本文關(guān)鍵詞：馬尾松人工林林窗對(duì)土壤有效氮和氮轉(zhuǎn)化酶活性的影響

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【摘要】：馬尾松人工林由于樹種組成單一、層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及人為活動(dòng)的干擾,出現(xiàn)了立地衰退、生產(chǎn)力下降等問題。目前針對(duì)馬尾松人工林林地退化等關(guān)鍵科學(xué)問題,主要采用混交林培育和撫育間伐等技術(shù),以期改變這種現(xiàn)狀。撫育間伐作為主要的營(yíng)林措施之一,其采伐形成的林窗在調(diào)節(jié)林內(nèi)人工林生長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)以及生物多樣性等方面具有重要作用。然而采伐形成的林窗能否對(duì)低效人工林林下生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)的積極效應(yīng),是否具有最適宜的林窗采伐面積等問題仍不甚清晰。由此,本研究選擇了長(zhǎng)江上游低山丘陵區(qū)39年生馬尾松人工林為研究對(duì)象,設(shè)置100 m2(G1)、225 m2(G2)、400 m2(G3)、625m2(G4)、900m2(G5)、1225 m2(G6)、1600m2(G7)共7個(gè)梯度人工林林窗,以林下(US)為對(duì)照,分析了不同大小林窗對(duì)土壤全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、脲酶、蛋白酶、羥胺還原酶及亞硝酸還原酶活性的影響,探索了林窗對(duì)土壤氮轉(zhuǎn)化的微觀機(jī)制,結(jié)果顯示：林窗大小僅對(duì)土壤銨態(tài)氮含量有顯著影響,對(duì)其他指標(biāo)差異影響不顯著。各林窗中央的銨態(tài)氮和全氮總體上均隨林窗增大先升后降,且在400m2的林窗出現(xiàn)最高值,而林窗邊緣卻相反,表現(xiàn)出先降后升再降的趨勢(shì),最低值出現(xiàn)在400 m2和625 m2的林窗。100m2的林窗中央和邊緣的硝態(tài)氮明顯高于其他林窗,225m2～1600m2的林窗中央有“M”的變化趨勢(shì),此與秋冬季的蛋白酶活性變化相似。除亞硝酸還原酶在大林窗具有更高的酶活性外,其他酶均表現(xiàn)出小林窗活性較高。林窗大小對(duì)土壤養(yǎng)分含量和酶活性的影響與林窗形成時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān),因此本試驗(yàn)還需要長(zhǎng)期的觀測(cè)和比較研究。林窗中央與邊緣之間僅土壤羥胺還原酶活性有顯著差異。綜合來看,土壤全氮為林窗邊緣高于中央；林窗中央的銨態(tài)氮、脲酶、羥胺還原酶和亞硝酸還原酶活性普遍高于邊緣；春冬季小林窗的中央土壤硝態(tài)氮略高,夏季邊緣較高,秋季與夏季相反：土壤蛋白酶活性在春秋季各林窗的中央普遍低于邊緣,夏冬季中央略高。各指標(biāo)總體上較林下有一定提高。林窗形成初期雖然林窗內(nèi)植物多樣性、水熱條件等發(fā)生迅速的梯度變化,但其對(duì)地下生態(tài)過程的改變尚不明顯,使得林窗中央與邊緣之間有效氮及相關(guān)酶活性無明顯差異。季節(jié)變化對(duì)全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、脲酶、羥胺還原酶、亞硝酸還原酶活性有顯著影響,林窗中央和邊緣土壤銨態(tài)氮總體表現(xiàn)為：春季夏季秋季冬季,而硝態(tài)氮卻表現(xiàn)為春夏季低于秋冬季。蛋白酶活性高峰期出現(xiàn)在春秋季,低谷期出現(xiàn)在春冬季；羥胺還原酶活性高峰期出現(xiàn)在冬季,低谷期出現(xiàn)在秋季,分別與脲酶、亞硝酸還原酶活性季節(jié)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律一致。說明林窗內(nèi)的土壤反硝化作用較弱,硝態(tài)氮隨著植物、微生物的利用及雨水浸出等因素導(dǎo)致流失更多。蛋白酶與羥胺還原酶活性在夏季反而處于較低水平,這可能是因溫度較高,全氮含量逐漸降低導(dǎo)致了氨礦化。研究發(fā)現(xiàn)春季銨態(tài)氮含量高于夏季,其可能是導(dǎo)致蛋白酶活性出現(xiàn)這種現(xiàn)象的重要原因。綜上表明,馬尾松人工林林窗行成后,改變了林內(nèi)的微環(huán)境和土壤養(yǎng)分的循環(huán)過程,這有利于地上植被的恢復(fù)與更新。土壤溫度和含水量促進(jìn)了有效氮的積累和氮轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性,對(duì)反硝化作用有抑制作用。由此可見,土壤溫度和含水量是林窗形成初期影響土壤養(yǎng)分循環(huán)主要的環(huán)境因子。
【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】：2015
【分類號(hào)】：S714

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本文編號(hào)：1207653