缙云山马尾松林与柑橘林土壤呼吸、土壤微生物及酶活性对氮沉降的季节响应

发布时间：2017-11-05 17:04

  本文关键词：缙云山马尾松林与柑橘林土壤呼吸、土壤微生物及酶活性对氮沉降的季节响应

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【摘要】：全球现代化农业、畜牧业和工业的快速发展使大气含氮化合物成倍增长,进而导致全球氮沉降加剧,且沉降量有增无减。氮沉降的增加改变了陆地生态系统碳循环,然而氮沉降对土壤呼吸的影响仍然存在诸多不确定性,需要进一步深入研究。本文以缙云山国家级自然保护区马尾松林及柑橘林为研究对象,采用ACE(Automated Soil CO2 Exchange Station,UK)自动土壤呼吸监测系统和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)标记法测定两林分土壤呼吸、温度、湿度及土壤微生物,以揭示氮沉降对中亚热带地区不同林地类型土壤呼吸、微生物及酶活性影响。结果表明:(1)柑橘林与马尾松林林下土壤表层呼吸表现出一致的季节变化动态趋势:夏季春季秋季冬季,但柑橘林土壤呼吸显著高于马尾松林(P0.05);总体上氮沉降抑制了2种林分土壤表层呼吸,氮沉降量越大抑制程度越高,只在冬季土壤湿度低的马尾松林下氮沉降促进了土壤呼吸;土壤温度与土壤呼吸有极显著的正相关指数关系(P0.01),而土壤水分与土壤呼吸有显著的二次模型拟合关系,指数幂函数模型(Rs=aebTWc)较适合描述土壤温度及土壤湿度与土壤呼吸的复合关系,结果表明,土壤温度和湿度共同解释了两林分土壤呼吸季节变化的56.6%~61.4%,但均受到氮沉降量处理的影响,两林分土壤呼吸的温度敏感系数随氮沉降升高而降低,柑橘林土壤湿度与土壤呼吸的拟合度随氮沉降升高而降低,马尾松林则随氮沉降升高而升高。(2)氮沉降处理对两种林分不同土壤微生物有显著影响(P0.05),且季节不同氮沉降浓度不同影响结果不同。总的而言,低、高氮抑制两林分土壤真菌,中氮表现为促进作用。低氮降低两林分土壤细菌含量,中氮使柑橘林土壤细菌含量增加,使马尾松林土壤细菌含量降低,高氮抑制两林分土壤细菌含量。低氮抑制柑橘林土壤放线菌,促进马尾松林土壤放线菌,中氮促进柑橘林土壤放线菌,抑制马尾松林土壤放线菌,高氮对两林分土壤放线菌含量均表现为抑制作用。低、高氮抑制了柑橘林土壤微生物总磷脂脂肪酸,中氮表现为促进作用;春秋季低、中、高氮沉降处理后,马尾松林均表现为抑制作用,夏季则表现为促进作用,但冬季低、中氮表现为促进作用,高氮表现为抑制作用。(3)氮沉降处理对两林分不同土壤酶活性有不同影响。春夏季氮沉降处理后,三个氮沉降水平对两种林分土壤脲酶均表现为抑制作用,低、中、高氮分别使土壤脲酶活性降低0.37%~40.47%、5.98%~30.67%及13.20%~60.25%,秋冬则无一致变化规律;低、高氮对两林分土壤转化酶、过氧化氢酶及酸性磷酸酶表现为抑制作用,中氮对土壤转化酶、过氧化氢酶及酸性磷酸酶表现为促进作用。(4)主成分分析表明,12个土壤呼吸的影响因子可简化为4个主成分,第一个主成分主要由过氧化氢酶、林分、转化酶、酸性磷酸酶和放线菌组成,贡献率达39.98%,第二主成分主要由细菌、土壤湿度和土壤微生物总磷脂脂肪酸组成,贡献率达20.33%,第三组成分主要由土壤温度和脲酶组成,贡献率达12.26%,第四主成分由真菌和氮沉降浓度组成,贡献率达9.54%,12个影响因子中除氮沉降浓度外,其余因子对土壤呼吸均具有正效应,说明氮沉降浓度使土壤呼吸降低,其余因子均使土壤呼吸升高。以主成分所对应的方差贡献率λi(i=1,2,3,4)为权重,所得的土壤呼吸综合主成分计算公式为:F=0.487F1+0.248F2+0.149F3+0.116F4。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714

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本文编号：1145062