柏木低效林生态经济型改造对土壤微生物、酶活性及养分的影响

发布时间：2017-08-19 07:17

  本文关键词：柏木低效林生态经济型改造对土壤微生物、酶活性及养分的影响

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【摘要】：低效防护林是一种退化的森林生态系统,由于自然环境及人为等因素的干扰,川中丘陵区低效林分面积日益扩大，，森林整体质量和功能大大降低,严重影响了后备森林资源的培育和林业经济的发展。因此,实施柏木等低产低效林分改造,构建高效、稳定和抗逆的人工林生态系统,提高区域生态系统生态庇护、生物多样性保育、水土保持、生态缓冲、气候调节等整体服务功能,为区域抗灾减灾能力建设提供科技支撑。目前,关于采用经济林改造模式的研究还不够广泛,因地制宜引进核桃经济树种及结合林草复合改造模式来对柏木(Cupressus funebris)低效林进行改造具有一定的研究价值。采取合理的栽培管理措施,研究核桃及林草复合系统的土壤肥力状况,评估土壤肥力水平,对选择更为稳定优化的改造模式具有重要的指导意义。因此,本文以德阳市旌阳区柏木低效林为研究对象,通过野外调查和室内分析,研究不同改造模式(核桃+无植草、核桃+菊苣、核桃+苜蓿、核桃+鸭茅)土壤微生物、酶活性及养分的时空分布格局。探讨土壤微生物、酶活性与养分的关系及土壤质量变化,为该地区低效林的经济林改造模式选择提供理论依据。研究表明：(1)不同种植模式土壤中各类群微生物数量具有很大的差异。其数量关系为细菌放线菌真菌。细菌数量占微生物总数77～86%,放线菌数量为14～22%,真菌数量则为0.16～0.28%。其中,三大类群微生物数量均以核桃+菊苣为最高,以纯柏为最低。不同种植模式土壤中各类群微生物数量季节规律各异,其三大微生物类群菌数量皆表现为冬季最低。4种改造模式改造2年后,其三大微生物数量皆显著高于改造时间为1年时的数量(p0.05),而2年后的纯柏与1年前之间差异不显著(p0.05)。(2)4种土壤酶活性在不同种植模式中表现各异。过氧化氢酶和蔗糖酶以核桃+菊苣为最高,脲酶和碱性磷酸酶含量最高分别为核桃+鸭茅、核桃+苜蓿。且4种改造模式中的土壤酶活性全部极显著高于纯柏对照(p0.01)。不同种植模式土壤中4种土壤酶活性季节动态各异,其4种酶活性大致表现为冬季为最低。改造2年后,各改造模式中土壤过氧化氢酶和脲酶相对改造1年有明显变化,而蔗糖酶和碱性磷酸酶活性在改造时间为2年与1年之间差异不显著(p0.05)。同时,改造2年后纯柏中的土壤酶活性与1年前之间差异也不显著(p0.05)。(3)不同种植模式中土壤养分含量及pH具有一定的差异。各个改造模式整体能显著提高土壤磷、钾含量,但土壤有机质、N含量及pH显著低于柏木对照。其中,土壤全磷以核桃+鸭茅为最高,土壤有效磷、全钾及速效钾最高值均出现在核桃+菊苣。不同种植模式中土壤养分含量及pH季节动态无一致规律。不同种植模式下土壤养分因改造时间的长短不同而具有差异。各个改造模式改造2年后的全氮、全钾、速效钾含量及pH与改造1年之间呈显著性差异(p0.05)。有机质含量年际变化不明显。改造2年后,核桃+菊苣与核桃+鸭茅中的全磷、除核桃+鸭茅以外模式中的碱解氮以及除核桃+菊苣以外模式中的有效磷含量皆显著高于改造1年的含量(p0.05)。(4)三大类群菌数量、4种土壤酶活性、土壤养分及pH均具有明显的垂直分布规律,即表现为0-15 cm土层高于15～30 cm土层。(5)三大微生物之间呈极显著或显著正相关。土壤蔗糖酶与脲酶呈极显著正相关,与碱性磷酸酶呈显著正相关,过氧化氢酶与碱性磷酸酶之间呈显著正相关性关系。土壤有机质、全氮及碱解氮之间、土壤全磷、有效磷、全钾及速效钾之间皆为极显著或显著正相关,全氮与pH达到显著正相关。真菌及细菌和过氧化氢酶及碱性磷酸酶均呈显著正相关,放线菌与过氧化氢酶达极显著正相关,而与其余三种酶皆为显著正相关。三大微生物与有效磷、全钾及速效钾之间皆呈极显著或显著正相关。土壤过氧化氢酶与有效磷、全钾及速效钾之间为极显著正相关,与全磷为显著正相关,土壤蔗糖酶与有效磷、全钾之间、土壤脲酶与全磷、有效磷及全钾之间皆呈显著正相关。(6)各个改造模式改造大体能有效提高土壤微生物数量、酶活性及磷、钾含量。通过对5种种植模式进行主成分分析和土壤肥力综合评价,其得分大小关系为核桃+菊苣核桃+苜蓿核桃+鸭茅核桃+无植草纯柏。可明显看出,德阳市旌阳区柏木低效林进行改造后,土壤肥力相对提高。其中核桃+菊苣模式改造效果最佳,可采用该经营模式作为川中丘陵区低效林改造的依据,促进该区域经济可持续发展。
【关键词】：柏木低效林 林草模式 土壤微生物 土壤酶活性 土壤肥力评估
