黃土高原地區(qū)人工純林由于物種組成單一，層次結(jié)構(gòu)簡單加之復(fù)雜的自然條件原因而出現(xiàn)了林木老化、更新困難、土壤衰退等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)亓值氐姆�(wěn)定性和林業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營。通過研究不同樹種的種間關(guān)系來營造科學(xué)合理的混交林是解決人工純林問題的有效途徑。 不同樹種枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)的影響及相互作用的探討是種間關(guān)系研究的重要內(nèi)容之一。土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)中林木賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而枯落葉作為養(yǎng)分的基本載體，是連接林木與土壤的中間體，在維持土壤肥力、促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)正常物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分平衡方面起著重要的作用。枯落葉的分解影響著林地土壤的生物學(xué)和化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響著林木的種間協(xié)調(diào)性和森林的可持續(xù)性。因此，研究不同樹種枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)的影響以及在對土壤性質(zhì)的影響中是否存在相互作用，可以為林木種間關(guān)系的探索和科學(xué)營造混交林提供依據(jù)。 該研究通過對黃土高原常見的13個樹種枯落葉進(jìn)行單獨和混合分解試驗，探討了不同樹種枯落葉混合分解對土壤微生物、酶活性和化學(xué)性質(zhì)的影響及在對土壤性質(zhì)影響中是否存在相互促進(jìn)或抑制作用，同時用主成分分析法綜合判斷了枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)影響的綜合效應(yīng)。結(jié)果表明: （1）13個樹種枯落葉單獨混土分解不同程度提高了土壤脲酶（油松54%～檸條110%）、脫氫酶（樟子松85%～紫穗槐288%）和磷酸酶（白樺81%～檸條301%）活性，增加了有機質(zhì)（沙棘29%～白樺55%）和堿解N（樟子松11%～檸條49%）含量。同時，這13種枯落葉單獨分解后土壤蔗糖酶、蛋白酶活性和速效K含量也有一定程度的提高。不同樹種枯落葉單獨分解對土壤速效P和CEC的影響差異較大，油松、刺槐、白樺、遼東櫟、白榆、旱柳、檸條和紫穗槐枯落葉單獨分解后土壤速效P含量均有顯著增加，而落葉松、側(cè)柏、小葉楊和沙棘均顯著減少。除小葉楊和遼東櫟外，各個樹種枯落葉單獨分解均使土壤CEC顯著降低。檸條和紫穗槐枯落葉進(jìn)行單獨分解對土壤性質(zhì)的改善作用最明顯。 （2）針葉樹種與其他樹種枯落葉混合分解的研究表明：油松分別與沙棘、刺槐、小葉楊和紫穗槐枯落葉成對混合分解對土壤性質(zhì)的影響綜合表現(xiàn)為相互促進(jìn)，而與檸條、落葉松、白樺、遼東櫟和側(cè)柏枯落葉成對混合分解對土壤性質(zhì)綜合表現(xiàn)為相互抑制，與白榆枯落葉作用不明顯；樟子松分別與白樺、刺槐、白榆和檸條枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)作用，而與小葉楊、沙棘、紫穗槐、側(cè)柏和遼東櫟枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互抑制作用，與落葉松枯落葉無明顯作用；落葉松分別與刺槐、紫穗槐和白樺枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)作用，而分別與檸條、側(cè)柏、白榆、遼東櫟、小葉楊枯落葉存在相互抑制作用，與沙棘枯落葉無明顯作用；側(cè)柏分別與紫穗槐、白樺、檸條和沙棘枯落葉混合分解對土壤存在相互促進(jìn)作用，而與小葉楊、白榆、刺槐和遼東櫟枯落葉則相反。 （3）闊葉樹種枯落葉混合分解的研究表明：小葉楊與白榆枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)作用，而與檸條、紫穗槐、沙棘和遼東櫟枯落葉則存在相互抑制作用，分別與刺槐、白樺枯落葉混合分解對土壤影響的作用不明顯；刺槐分別與白樺和沙棘枯落葉分解對土壤的影響存在相互促進(jìn)作用，而與遼東櫟和檸條枯落葉則存在相互抑制作用，刺槐與白榆枯落葉分解相互作用不明顯；白樺分別與沙棘、紫穗槐和檸條3種灌木樹種枯落葉分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)作用，而分別與遼東櫟和白榆相反；遼東櫟分別與檸條和沙棘枯落葉分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)作用，而分別與紫穗槐和白榆相反；白榆分別與沙棘和旱柳枯落葉分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)作用，而分別與紫穗槐和檸條相反；旱柳分別與沙棘和紫穗槐枯落葉混合分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)作用，而與檸條枯落葉分解則相反。 （4）灌木樹種沙棘、檸條和紫穗槐枯落葉兩兩混合分解后，沙棘與紫穗槐枯落葉、檸條與紫穗槐枯落葉兩種組合對土壤性質(zhì)的影響綜合表現(xiàn)為相互促進(jìn)作用，而沙棘與檸條枯落葉對土壤性質(zhì)的影響綜合表現(xiàn)為相互抑制。沙棘、檸條和紫穗槐這3種固氮樹種枯落葉混合分解并不總是對土壤氮素和其他養(yǎng)分的影響產(chǎn)生促進(jìn)作用，可能與分解過程中產(chǎn)生的化合物有關(guān)。 （5）不同類型枯落葉混合分解后存在兩大情況，一種是對土壤性質(zhì)作用的疊加效應(yīng)，也稱加性效應(yīng)（additive effects），本文中表現(xiàn)為不同枯落葉混合分解后土壤性質(zhì)實測值與預(yù)測值無明顯差異，即對土壤性質(zhì)無明顯相互作用，占全部作用結(jié)果的少數(shù)部分；另一種是非加性效應(yīng)（nonadditive effects），表現(xiàn)為不同枯落葉分解對土壤性質(zhì)的影響存在相互促進(jìn)或抑制作用，占全部結(jié)果的大多數(shù)。產(chǎn)生促進(jìn)作用的原因是枯落物混合為分解者提供更為有利的微環(huán)境，使得微生物數(shù)量、活性和群落結(jié)構(gòu)更加完善，同時，高質(zhì)量的枯落葉通過分解者將有效養(yǎng)分通過被動擴(kuò)散和菌絲橋轉(zhuǎn)移給了質(zhì)量較低的枯落葉，從而加快了混合枯落葉的分解速度和土壤養(yǎng)分的提高。而抑制作用是因為不同枯落葉在混合分解過程中釋放了一些次級化合物，如單寧酸、多酚類，它們能抑制枯落物的分解，影響?zhàn)B分的輸入。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：S714
【部分圖文】：

的田間持水量，通過計算確定培養(yǎng)土壤的應(yīng)加水量），用塑料薄膜覆蓋缽口以防水分的大量散失，并在薄膜上留3～4個通氣孔，然后將所有培養(yǎng)缽放在室溫（20℃～25℃）進(jìn)行分解試驗培養(yǎng)（見圖2-1）。在培養(yǎng)過程中，每隔7 d對培養(yǎng)缽進(jìn)行稱重，根據(jù)水分散失情況，揭開缽口塑料薄膜用噴水器均勻補充水分，始終調(diào)節(jié)土壤濕度不變，即培養(yǎng)缽質(zhì)量保持恒定。連續(xù)進(jìn)行120 d的培養(yǎng)實驗，直到觀察絕大部分枯落葉分解為止。圖 2-1 枯落葉混合分解培養(yǎng)Figure 2-1 Decomposition of litter mixtures2.2.3 指標(biāo)測定分解試驗之后，將培養(yǎng)好的土壤樣品全部平攤到干凈的瓷盤里，充分混合后取部分鮮土測定土壤微生物數(shù)量，剩余土樣風(fēng)干后測定其他生物化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。具體的指標(biāo)測定方法如下：土壤微生物數(shù)量用稀釋平板分離測數(shù)法(程麗娟和薛泉宏 2000)：將上述培養(yǎng)后的 1份新鮮土樣過 1 mm 篩，稱量、烘干測定土壤含水量. 再稱取 10 g 鮮土放入 90 mL 無菌水中

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2810072