【摘要】：自工業(yè)革命以來,不斷增加的大氣氮沉降已經(jīng)并正在改變著陸地森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。作為生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換的積極參與者,土壤微生物和酶活性對(duì)環(huán)境的變化極為敏感。這意味著,大氣氮沉降增加可能通過對(duì)土壤微生物和酶活性的影響而深刻地影響到森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換過程。但有關(guān)氮沉降對(duì)森林土壤微生物和酶活性影響的研究主要集中在溫帶森林,而亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物和酶活性對(duì)大氣氮沉降響應(yīng)的報(bào)道相對(duì)較少,且主要集中在人工林方面。本研究以華西雨屏區(qū)天然常綠闊葉林為研究對(duì)象,于2013年12月至2014年12月通過定位模擬氮沉降,研究了0-10cm和10-20cm土層土壤微生物數(shù)量、微生物生物量和酶活性對(duì)模擬氮沉降的響應(yīng)。試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)氮處理水平：對(duì)照(CK,0 kgN·hm-2·a-1)、低氮(L,50kgN·hm-2·a-1)、中氮(M,150kgN·hm-2·a-1)和高氮(H,300kgN·hm-2·a-1)。主要研究結(jié)果如下：(1)華西雨屏區(qū)天然常綠闊葉林0-10cm土層的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量大于10-20cm土層,氮沉降未改變?cè)写怪狈植几窬�。土壤�?xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均具有明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài),在0-10cm和10-20cm土層均表現(xiàn)為秋季最高、夏季較低。在10-20cm土層,與CK處理相比,M和H處理在夏季顯著增加了真菌數(shù)量,表明適量氮沉降能有效緩解夏季土壤真菌的氮限制狀態(tài)。(2)氮沉降抑制了0-10cm和10-20cm土層的細(xì)菌數(shù)量,且抑制作用隨氮沉降量的增加而增強(qiáng)；降低了0-10cm土層的真菌數(shù)量,但下降幅度與氮沉降量之間無明顯規(guī)律。氮沉降對(duì)0-10cm土層放線菌數(shù)量的影響表現(xiàn)為先促進(jìn)再抑制,L和M處理增加了放線菌數(shù)量,H處理降低了放線菌數(shù)量;促進(jìn)10-20cm土層的放線菌數(shù)量,M處理的促進(jìn)作用最大。氮沉降對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響隨土壤深度的增加而減弱。(3)華西雨屏區(qū)天然常綠闊葉林0-10cm土層的MBC和MBN含量大于10-20cm土層,氮沉降未改變?cè)写怪狈植几窬�。土壤MBC和MBN含量均具有明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài),在0-10cm和10-20cm土層均表現(xiàn)為秋季最高、夏季較低。在10-20cm土層,與CK處理相比,L和M處理在夏季顯著增加了MBC含量。(4)氮沉降降低了0-10cm土層MBC和MBN含量,下降幅度隨氮沉降量增加而增大。L和M處理對(duì)10-20cm土層MBC和MBN含量無顯著影響,H處理顯著降低了土壤MBC含量。氮沉降對(duì)MBC和MBN含量的影響隨土壤深度的增加而減弱。(5)不同土層間土壤微生物量C/N無顯著性差異,表明不同土層間真菌與細(xì)菌比例無顯著差異。與其他季節(jié)相比,冬季土壤微生物量C/N最大,表明冬季真菌較細(xì)菌處于更加優(yōu)勢(shì)的地位。0-10cm和10-20cm土層土壤微生物量C/N波動(dòng)范圍分別為10.58～11.19和9.62-12.20,說明在華西雨屏區(qū)天然常綠闊葉林土壤微生物群落中真菌占據(jù)優(yōu)勢(shì)。在0-10cm土層,H處理降低了微生物量C/N,使微生物群落向以細(xì)菌為主導(dǎo)的食物網(wǎng)轉(zhuǎn)變。(6)華西雨屏區(qū)天然常綠闊葉林0-10cm土層的蔗糖酶、纖維素酶、脲酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性都大于10-20cm土層,氮沉降未改變其原有垂直分布格局。各處理7種土壤酶活性均具有明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài),且在0-10cm和10-20cm土層中表現(xiàn)一致。纖維素酶活性高峰期出現(xiàn)在春季,酸性磷酸酶、過氧化氫酶活性高峰期出現(xiàn)在夏季、蔗糖酶、脲酶活性高峰期出現(xiàn)在秋季、過氧化物酶、多酚氧化酶活性高峰期出現(xiàn)在冬季。在10-20cm土層,與CK處理相比,M處理改變了土壤酸性磷酸酶活性高峰,使其發(fā)生在秋季；改變了土壤過氧化氫酶活性高峰,使其發(fā)生在春季和秋季。(7)在0-10cm土層,氮沉降對(duì)纖維素酶活性無顯著影響；L處理促進(jìn)了土壤酸性磷酸酶、脲酶活性；M處理促進(jìn)了脲酶活性,抑制了蔗糖酶、過氧化氫酶和多酚氧化酶活性；H處理抑制了蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶、過氧化物酶和多酚氧化酶的活性。氮沉降尤其是高氮沉降顯著抑制了碳循環(huán)相關(guān)酶活性,減緩了土壤碳素周轉(zhuǎn),增加了土壤中難分解有機(jī)質(zhì)的存貯量。在10-20cm土層,氮沉降對(duì)蔗糖酶、脲酶、纖維素酶、酸性磷酸酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性無明顯影響。M和H處理降低了過氧化氫酶活性。
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【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S714

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本文編號(hào)：2397570