酸雨胁迫对木荷和青冈幼苗土壤酶活性的影响

论文摘要

土壤酶是土壤有机体的代谢动力,在生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。土壤酶活性在土壤中的表现,在一定程度上反映了土壤所处的状况,是对环境等外界因素引起的土壤变化的反馈,在土壤生态系统变化时提供预警,是土壤生态系统变化的敏感性指标。土壤酶虽然主要来自土壤中的微生物,但酸沉降和植物的相互影响,会改变土壤的理化特性,从而影响土壤中微生物的组成和活性,影响土壤酶的活性大小。以亚热带常绿阔叶林木荷（Schima superb）青冈（Cyclobalanopsis glauca）幼苗,及无植物对照为研究对象,采用不同的pH值模拟酸雨（pH2.5,4.0和5.6）淋洗处理,从2007年5月到2009年8月,分季度（春季、夏季、秋季）测定土壤pH值、脲酶、蔗糖酶和纤维素酶活性的变化,了解不同土壤酶活性的变化特征,进而分析不同酸雨强度胁迫下对土壤酶活性的影响,揭示酸雨对苗木土壤环境污染的特点和规律。研究结果表明：1.酸雨长期胁迫下,不同树种和无植物对照土壤pH值明显下降,但是不同酸雨胁迫梯度,土壤pH值的变化趋势是不同的,重度酸雨pH2.5的处理下,土壤pH值呈明显下降的趋势,而pH4.0、CK（pH5.6）酸雨处理下,pH值的下降趋势相对较弱,且这两种处理差异不明显。在重度酸雨pH2.5处理下,植物的存在加速了土壤的酸化。随着时间推移木荷土壤对酸雨的缓冲性能趋势是弱-强-弱,青冈是强-弱,在重度酸雨处理下,在一定的时间后均达到最低值,为3.45、3.44。2.在不同酸雨梯度的长期胁迫下,土壤脲酶活性的最大值都出现在2009年8月,木荷和青冈土壤脲酶的最低值出现在实验初期,2007年的春季。而无植物对照略有不同,土壤脲酶活性的最低值出现在实验的中期,2007年和2008年的秋季。酸雨对土壤脲酶活性的影响,在重度酸雨pH2.5处理下,木荷土壤脲酶初期无明显变化规律,后期和CK（pH5.6）比较无显著差异,青冈变化是促进,无明显变化,实验后期有明显的抑制作用（p<0.05）,无植物对照处理是开始无明显规律,然后促进,后期测定明显抑制了土壤脲酶活性（p<0.05）。中度酸雨pH4.0处理下,实验初期无明显变化规律,后期测定促进了木荷土壤脲酶活性（p<0.05）,抑制了青冈土壤脲酶的活性（p<0.05）,无植物对照处理土壤脲酶活性仅在酸雨喷淋的第3年夏季有明显抑制作用（p<0.05）。土壤脲酶活性变化有很好的季节性规律,表现为夏季明显高于春季和秋季的特点,且不同季节差异极显著（p<0.001）。不同树种和无植物之间仅在pH4.0模拟酸雨处理下无显著差异,pH2.5、pH5.6模拟酸雨处理下,差异极显著（p<0.001）。3.不同酸雨胁迫强度下土壤纤维素酶活性动态变化是,木荷土壤纤维素酶活性最大值在2007年5月,2008年5月达到最低值,青冈和无植物对照土壤纤维素酶活性动态变化无明显规律。重度酸雨（pH2.5）胁迫下实验初期促进了土壤纤维素酶的活性,和CK（pH5.6）比青冈和无植物对照差异显著（p<0.05）,随着酸雨胁迫时间延长,木荷pH2.5处理在2007年11月,土壤纤维素酶活性明显降低（p<0.05）,后期无显著差异,青冈pH2.5处理在2008年7月、2009年5月抑制了土壤酶活性,且差异显著（p<0.05）,其它测定时间无显著差异。中度酸雨（pH4.0）胁迫下,在实验初期土壤纤维素酶活性的变化是,青冈明显促进土壤纤维素酶活性（p<0.05）,木荷略有加强,无植物对照略有下降,但无显著差异。