川中丘陵區(qū)地處長江上游四川盈地中部,原始森林覆蓋率極低,后續(xù)人工林由于初植密度過大、經(jīng)營管理不善形成大面積低效林,導(dǎo)致這一區(qū)域水土流失嚴重生態(tài)環(huán)境遭到破壞。因此2012年對四川省德陽市旌陽區(qū)典型的柏木低效林進行結(jié)構(gòu)調(diào)整,通過林窗、林帶疏伐等改造方式來探尋適合該區(qū)域低效林改造的有效途徑。森林土壤微生物是森林地下生態(tài)系統(tǒng)最重要的組成部分,是影響土壤生態(tài)功能、森林生態(tài)效益能否正常發(fā)揮的主導(dǎo)因素。本研究以川中丘陵區(qū)柏木低效林為研究對象,采用不同面積(50m2、100m2、150m2、200m2)的林窗式疏伐以及引入鄉(xiāng)土闊葉樹種并輔之以對照,研究林窗改造后土壤養(yǎng)分含量、可培養(yǎng)微生物數(shù)量、微生物生物量和土壤酶活性的動態(tài),以期得到因季節(jié)變化而引起的各因子的變化規(guī)律,從中探尋不同開窗面積和不同恢復(fù)方式對土壤微生物、土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量的影響,為川中丘陵區(qū)低效林生態(tài)服務(wù)功能的提升提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考。研究結(jié)果如下：(1)林窗改造改變了林內(nèi)的微環(huán)境,1月和3月表現(xiàn)在為林窗面積越大土壤溫度越高,而含水量卻與之相反,且這時林下對照樣地的土壤溫度最低含水量最高：在7月和10月林窗改造對林內(nèi)微環(huán)境的影響不顯著。(2)土壤養(yǎng)分含量受林窗改造的影響較大,表現(xiàn)為林下對照樣地土壤養(yǎng)分含量的最高值均高于林窗,但只有人工促進恢復(fù)模式50m2、100m2和150m2林窗內(nèi)土壤有機質(zhì)和全磷含量的平均值高于林下對照樣地和相同面積的自然恢復(fù)林窗,土壤全氮和水解氮含量的平均值則表現(xiàn)為林下對照樣地顯著高于林窗；人工促進恢復(fù)林窗內(nèi)土壤養(yǎng)分含量季節(jié)動態(tài)表為1月3月7月10月,林下對照樣地為7月土壤養(yǎng)分含量最低,但最高值表現(xiàn)不一,自然恢復(fù)林窗為1/10月3月7月；林窗內(nèi)土壤養(yǎng)分的最高值及最低值均在200m2和150m2的大林窗內(nèi);土壤全磷含量的季節(jié)動態(tài)表現(xiàn)為7月和10月1月和3月。(3)林窗的形成在一定程度上促進了地下土壤微生物的生長發(fā)育,人工促進恢復(fù)林窗150m2和200m2內(nèi)可培養(yǎng)微生物數(shù)量、土壤微生物生物量均顯著高于對照和自然恢復(fù)林窗(10月份除外)；土壤微生物生物量的最高值均出現(xiàn)在150m2和200m2的大林窗內(nèi),且不同恢復(fù)方式內(nèi)微生物生物量的最高值表現(xiàn)為：人工促進恢復(fù)林窗林下對照樣地自然恢復(fù)林窗,土壤可培養(yǎng)微生物總數(shù)的最大值也均出現(xiàn)在200m2和150m2林窗內(nèi)；微生物生物量的季節(jié)動態(tài)表現(xiàn)為7月和10月1月和3月,可培養(yǎng)微生物數(shù)量隨著菌種的不同,其季節(jié)變化亦不同。(4)土壤酶活性在同一月份下各樣地間差異并不顯著,但對所測數(shù)據(jù)進行平均值分析時發(fā)現(xiàn),兩種恢復(fù)模式下150m2的林窗內(nèi)所測4種酶的活性平均值均高于林下對照樣地,且各林窗內(nèi)土壤酶活性的最高值也多集中在面積為150m2的林窗內(nèi),季節(jié)動態(tài)上表現(xiàn)為7月和10月顯著高于1月和3月(P0.05)。(5)由多因素方差分析得出：季節(jié)動態(tài)是影響林內(nèi)土壤養(yