秦岭典型林地土壤生物响应研究

发布时间：2017-09-26 11:19

  本文关键词：秦岭典型林地土壤生物响应研究

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【摘要】：森林每年产生大量的枯枝落叶,这些枯枝落叶的回归是土壤养分的重要来源,也是土壤中碳的重要来源。森林土壤中碳的波动会影响整个陆地生态系统的碳平衡,造成温室效应,导致气候变暖,影响人类的生存发展。研究秦岭典型林地土壤酶的响应情况,对了解森林生态系统的功能,对于森林系统的保护和合理开发利用及林地的经营管理都有重要的意义。因此,本试验选取秦岭典型林地进行研究,包括了三个针叶林油松、华山松、云杉,两个阔叶林锐齿栎1、锐齿栎2。开展了室外定期采样试验,和室内模拟腐解试验,测定了土壤基本理化性质,土壤易氧化碳,土壤酶,土壤微生物量等指标,现得到以下结论:1.各林地土壤活性有机碳的季节变化规律是不一致的,这是因为土壤活性有机碳的季节变化受到多方面的影响,包括自然环境的气候因素如温度,光照,降水等,也包括植被本身的化学组成。有机碳和易氧化碳的含量均是O层(腐殖质层)大于A层(0-10cm表土层),是因为O层比A层更多的接收到枯枝落叶,有更丰富的微生物,凋落物的腐解矿化过程释放的养分更多的在O层积累。O层的易氧化碳与有机碳变化趋势一致,均是针叶(油松,华山松,云杉)大于阔叶(锐齿栎1,锐齿栎2)。针叶外层细胞强木质化而且有较厚的角质层,角质层的隔水防虫的特点使得针叶腐解的慢。阔叶腐解后有机碳等养分随水向下层土壤迁移,使得O层的含量低于针叶。夏季高于秋春季,夏季高温多雨更有利于凋落物的腐解。2.O层土壤的酶活性显著高于A层土壤。不同林地相同种类土壤酶的含量不同,这说明,植物类型对土壤酶活性的影响很大。研究发现A层土壤的蔗糖酶、纤维素酶、碱性磷酸酶的活性都是夏季最高,淀粉酶、脲酶、蛋白酶、脱氢酶的活性是春季高,酸性磷酸酶在阔叶林是夏季活性高,在油松林是秋季活性最高,华山松和云杉林是春季酶活性最高,这表明不同的土壤酶对温度变化的感应快慢程度是有差别的,因此不同林地不同季节土壤酶的变化规律也不同。3.土壤微生物量是表征土壤活性养分的循环和土壤肥力的指标。土壤微生物量碳氮磷主要受控于土壤中微生物数量的多少,因此有着明显的季节特征。微生物量碳在O层土壤中是秋季最高,阔叶林地含量高于针叶林;在A层土壤中是夏季最高,针叶林地含量高于阔叶林。微生物量氮在O层土壤与A层土壤中是一致的,均是夏季最高,针叶的含量较稳定,阔叶的含量差异较大。微生物量磷的含量在各林地呈现不同的季节特征。综合对比三个指标,O层的锐齿栎2林地和A层的云杉林地的土壤微生物活性最高。4.阔叶(锐齿栎)比针叶(油松)腐解开始的更快。腐解过程中,阔叶锐齿栎的腐解释放碳的能力,随树叶添加量的增加而增大。针叶油松在中低等的树叶添加量时,调节C:N可以有效促进油松的腐解,油松树叶添加量并不是越大越促进有机碳的释放。5.油松是针叶的代表,锐齿栎是阔叶林的代表,两种林分均是秦岭地区典型的林分,综合油松与锐齿栎的腐解过程中土壤酶与碳指标的研究,可以得出,酸性磷酸酶是最敏感反应凋落物腐解过程中碳变化的土壤酶。凋落物腐解过程中,不同的酶呈现不同的变化趋势,同一种土壤酶在油松和锐齿栎中的腐解规律也不一致,可见每一种酶在特定的凋落物中有特定的腐解规律,这可能与凋落物的化学组成有关。综合来看,腐解过程中的7d和30d酶活性较高。
【关键词】：枯落叶腐解 土壤碳 土壤酶 秦岭
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714.3
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 文献综述14-20
• 1.1 秦岭概况14
• 1.2 土壤碳14-15
• 1.2.1 土壤有机碳14-15
• 1.2.2 物理的活性有机碳：轻组有机碳15
• 1.2.3 化学的活性有机碳：易氧化碳、水溶性碳15
• 1.2.4 生物的活性有机碳：微生物量碳15
• 1.3 森林土壤酶15-16
• 1.3.1 森林土壤酶的作用15-16
• 1.3.2 林分对土壤酶的影响16
• 1.3.3 季节变化对土壤酶的影响16
• 1.4 森林凋落物16-17
• 1.4.1 凋落物分解规律17
• 1.4.2 凋落物对土壤碳的影响17
• 1.4.3 凋落物对土壤酶的影响17
• 1.5 调节C:N对森林土壤固碳的影响17-18
