酸雨区不同林龄杉木人工林凋落物混合分解特征及土壤酶活性动态

发布时间：2017-08-24 14:02

  本文关键词：酸雨区不同林龄杉木人工林凋落物混合分解特征及土壤酶活性动态

  更多相关文章： 酸雨 杉木人工林 凋落物 混合分解 土壤酶活性

【摘要】：森林凋落物分解是生态系统养分归还的主要形式,是维持林地土壤养分循环及林地生产力的重要过程。随着工业的迅速发展,酸雨危害给地球森林生态系统带来了严重的破坏和影响。杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方最重要的速生用材树种,在我国林业生产中有重要地位。由于杉木凋落物难分解和多代连栽现象的加剧,杉木人工林生态系统出现了地力衰退现象。通过调整林分结构,发挥生物多样性的作用,可在一定程度上提高杉木人工林林地土壤肥力,促进杉木人工林的健康发展。本试验以邵武市酸雨区不同林龄(4、15、32 a)杉木人工林为试验点,开展杉木、火力楠凋落物不同配比混合分解试验研究。在测定林分环境因子的基础上,进一步分析凋落物分解速率、基质质量及凋落物-土壤界面土壤酶活性(蛋白酶、纤维素酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶等),并用统计方法分析凋落物干重剩余率与基质质量,土壤酶活性与凋落物基质质量、林分环境的相关关系及各土壤酶活性之间的相关关系,从而探讨酸雨背景下不同林龄杉木人工林杉-火凋落物不同配比混合分解特征和凋落物-土壤界面的土壤酶活性的动态规律,并揭示基质质量和土壤酶活性对凋落物分解的响应机制,进而为我国酸雨区杉木人工林可持续经营及生态系统修复提供科学依据。主要得到以下结论：1.邵武市林区月平均降雨量在30.70-477.90mm,降雨月平均pH值在4.25-5.22,酸雨月平均发生率在68.2%-100%。2.同一林龄同一处理凋落物干重剩余率在分解初期减小缓慢,随分解时间延长其下降速度加快；同一林龄同一分解时间不同处理凋落物干重剩余率的变化幅度在不同时间阶段表现不一,总体上纯火力楠或混合凋落物中火力楠比例高的凋落物干重剩余率减少速度较快;同一处理同一分解时间凋落物干重剩余率在林龄上的差异主要表现,32 a最小,其次是15 a,最大的是4a杉木人工林。3.不同林龄同一分解阶段凋落物分解过程中凋落物基质质量(全氮、全碳、C/N等)存在相似的变化趋势。同一林龄同一处理凋落物凋落物全氮含量随分解进行表现出“增加-减少-增加-减少-趋于平稳”的趋势,全碳含量则表现为随分解进行呈“波浪状”不断减小的趋势,且都有一个大幅减小的分解阶段,C/N比随时间的延长呈“减少-增加-减少-趋于平稳”的趋势；同一林龄混合处理凋落物基质质量在不同分解时间阶段存在“交替”现象,全氮含量总体上表现为BEDCA,全碳含量及C/N比总体上表现为ACDEB同一时间同一配比处理凋落物基质质量在林龄上波动较大,全氮含量总体上表现32年生杉木人工林全氮含量高;全碳含量及C/N在林龄上差异总体上表现为4 a32a15a。4.不同处理凋落物分解过程中,凋落物-土壤界面的5种土壤酶活性呈现出不同变化规律。主要表现为：同一林龄同一处理凋落物土壤纤维素酶活性随凋落物分解时间呈上升-不断减小的趋势;土壤蔗糖酶活性呈分解前期活性较高,分解中期活性较低,分解后期活性略有提升；土壤多酚氧化酶活性总体上分解初期呈降低的趋势,而分解后期则呈上升的变化趋势；土壤酸性磷酸酶活性呈分解初期呈减少的趋势,分解中期呈增加的趋势,而分解后期又呈降低的趋势；蛋白酶活性在分解中期前呈增加趋势,随后呈减小的趋势,但有一个小幅回升的过程。同一林龄不同配比混合凋落物土壤纤维素酶及蔗糖酶活性在不同分解阶段有“交替”表现活性高,总体上是其活性随火力楠比例增大表现高；土壤多酚氧化酶活性总体上差异不明显；土壤酸性磷酸酶及蛋白酶活性在总体上分解初期时差异大,随火力楠凋落物配比例增加而提高,且随分解进行处理之间的酶活性差异越来越不明显。同一时间同一处理土壤酶活性在林龄上的差异与分解阶段有关：土壤纤维素酶活性总体表现是幼林(4 a)或成熟林(32 a)高于中龄林(15 a),15 a杉木人工林土壤纤维素酶活性表现较低；土壤蔗糖酶整体上表现是32 a4 a15 a；土壤多酚氧化酶活性总体表现出成熟林(32 a)中龄林(15 a)幼龄林(4 a)；土壤酸性磷酸酶活性大体上表现出15 a或4 a高于32 a,15 a与4 a差异不明显;而土壤蛋白酶活性总体表现为随着林龄的增大,其活性越局。5.通过相关性分析,凋落物的干重剩余率与全碳含量呈显著性相关或极显著性相关；蛋白酶与多酚氧化酶呈极显著负相关;蔗糖酶与纤维素酶呈极显著正相关,与酸性磷酸酶活性呈极显著负相关；纤维素酶与多酚氧化酶呈极显著负相关。
【关键词】：酸雨 杉木人工林 凋落物 混合分解 土壤酶活性
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-14
• 1. 引言14-15
• 2. 文献综述15-22
• 2.1 酸雨研究概况15-16
• 2.2 森林凋落物分解研究综述16-20
• 2.2.1 森林凋落物16
• 2.2.2 森林凋落物研究方法16-17
• 2.2.3 凋落物分解过程及机制17-19
• 2.2.3.1 凋落物分解的一般过程17
• 2.2.3.2 凋落物分解的影响因素17-19
• 2.2.3.3 凋落物分解过程养分释放19
• 2.2.4. 凋落物分解过程中酶活性研究19-20
• 2.3 研究内容20
• 2.4 研究目的与意义20-21
• 2.5 技术路线21-22
• 3. 材料来源与研究方法22-27
• 3.1 研究区基本概况22-23
• 3.2 试验材料来源23
• 3.3 研究方法23-25
• 3.3.1 试验地林分基本概况23-24
• 3.3.2 实验布置24
• 3.3.3 样品收集24-25
• 3.4 测定方法25-26
• 3.5 数据处理26-27
• 4 结果与分析27-51
• 4.1 酸雨区不同林龄林分环境动态27
• 4.2 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物分解速率及基质质量的动态27-36
• 4.2.1 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物干重剩余率动态28-30
• 4.2.2 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物基质质量动态30-36
• 4.2.2.1 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物全氮含量动态30-32
• 4.2.2.2 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物全碳含量动态32-34