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 引言14-15
• 1 文献综述15-24
• 1.1 低效林概述15-18
• 1.1.1 低效林的概念15
• 1.1.2 低效林的成因15-17
• 1.1.3 低效林改造途径和效益评估17-18
• 1.2 土壤微生物研究进展18-20
• 1.2.1 土壤微生物的时空分布19
• 1.2.2 土壤微生物与植物的关系19-20
• 1.2.3 土壤微生物与土壤养分的关系20
• 1.3 土壤酶活性研究进展20-22
• 1.3.1 土壤酶活性的时空分布21
• 1.3.2 土壤酶与土壤微生物的关系21-22
• 1.3.3 土壤酶与土壤养分的关系22
• 1.4 种植牧草对土壤肥力的影响22-23
• 1.5 土壤生物学肥力指标研究23-24
• 1.5.1 土壤生物学肥力研究概况23
• 1.5.2 土壤生物学肥力指标研究23-24
• 1.5.3 土壤综合肥力评价方法研究24
• 2 研究目的与意义24-25
• 3 试验设计25-29
• 3.1 研究区概况25
• 3.2 研究内容与技术路线25-26
• 3.2.1 研究内容25-26
• 3.2.2 技术路线26
• 3.3 试验地设置26-27
• 3.4 土样采集及试验方法27-28
• 3.5 数据分析和处理28-29
• 4 结果分析29-51
• 4.1 不同种植模式下土壤微生物的时空分布29-34
• 4.1.1 不同种植模式下土壤微生物组成和数量29-30
• 4.1.2 不同种植模式下土壤微生物的垂直分布30-31
• 4.1.3 不同种植模式下土壤微生物的季节动态31-33
• 4.1.4 不同种植模式下土壤微生物的年际动态33-34
• 4.2 不同种植模式下土壤酶的时空分布34-39
• 4.2.1 不同种植模式下的土壤酶活性34-35
• 4.2.2 不同种植模式下土壤酶的垂直分布35-36
• 4.2.3 不同种植模式下土壤酶的季节动态36-38
• 4.2.4 不同种植模式下土壤酶活性的年际动态38-39
• 4.3 不同种植模式下土壤养分的时空分布39-47
• 4.3.1 不同种植模式下的土壤养分39-41
• 4.3.2 不同种植模式下土壤养分的垂直分布41-42
• 4.3.3 不同种植模式下土壤养分的季节动态42-46
• 4.3.4 不同种植模式下土壤养分的年际动态46-47
• 4.4 微生物、酶活性及土壤养分之间的相关性分析47-48
• 4.5 不同种植模式土壤肥力的评价48-51
• 4.5.1 评价方法的选择48
• 4.5.2 评价指标体系的建立48
• 4.5.3 评价指数系数的标准化48-49
• 4.5.4 土壤肥力指标的主成分分析49-50
• 4.5.5 土壤肥力综合指标值的计算50-51
• 5 结论与讨论51-61
• 5.1 土壤微生物数量、酶活性及养分的空间分布51-53
• 5.1.1 土壤微生物的空间分布51-52
• 5.1.2 土壤酶活性的空间分布52
• 5.1.3 土壤养分含量的空间分布52-53
• 5.2 土壤微生物数量、酶活性及养分的季节变化规律53-55
• 5.2.1 土壤微生物的季节变化规律53
• 5.2.2 土壤酶活性的季节变化规律53-54
• 5.2.3 土壤养分含量的季节变化规律54-55
• 5.3 土壤微生物数量、酶活性及养分的年际变化规律55-57
• 5.3.1 土壤微生物的年际动态55
• 5.3.2 土壤酶活性的年际动态55-56
• 5.3.3 土壤养分含量的年际动态56-57
• 5.4 不同种植模式对土壤微生物数量、酶活性及养分的影响57-58
• 5.4.1 不同种植模式对土壤微生物的影响57
• 5.4.2 不同种植模式对土壤酶活性的影响57-58
• 5.4.3 不同种植模式对土壤养分含量的影响58
• 5.5 土壤微生物、酶活性及养分间相关性分析58-59
• 5.6 不同种植模式土壤肥力评估59-61
• 参考文献61-67
• 致谢67-68
• 研究生期间发表学术论文目录68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李湃;李应珍;杨雪峰;樊冬温;;大兴安岭林区低效林补植改造生态效应分析[J];森林工程;2016年03期

2 宋传生;龙启德;蔡磊;赵华;;国内低效林研究概述[J];安徽农业科学;2015年25期

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5 范瑞英;杨小燕;王恩Y

本文编号：699372