柏木低效林林窗改造初期对土壤生化特征的影响

发布时间：2020-10-31 18:59

　　 川中丘陵区地处长江上游四川盈地中部,原始森林覆盖率极低,后续人工林由于初植密度过大、经营管理不善形成大面积低效林,导致这一区域水土流失严重生态环境遭到破坏。因此2012年对四川省德阳市旌阳区典型的柏木低效林进行结构调整,通过林窗、林带疏伐等改造方式来探寻适合该区域低效林改造的有效途径。森林土壤微生物是森林地下生态系统最重要的组成部分,是影响土壤生态功能、森林生态效益能否正常发挥的主导因素。本研究以川中丘陵区柏木低效林为研究对象,采用不同面积(50m2、100m2、150m2、200m2)的林窗式疏伐以及引入乡土阔叶树种并辅之以对照,研究林窗改造后土壤养分含量、可培养微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性的动态,以期得到因季节变化而引起的各因子的变化规律,从中探寻不同开窗面积和不同恢复方式对土壤微生物、土壤酶活性和土壤养分含量的影响,为川中丘陵区低效林生态服务功能的提升提供基础数据和参考。研究结果如下：(1)林窗改造改变了林内的微环境,1月和3月表现在为林窗面积越大土壤温度越高,而含水量却与之相反,且这时林下对照样地的土壤温度最低含水量最高：在7月和10月林窗改造对林内微环境的影响不显著。(2)土壤养分含量受林窗改造的影响较大,表现为林下对照样地土壤养分含量的最高值均高于林窗,但只有人工促进恢复模式50m2、100m2和150m2林窗内土壤有机质和全磷含量的平均值高于林下对照样地和相同面积的自然恢复林窗,土壤全氮和水解氮含量的平均值则表现为林下对照样地显著高于林窗；人工促进恢复林窗内土壤养分含量季节动态表为1月3月7月10月,林下对照样地为7月土壤养分含量最低,但最高值表现不一,自然恢复林窗为1/10月3月7月；林窗内土壤养分的最高值及最低值均在200m2和150m2的大林窗内;土壤全磷含量的季节动态表现为7月和10月1月和3月。(3)林窗的形成在一定程度上促进了地下土壤微生物的生长发育,人工促进恢复林窗150m2和200m2内可培养微生物数量、土壤微生物生物量均显著高于对照和自然恢复林窗(10月份除外)；土壤微生物生物量的最高值均出现在150m2和200m2的大林窗内,且不同恢复方式内微生物生物量的最高值表现为：人工促进恢复林窗林下对照样地自然恢复林窗,土壤可培养微生物总数的最大值也均出现在200m2和150m2林窗内；微生物生物量的季节动态表现为7月和10月1月和3月,可培养微生物数量随着菌种的不同,其季节变化亦不同。(4)土壤酶活性在同一月份下各样地间差异并不显著,但对所测数据进行平均值分析时发现,两种恢复模式下150m2的林窗内所测4种酶的活性平均值均高于林下对照样地,且各林窗内土壤酶活性的最高值也多集中在面积为150m2的林窗内,季节动态上表现为7月和10月显著高于1月和3月(P0.05)。(5)由多因素方差分析得出：季节动态是影响林内土壤养分含量、可培养微生物数量、微生物生物量和酶活性的最首要的因素,不同林窗恢复方式对所测指标的影响虽不及季节和土层的变化所带来的影响大,但强于不同林窗面积所带来的影响。(6)通过研究结果发现人工促进恢复150m 2林窗内土壤养分含量、土壤可培养微生物的数量、微生物生物量含量和土壤酶活性均优于其他林窗和林下对照样地,表明这种林窗可能更有利于土壤微生物的生长。综上所述林窗的形成在一定程度上改变了林内的郁闭环境,但自然恢复林窗并没有为土壤回归更多的养分,因此其林内土壤养分含量及微生物各方面的指标均不高于林下对照样地；而人工促进恢复林窗内小面积林窗在土壤养分归还上仍逊于林下对照样地,但在150m2的大面积林窗内养分归还的多元性和林内气候较其他林窗及林下对照样地有较大程度的改善,因此这两个林窗内土壤养分含量、土壤可培养微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性均不低于林下对照样地及其他林窗,这表明人工促进恢复150m2的林窗内,森林土壤为土壤微生物提供了更适宜的环境,土壤微生物生物量含量、土壤酶活性更佳,这一结果可为川中丘陵区低效林的改造及其后续工作提供重要的理论参考。
【学位单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S714.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 林窗研究进展
        1.1.1 林窗概念
        1.1.2 林窗对林内微环境及林内物种的影响
        1.1.3 林窗内土壤微生物研究意义
    1.2 土壤微生物研究进展
        1.2.1 森林土壤微生物对林内空间异质性的响应
        1.2.2 影响森林土壤微生物活性的因素
    1.3 土壤酶活性研究进展
        1.3.1 土壤酶的来源和分类
        1.3.2 土壤酶活性的影响因素
    1.4 研究目的与意义
2 研究区概况与研究方法
    2.1 研究地概况
    2.2 研究方法
        2.2.1 样地设置
        2.2.2 样品采集
    2.3 室内分析
        2.3.1 土壤理化指标测量
        2.3.2 土壤微生物动态测定
    2.4 数据处理
    2.5 技术路线
3 结果与分析
    3.1 林窗改造对土壤理化性质动态变化的影响
    3.2 林窗改造对土壤微生物活性动态的影响
    3.3 林窗改造对土壤酶活性动态变化的影响
    3.4 季节动态、土层深度、林窗面积及恢复方式与土壤微生物生化活性的方差分析
4 讨论
    4.1 林窗改造对土壤养分归还的影响
    4.2 林窗改造对土壤微生物、土壤酶活性的影响
    4.3 林窗改造过程中影响林内土壤微生物活性的主导因素
5 结论与展望
参考文献
致谢

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本文编号：2864370