实验后期,木荷和青冈土壤纤维素酶活性受到抑制（p<0.05）或无明显差异,而无植物对照后期测定和CK无显著差异。土壤纤维素酶季节性变化差异显著或极显著（p<0.001）。不同树种和无植物对照在pH4.0处理下无明显差异,在pH2.5、pH5.6处理下差异显著（p<0.01）。4.酸雨胁迫下蔗糖酶活性动态变化过程有一定特点,土壤蔗糖酶活性最大值一般都出现在夏季,而最小值在春季或秋季。不同酸雨胁迫强度下其最大、最小值出现的时间段是不一致的。重度酸雨（pH2.5）胁迫下木荷土壤蔗糖酶初期无明显变化规律,后期显著促进了土壤蔗糖酶活性（p<0.05）,青冈pH2.5处理下初期无明显变化规律,随后显著促进了土壤蔗糖酶活性（p<0.05）,在后期无明显变化规律。中度酸雨（pH4.0）处理下,木荷和青冈土壤蔗糖酶活性的影响无明显变化规律,是无显著变化、抑制和促进作用相交互。无植物对照pH2.5处理在一定时期显著促进了土壤蔗糖酶活性（p<0.05）,pH4.0处理下仅在2008年7月促进了土壤蔗糖酶活性（p<0.05）。季节变化对土壤蔗糖酶活性变化有显著差异（p<0.01）,不同树种对土壤蔗糖酶活性变化亦有显著差异（p<0.01）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 酸雨概况
• 1.2 酸雨对植被的影响
• 1.2.1 酸雨对植物形态和生长的影响
• 1.2.2 酸雨对植物生理生态的影响
• 1.3 酸雨对土壤环境的影响
• 1.4 酸雨研究发展趋势
• 1.5 土壤酶概况
• 1.5.1 土壤酶发展简史
• 1.5.2 土壤水解酶活性
• 1.5.3 植被对土壤酶活性的影响
• 1.5.4 酸雨对土壤酶的影响
• 1.5.5 土壤酶研究发展趋势
• 1.6 研究目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验地自然概况
• 2.2 实验材料
• 2.2.1 供试土壤
• 2.2.2 供试材料
• 2.3 实验设置及方法
• 2.3.1 实验温室布置
• 2.3.2 酸雨配置及喷施
• 2.3.3 土壤采集
• 2.3.4 土壤pH值、养分、酶活性等指标测试
• 2.3.5 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1. 酸雨胁迫下土壤pH值的变化
• 3.1.1 酸雨胁迫对盆栽幼苗土壤pH的影响
• 3.1.2 不同植物幼苗对酸雨胁迫的缓冲作用
• 3.2. 酸雨胁迫对盆栽幼苗土壤脲酶的影响
• 3.2.1 土壤脲酶活性的动态变化
• 3.2.2 不同酸雨强度胁迫对土壤脲酶的影响
• 3.2.3 不同酸雨梯度胁迫下,植物、季节对土壤脲酶影响
• 3.3 酸雨对土壤纤维素酶的影响
• 3.3.1 土壤纤维素酶活性的动态变化
• 3.3.2 不同酸雨强度胁迫对土壤纤维素酶的影响
• 3.3.3 不同酸雨梯度胁迫下,植物、季节对土壤纤维素酶的影响
• 3.4 酸雨对土壤蔗糖酶的影响
• 3.4.1 土壤蔗糖酶活性的动态变化
• 3.4.2 不同酸雨强度胁迫对土壤蔗糖酶的影响
• 3.4.3 不同酸雨梯度胁迫下,植物、季节对土壤蔗糖酶的影响
• 4 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 酸雨胁迫下,土壤pH值变化
• 4.1.2 酸雨胁迫对土壤脲酶的活性影响
• 4.1.3 酸雨胁迫对土壤纤维素酶活性的影响
• 4.1.4 酸雨胁迫对土壤蔗糖酶活性的影响
• 4.2 讨论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