• 4.2.2.3 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物C/N值动态34-35
• 4.2.3.4 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物干重剩余率与基质质量的相关性分析35-36
• 4.3 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酶活性动态36-51
• 4.3.1 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤纤维素酶活性动态36-39
• 4.3.1.1 酸雨区4 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤纤维素酶活性动态36-37
• 4.3.1.2 酸雨区15 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤纤维素酶活性动态37-38
• 4.3.1.3 酸雨区32 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物分解土壤纤维素酶活性动态38-39
• 4.3.1.4 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物分解土壤纤维素酶活性差异39
• 4.3.1.5 酸雨区杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤纤维素酶活性与凋落物质量、林分环境的相关性分析39
• 4.3.2 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物分解土壤蔗糖酶活性动态39-43
• 4.3.2.1 酸雨区4 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蔗糖酶活性动态39-40
• 4.3.2.2 酸雨区15 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蔗糖酶活性动态40-41
• 4.3.2.3 酸雨区32 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蔗糖酶活性动态41
• 4.3.2.4 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蔗糖酶活性差异41-42
• 4.3.2.5 酸雨区杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蔗糖酶活性与基质质量、林分环境的相关性分析42-43
• 4.3.3 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤多酚氧化酶活性动态43-45
• 4.3.3.1 酸雨区4a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤多酚氧化酶活性动态43
• 4.3.3.2 酸雨区15 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤多酚氧化酶活性动态43
• 4.3.3.3 酸雨区32 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤多酚氧化酶活性动态43-44
• 4.3.3.4 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤多酚氧化酶活性差异44-45
• 4.3.3.5 酸雨区杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤多酚氧化酶活性与基质质量、林分环境的相关性分析45
• 4.3.4 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酸性磷酸酶活性动态45-48
• 4.3.4.1 酸雨区4 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酸性磷酸酶活性动态45-46
• 4.3.4.2 酸雨区1 5 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酸性磷酸酶活性动态46
• 4.3.4.3 酸雨区32 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酸性磷酸酶活性动态46
• 4.3.4.4 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酸性磷酸酶活性差异46-47
• 4.3.4.5 酸雨区杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酸性磷酸酶活性与基质质量、林分环境的相关性分析47-48
• 4.3.5 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蛋白酶活性动态48-51
• 4.3.5.1 酸雨区4 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蛋白酶活性动态48
• 4.3.5.2 酸雨区15 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蛋白酶活性动态48-49
• 4.3.5.3 酸雨区32 a杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蛋白酶活性动态49-50
• 4.3.5.4 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蛋白酶活性差异50
• 4.3.5.5 酸雨区杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤蛋白酶活性与基质质量、林分环境的相关性分析50-51
• 4.3.6 酸雨区不同林龄杉木人工林不同配比杉-火凋落物土壤酶活性之间的相关性分析51
• 5 讨论与结论51-55
• 5.1 讨论51-54
• 5.2 结论54-55
• 6. 研究不足与展望55-56
• 参考文献56-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高晶;韩海荣;康峰峰;立天宇;宋小帅;赵伟红;于晓文;赵金龙;;冀北辽河源不同林龄油松天然次生林土壤微生物生物量及酶活性[J];东北林业大学学报;2015年09期

