外源性C、N干扰对人工林生态系统的影响

论文摘要

地力衰退是引起人工林生长减缓的主要原因,因而成为当今森林生态系统研究的热点之一。目前关于传统的以理化性质作为森林土壤质量指标的研究,已取得大量成果,而关于土壤生物学特性方面的研究却很少。本项研究以四川岷江上游的四种（连香树、马尾松、桦树和云杉）典型人工林为研究对象,首次通过对林地进行不同强度施C（蔗糖）和施N（硝酸铵）的外源性干扰试验,研究林地土壤微生物性质、枯落叶分解及林木生长动态,分析土壤微生物活性与主要化学性质的关系、土壤性质与林木生长的关系,并对森林土壤质量进行综合评价。主要结论如下: （1）施C、N 使马尾松、桦树和云杉林地下层（20-40cm）土壤微生物量C 含量增加,而连香树基本与对照持平。施C、N 使桦树、马尾松土壤微生物量C 总量增加,而连香树则有所降低。低N 干扰使云杉土壤微生物量C 总量增加,其余干扰差异不显著。施C、N 使马尾松、桦树、云杉上层（0-20cm）土壤微生物量N 含量明显减小,而连香树基本与对照持平,但微生物量N 总量呈减小趋势。施N 可提高桦树、马尾松和云杉土壤微生物C/N 比,施C 可提高连香树土壤微生物C/N 比,施N 却有所降低。　（2）施C、N 使上层土壤脲酶活性明显减小,下层明显增大,脲酶总活性均比对照低（桦树除外）。施C、N 对马尾松土壤蛋白酶活性无明显影响,低N 可提高连香树、桦树和云杉土壤蛋白酶活性。施C、N 对马尾松土壤过氧化氢酶活性影响较大,以高N 和低C 干扰效果较好,其它林地各干扰间差异不明显。低N 和高C 干扰使连香树和桦树土壤蔗糖酶活性增强较多,云杉则以高N 和低C 干扰效果较好,马尾松各干扰间差异不明显。　（3）野外枯落叶分解试验表明,仅连香树高N 干扰对分解有促进作用,其它干扰效果不明显。　　（4）施C、N 可提高连香树、云杉生活叶C 含量,且有随施C 量的增加而增大的趋势。施C 对马尾松和桦树生活叶C 含量没有影响,而施N 有增加的趋势。施C、N 可提高桦树和云杉生活叶N 含量,施C 可提高连香树和马尾松生活叶N含量。施C、N 可促进胸径生长,连香树、马尾松和云杉连年生长量是对照的1.25-2.64 倍;对桦树连年生长量无明显促进作用。　（5）典型相关分析表明,土壤有机C 与过氧化氢酶关系密切,土壤全N 与脲酶关系密切,脲酶和过氧化氢酶可作为土壤肥力的指标。林木胸径生长与土壤脲酶、微生物量C、有机C 和PH 呈极显著相关,土壤蛋白酶、过氧化氢酶和蔗糖酶与土壤PH 值呈显著或极显著相关。偏相关表明,过氧化氢酶与蛋白酶呈极显著负相关,蔗糖酶与蛋白酶和过氧化氢酶呈极显著正相关。通径分析表明,土壤有机C 为主要决策变量,土壤PH是次要决策变量,土壤微生物量N 为主要限制性变量。由土壤质量综合得分知,施C、N干扰可明显提高马尾松和云杉林地土壤质量,而对连香树和桦树林地改善效果不明显。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 国内外研究进
• 1.3.1 凋落物分解的研究
• 1.3.2 土壤微生物和酶活性的研究
• 1.3.3 外源营养物质干扰对土壤性质的影响研究进展
• 1.3.4 植被-土壤-微生物互动关系研究展望
• 第二章 试验设计与研究方法
• 2.1 研究区自然概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 试验设计
• 2.2.2 样品采集
• 2.2.3 总体技术路线图
• 2.3 测定方法
• 2.4 数据处理
• 第三章 外源C、N 干扰对林地土壤微生物活性的影响
• 3.1 外源性C、N 干扰对土壤微生物量的影响
• 3.1.1 外源性C、N 干扰对土壤微生物量C 的影响
• 3.1.2 外源性C、N 干扰对土壤微生物量N 的影响
• 3.1.3 外源性C、N 干扰对土壤微生物量C/N 比的影响
• 3.2 外源性C、N 干扰对土壤酶活性的影响
• 3.2.1 外源性C、N 干扰对土壤脲酶的影响
• 3.2.2 外源性C、N 干扰对土壤蛋白酶的影响
• 3.2.3 外源性C、N 干扰对土壤过氧化氢酶的影响
• 3.2.4 外源性C、N 干扰对土壤蔗糖酶的影响
• 3.3 小结
• 第四章 外源性C、N 干扰对枯落物分解及林木生长的影响
• 4.1 外源性C、N 干扰对枯落叶分解的影响
• 4.1.1 外源性C、N 干扰对枯落叶C、N 含量的影响
• 4.1.2 枯落叶失重率及分解周期对外源C、N 干扰的影响
• 4.2 外源性C、N 干扰对林木生长的影响
• 4.2.1 外源性C、N 干扰对林木生活叶C、N 含量的影响
• 4.2.2 外源C、N 干扰对林木胸径生长的影响
• 4.3 小结
• 第五章 森林土壤性质与林木生长相关分析
• 5.1 土壤化学性质与土壤微生物活性典型相关分析
• 5.1.1 土壤化学性质与土壤酶活性典型相关分析
• 5.1.2 土壤化学性质与土壤微生物量典型相关分析
• 5.2 土壤性质与林木生长通径分析
• 5.2.1 逐步回归模型的建立
• 5.2.2 简单相关与偏相关分析
• 5.2.3 通径分析
• 5.3 土壤肥力主分量分析与评价
• 5.3.1 主分量的确定
• 5.3.2 综合肥力质量评价
• 5.3.3 变量关系图
• 5.4 小结
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 6.2.1 微生物活性研究方法有待进一步完善
• 6.2.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介