，土壤理化性质年际变化处于不稳定的状态。各模式土壤物理性质没有得到良好的改善；土壤全量养分大致呈先增加后减少的趋势；速效养分含量变化起伏较大，2004年施肥逐渐停止后，土壤铵态氮、有效磷和速效钾含量有不同程度的增加；土壤有机质因土地利用方式和管理措施的影响，积累不显著，并且各模式变化不同；各模式土壤pH值总体上呈下降的趋势。2．各土壤养分和酶活性具有明显的时间动态变化，不同模式土壤养分和酶活性随季节或月份变化有不同的变化。（1）各模式土壤全量养分季节变化幅度与农耕地相比较小。光皮桦土壤有机质含量在秋季最高，春季最低；其余模式秋季最高，冬夏两季较低。所有模式的pH值在冬季最低，夏季最高。各模式土壤水解氮含量全年走势大致相同，苦竹在7月最低，其余模式在8月最低。各模式土壤有效磷含量变化趋势各异，杂交竹有效磷含量较缺乏，低峰期出现在12月至次年3月；慈竹有效磷含量丰富，7月最高；光皮桦和苦竹在10月最低，6月最高。杂交竹土壤速效钾含量较缺乏，低峰期在10月至次年1月；其余模式则在这一时期维持在一个较高的水平，5月至9月有所下降。（2）杂交竹和光皮桦土壤脲酶在冬季最低，夏季最高；慈竹和苦竹在冬季最低，春季最高。慈竹和光皮桦土壤蔗糖酶在秋季最高，冬季最低；杂交竹和苦竹秋季较高，春、夏季较低。慈竹土壤过氧化氧酶在夏季最高，春季最低；而其它模式均呈类正弦曲线变化，在冬季最高，春季最低。苦竹土壤酸性磷酸酶活性在春季最低，夏季最高；杂交竹则相反；慈竹和光皮桦均在冬季最高。各模式土壤中性磷酸酶均在夏季最高。3在本文中，全钾的垂直分布在不同的模式中存在一定的差异。杂交竹、慈竹和苦竹土壤全钾含量下层高于上层，而属于阔叶树种的光皮桦则是上层高于下层。除全钾以外，各退耕模式和农耕地土壤养分和酶活性都是表层高于下层，具有明显的表聚效应。4．本研究应用因子分析建立的退耕还林不同模式对土壤肥力影响效果的指标评价体系表明，全氮、水解氮、有机质、酸性磷酸酶和物理性质指标在评价土壤肥力时，具有十分重要的作用：土壤全磷、全钾、有效磷、pH和土壤酶活性指标也是土壤肥力评价的重要因子；而速效钟对土壤肥力评价的贡献较小。用土壤综合肥力指标值（IFI）进一步评价各样地的土壤肥力的顺序依次为：慈竹上层＞苦竹上层＞光皮桦上层＞农耕地上层＞杂交竹上层＞慈竹下层＞苦竹下层＞光皮桦下层＞杂交竹下层＞农耕地下层。5．根据各模式土壤肥力综合指数以及速效养分动态变化特点，拟定了各模式土壤养分管理措施。从生态效益和经济效益综合来讲，慈竹和苦竹是该区值得推广的生态与经济功能兼备的退耕还林模式，只要辅以科学合理的经营管理措施必将实现该模式的可持续发展；而土壤质量综合指数稍差的杂交竹和光皮桦，则通过科学合理的经营措施提高土壤肥力质量，逐步实现生态效益和经济效益的统一。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 坡耕地土壤理化性质演变过程研究
• 1.1.1 坡耕地土壤表层物理特性演变研究
• 1.1.2 坡耕地养分流失过程研究
• 1.2 影响坡耕地水土流失的因素
• 1.3 坡耕地退耕还林（草）的意义
• 1.3.1 生态效益
• 1.3.2 经济效益
• 1.3.3 社会效益
• 2 实验设计
• 2.1 研究目的和意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 研究区概况
• 2.3.2 研究对象
• 2.3.3 土壤样品采集
• 2.3.4 土壤样品分析
• 2.4 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 四种退耕还林模式土壤理化性质年际变化
• 3.1.1 四种退耕还林模式土壤物理性质年际变化
• 3.1.2 几种退耕还林模式土壤养分年际变化
• 3.2 四种退耕还林模式和农耕地土壤养分动态
• 3.2.1 土壤全量养分季节动态
• 3.2.2 土壤速效养分月动态
• 3.2.3 土壤有机质和pH值季节动态
• 3.3 四种退耕还林模式和农耕地土壤酶活性季节动态
• 3.4 四种退耕还林模式和农耕地土壤养分和酶活性垂直分布特征
• 3.4.1 土壤全N、全P、全K垂直分布特征
• 3.4.2 土壤速效养分垂直分布特征
• 3.4.3 土壤有机质和pH值垂直分布特征
• 3.4.4 土壤酶活性垂直分布特征
• 3.5 四种退耕还林土壤理化性质与酶活性之间的相关性分析
• 3.5.1 土壤养分与土壤物理性质的相关性
• 3.5.2 土壤养分与土壤酶活性相关性分析
• 3.5.3 土壤物理性质与土壤酶活性相关性分析
• 3.6 土壤肥力评价
• 3.6.1 确定评价指标
• 3.6.2 数据标准化
• 3.6.3 土壤肥力评价指标主成分分析
• 3.6.4 各模式土壤肥力的主成分得分值计算
• 3.6.5 不同退耕还林模式土壤肥力综合评价
• 3.7 各模式经营管理措施
• 4 讨论
• 4.1 各模式土壤理化性质年际变化原因
• 4.2 各模式和农耕地土壤养分和酶活性的时空动态
• 4.2.1 土壤养分和酶活性的季节或月动态变化原因
• 4.2.2 土壤养分和酶垂直变化原因
• 4.3 各模式土壤肥力差异
• 参考文献:
• 致谢
• 攻读学位期间发表的文章