哈尔滨林地土壤生物化学性质及其对人为干扰的响应

发布时间：2020-04-30 14:31

【摘要】：土壤酶参与了土壤生态系统所进行的许多重要生物化学过程,土壤酶活性是常用于表征土壤质量及土壤生态系统变化的敏感指标。城市化过程中,随着土地利用类型的改变,与城市化有关的土壤质量问题逐渐突出。本文以哈尔滨市几种林地为研究对象,对其土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶和磷酸酶活性特征及其土壤理化性质、土壤重金属含量之间的变化关系进行研究,阐明几种土壤酶活性随林地类型及人为干扰强度变化的规律及其主要影响因素。此外,利用通径分析方法探究土壤理化因子和重金属含量对土壤酶活性的影响作用,以明晰城市林地土壤质量评价中土壤酶活性的作用和有效性。土壤酶活性研究结果表明,公园景观林土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性较高,生态公益林土壤转化酶活性较高,而大学附属林整体土壤酶活性都处于较低的程度。而在城市不同区域,过氧化氢酶和脲酶活性均呈现随城市化程度加深而上升的趋势,转化酶活性则随城市化程度加深而下降,磷酸酶活性变化不明显。这说明土壤过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性对林地利用类型及人为干扰强度响应较为敏感。土壤理化性质分析结果表明,城市林地土壤压实作用显著,容重普遍偏高,土壤略偏碱性,并且土壤有机质和有效养分具有一定的空间异质性,含量分布不均衡,在一定程度上说明人为干扰对土壤强烈影响。相关性分析结果表明,土壤过氧化氢酶活性与pH、硝态氮和铵态氮呈极显著正相关关系(P0.01);土壤转化酶活性与土壤含水率呈极显著相关关系(P0.01),与土壤有机质和有效磷呈显著正相关关系(P0.05),与土壤pH、土壤容重和硝态氮呈显著负相关关系(P0.05);土壤脲酶活性与土壤pH、硝态氮和铵态氮呈极显著正相关关系(P0.01)。这说明土壤酶活性对于土壤理化性质的变化响应较为敏感。土壤中重金属含量分析结果表明,城市林地土壤重金属Cd、Pb、Cu和Zn积累较多,且与人为干扰关系密切,在不同林地间含量不同,土壤受到重金属的污染程度不同。相关性分析结果表明,土壤过氧化氢酶活性与土壤Cd含量呈显著正相关关系(P0.05);土壤转化酶活性与土壤Cd和Zn含量分别呈极显著(P0.01)和显著(P0.05)负相关关系;土壤脲酶活性与土壤Pb含量呈极显著正相关关系(P0.01),与土壤Cd和Zn呈显著正相关关系(P0.05)。这说明重金属含量对土壤酶活性具有一定的影响。由通径分析结果可知,硝态氮含量是影响土壤过氧化氢酶和脲酶活性的主要因素,Zn含量是影响土壤转化酶活性的主要因素,且均为直接因素占绝对优势,土壤理化性质以及重金属含量的变化情况对于土壤酶活性的变化具有一定的解释水平。这说明,土壤酶活性对土壤理化性质及重金属含量的变化具有较敏感的响应。但同时,由磷酸酶活性的变化情况可知,酶活性对人为干扰作用于土壤的响应具有一定的局限性。土壤酶种类对其响应的敏感程度具有重要影响,因而合理的选择土壤酶种类对土壤质量的酶学评价具有重要意义。城市化进程会对城市林地土壤产生人为干扰,使土壤理化性质以及土壤质量产生变化,土壤酶活性对理化性质与重金属含量变化反应敏感。因此,土壤酶活性的变化与人类活动密不可分,土壤酶活性对人为干扰响应明显。
【图文】：

土壤作为地上植被营养物质的主要来源，为地上植被的生长发育提供营养基础[89,90]，同时由于城市化带来的人为影响，城市林地土壤的理化性质与自壤有显著差异[91]。有关城市绿地土壤质量的多数研究结果表明，城市土壤有水平低，，压实作用显著，趋向碱性等特点[92-95]。.1 土壤容重土壤容重可以反映土壤的松紧度、通气度和透水的能力。有研究表明[96]，植物根系生长来说，最适容重在 1.14 ~1.26 g·cm-3之间。当容重达到 1.50 g·cm物根系伸入困难，达到 1.60~1.70 g·cm-3，植物根系几乎无法插入。本研究结明，哈尔滨市林地土壤容重较大，介于 1.124~1.511 g·cm-3之间，平均值 1.20cm-3。由图 3-1 可知，本研究中土壤样品容重在 1.14~1.26 g·cm-3的频率较高，.59%，在 1.26~1.50 g·cm-3的频率较低，占 14.81%，表明大多数采样林地土壤紧实，土壤通气性和透水能力较好，较为适合植物根系正常生长。

图 3-2 中心区各类型林地土壤容重不同小写字母表示差异显著（P<0.05）Fig. 3-2 Soil bulk density of various types of woodland in the central areaDifferent lowercase letters indicate significant difference （P<0.05） 3-3 可知，近郊区土壤容重在各类型林地间变化显著（P<0.05）。其土壤容重显著高于另外三种类型林地，为 1.49 g·cm-3。生态公益林土重为 1.20 g·cm-3。道路绿化林土壤容重为 1.19 g·cm-3。大学附属林土 g·cm-3。
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S714

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本文编号：2645865