2 莫绍锋;;林业生产中杉木种植技术的推广应用分析[J];农技服务;2015年06期

3 王伟东;王渭玲;徐福利;于钦民;马惠玲;;秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征研究[J];植物营养与肥料学报;2015年04期

4 赵海燕;徐福利;王渭玲;王伟东;陈钦程;赵亚芳;马亚娟;;秦岭地区华北落叶松人工林地土壤养分和酶活性变化[J];生态学报;2015年04期

5 张琴;林天喜;王贵春;孙国文;范秀华;;红松、蒙古栎和色木槭凋落物混合分解研究[J];北京林业大学学报;2014年06期

6 王艮梅;罗琳琳;郑聚锋;;苏北不同代次和林龄杨树人工林土壤酶活性季节变化特征[J];南京林业大学学报(自然科学版);2014年04期

7 梁国华;李荣华;丘清燕;陈小梅;周国逸;褚国伟;张德强;;南亚热带两种优势树种叶凋落物分解对模拟酸雨的响应[J];生态学报;2014年20期

8 季晓燕;江洪;洪江华;马元丹;;模拟酸雨对亚热带三个树种凋落叶分解速率及分解酶活性的影响[J];环境科学学报;2013年07期

9 任来阳;于澎涛;刘霞;王彦辉;李振华;王轶浩;;重庆酸雨区马尾松与木荷的叶凋落物分解特征[J];生态环境学报;2013年02期

10 王欣;高明达;杨飞;郭延鹏;马长明;;不同林龄华北落叶松人工林叶凋落物分解及养分动态比较[J];东北林业大学学报;2012年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王邵军;武夷山不同海拔土壤动物对凋落物分解的影响[D];南京林业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 严海元;缙云山马尾松林凋落物的微生物分解及养分释放特征研究[D];西南大学;2011年

2 李东;浙西北针阔混交林林分结构特征研究[D];浙江农林大学;2010年

3 朱洪如;福建柏火力楠混交林生产力与土壤养分效应研究[D];福建农林大学;2009年

4 章志琴;杉木与阔叶树凋落物分解特征的比较及其混合分解研究[D];福建农林大学;2005年

，

本文编号：731678