甘肃陇南山地不同植被恢复模式下土壤酶活性特征及其影响因素研究

发布时间：2020-09-10 18:39

　　甘肃南部陇南山地处于我国地质灾害多发区,由于受地质灾害和人为破坏因素的影响,当地生态环境恶化问题愈发凸显。植被恢复作为人类保护和修复脆弱生态环境的重要手段和内容,在治理水土流失和恢复生态环境方面发挥着重要作用,成为了改善和恢复当地生态环境最重要的措施之一。本研究基于野外试验调查和室内实验分析,对甘肃南部陇南山地武都区4种植被恢复类型(天然林地、天然草地、人工林地和人工草地)和对照样地(裸地)的土壤理化性质和土壤酶活性进行系统分析研究,并深入探讨自然植被恢复模式(天然林地与草地)和人工植被恢复模式(人工林地与草地)下土壤酶活性与土壤理化因子间的关系,以期为当地进一步实施植被恢复建设提供理论参考依据。经研究,本文得出以下结论:(1)不同植被恢复类型对土壤理化性质的影响有差异。天然林地与其他几种植被恢复类型相比,其土壤容重最小(1.14 g·cm~(-3)),孔隙度最大(57.37%),表明天然林地土壤的保水保肥能力较高,有利于土壤状况的改善。此外,自然植被恢复模式下土壤含水率、有机碳、全氮、碱解氮和速效磷的含量均显著高于人工植被恢复模式,表明自然植被恢复更有利于土壤水分的固持和土壤碳、氮、磷元素的积累。(2)不同植被恢复类型下土壤酶活性的分布特征不同。研究区内土壤β-葡萄糖苷酶、脲酶及碱性磷酸酶的活性在天然林地土壤中最强,在裸地土壤中最低。自然植被恢复模式下土壤β-葡萄糖苷酶、脲酶和碱性磷酸酶活性大小平均值分别为8.98μg·g~(-1)·h~(-1)、16.73μg·g~(-1)·h~(-1)和63.37μg·g~(-1)·h~(-1),显著高于人工植被恢复模式(4.27μg·g~(-1)·h~(-1)、9.13μg·g~(-1)·h~(-1)和41.61μg·g~(-1)·h~(-1))。不同种类的土壤酶在自然植被恢复和人工植被恢复模式样地中存在着一定的相关关系,土壤β-葡萄糖苷酶活性与碱性磷酸酶活性之间在自然恢复模式下呈现出显著的相关性,而在人工恢复模式下土壤β-葡萄糖苷酶活性与脲酶活性存在较高的相关关系,表明了土壤酶在发挥酶促催化作用的过程中既具有专一性,也有一定的协同性。(3)土壤酶活性的大小与土壤理化因子的作用密切相关。本研究中,自然及人工植被恢复模式下土壤酶活性与土壤理化性质表现出高度的相关性。各理化因子对不同土壤酶种类的活性作用效果不同,有机碳、全氮是影响土壤β-葡萄糖苷酶活性最主要的因子,碱解氮、全氮是综合影响土壤脲酶活性的主要因子,碱解氮是影响土壤碱性磷酸酶活性的主要因子。由冗余分析结果可知,自然及人工植被恢复模式下土壤理化因子分别解释了85.22%和80.21%的土壤酶活性变异。pH值、有机碳、全氮、碱解氮和容重是影响自然恢复样地中土壤酶活性大小主要的因子,而人工植被恢复模式中影响土壤酶活性主要的因子为全氮、pH值、碱解氮、容重和含水率。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q948
【部分图文】：

概况,陇南

兰州大学硕士研究生学位论文甘肃陇南山地不同植被恢复模式下土壤酶活性特征及其影响因素研究第二章研究区概况和研究方法2.1 研究区概况2.1.1 地理位置概况陇南市地处甘肃省东南部（见图 2-1），属秦岭山脉的西段延伸，位于陕、甘、川三省的交界处，地理坐标为：104°01′ E—106°35′ E，32°35′ N—34°32′ N，北接天水市，南抵四川盆地，西临甘南草原，东依秦巴山地，是甘肃南下东出的要冲之地，自古素有秦陇锁钥，巴蜀咽喉‖之谓。陇南市东西长约 237 km，南北宽约 230.5 km，土地面积 27923 km2，约占甘肃省总面积的 8.67%。全市共下辖一区八县，是长江上游重要的生态屏障和水源涵养区，也是我国四大泥石流、滑坡最发育的地区之一。

样地,类型,方法

（c）人工林地（d）人工草地图 2-2 不同植被恢复类型样地图2.3 实验分析方法利用 pH 酸度计测定土壤 pH 值（m水:m土=2.5:1），土壤容重（BD）及总孔隙度（TSP）采用环刀法测定，土壤含水量采用烘干法测定。土壤有机碳（SOC）含量采用重铬酸钾氧化-外加热法测定，土壤全氮（TN）、全磷（TP）测定由全自动化学分析仪（Smart Chem 200）完成，土壤碱解氮（AN）采用碱解扩散法测定，土壤速效磷（AP）采用碳酸氢钠浸提法测定。土壤酶活性的测定方法见表 2-2。表 2-2 土壤酶活性测定方法酶种类缩写反应底物培养条件方法来源β-葡萄糖苷酶4-硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷

土壤容重,分布特征,类型

示样地间差异达 0.05 显著水平。图 3-1 不同植被恢复类型下土壤容重分布特征表 3-1 土壤容重双因素方差分析自由度均方 F 1 0.081 73.877 1 0.035 31.651 1 0.000 0.391 ；R—恢复模式。隙度组成是土壤养分、水分和空气以及微生物、植物根系总孔隙度（TSP）反映了整个土体的构造状况，影根系在土体中穿透状况。由图 3-2 可知，不同植被恢布情况与土壤 BD 分布相反，表现为土壤 BD 值越大

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