• 1.5.1 增加N素对凋落物分解的影响18
• 1.5.2 增加N素对碳指标的影响18
• 1.5.3 增加N素对土壤生物活性的影响18
• 1.6 研究目标18-20
• 第二章 研究背景与研究方法20-24
• 2.1 研究的目的与意义20
• 2.2 研究区概况20
• 2.3 研究目标与内容20-21
• 2.3.1 研究目标20-21
• 2.3.2 研究内容21
• 2.4 研究方案21-23
• 2.4.1 室外采样试验21-22
• 2.4.2 室内模拟试验22-23
• 2.5 技术路线23-24
• 第三章 不同林地土壤活性碳季节性动态变化24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 材料与方法24-25
• 3.2.1 研究地概况24
• 3.2.2 样品采集和处理24
• 3.2.3 测定方法24
• 3.2.4 数据处理24-25
• 3.3 结果与分析25-30
• 3.3.1 不同季节土壤有机碳的变化25-26
• 3.3.2 不同季节土壤易氧化碳的变化26-28
• 3.3.3 不同季节氧化稳定系数Kos的变化28-30
• 3.4 讨论30
• 3.5 结论30-32
• 第四章 不同林地土壤生物活性的季节变化特征32-44
• 4.1 引言32
• 4.2 材料与方法32-33
• 4.2.1 研究区概况32
• 4.2.2 样品采集32
• 4.2.3 土壤理化性质测定方法32
• 4.2.4 土壤酶测定32-33
• 4.2.5 数据处理33
• 4.3 结果与分析33-42
• 4.3.1 不同季节各林地土壤理化性质的变化33-36
• 4.3.2 不同季节土壤酶活性的变化36-41
• 4.3.3 土壤酶与土壤理化性质综合主成分分析41-42
• 4.4 讨论42-43
• 4.4.1 不同季节土壤理化性质的变化42-43
• 4.4.2 不同季节对土壤酶的影响43
• 4.5 小结43-44
• 第五章 不同林地土壤微生物量季节变化44-52
• 5.1 引言44
• 5.2 材料与方法44-45
• 5.2.1 研究区概况44
• 5.2.2 样品采集44
• 5.2.3 测定方法44
• 5.2.4 数据处理44-45
• 5.3 结果与分析45-50
• 5.3.1 供试土壤微生物量碳的变化45-46
• 5.3.2 供试土壤微生物量氮的变化46-48
• 5.3.3 供试土壤微生物量磷的变化48-50
• 5.4 讨论50-51
• 5.5 小结51-52
• 第六章 凋落物腐解过程中土壤活性碳的变化52-60
• 6.1 引言52
• 6.2 材料与方法52-53
• 6.2.1 研究区概况52
• 6.2.2 试验设计52
• 6.2.3 测定方法52
• 6.2.4 数据处理52-53
• 6.3 结果与分析53-58
• 6.3.1 凋落物腐解对土壤有机碳的影响53-54
• 6.3.2 腐解过程中土壤微生物量碳的变化54-56
• 6.3.3 腐解过程中土壤微生物熵的变化56-57
• 6.3.4 腐解过程中土壤微生物量氮的变化57-58
• 6.4 讨论58-59
• 6.5 小结59-60
• 第七章 凋落物腐解过程对土壤酶的影响60-67
• 7.1 引言60
• 7.2 材料与方法60-61
• 7.2.1 研究区域概况60
• 7.2.2 试验设计60
• 7.2.3 测定方法60-61
• 7.2.4 数据处理61
• 7.3 结果与分析61-65
• 7.3.1 油松腐解过程中土壤酶活性的变化61-62
• 7.3.2 锐齿栎腐解过程中土壤酶活性的变化62-64
• 7.3.3 土壤酶的相关性分析64-65
• 7.4 讨论65-66
• 7.5 小结66-67
• 第八章 结论与展望67-69
• 8.1 主要结论67-68
• 8.1.1 不同林地土壤活性碳季节动态变化67
• 8.1.2 不同林地土壤生活活性的季节变化特征67
• 8.1.3 不同林地土壤微生物量季节变化67-68
• 8.1.4 凋落物腐解过程中土壤的变化68
• 8.2 展望68-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-76
• 作者简介76

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本文编号：923204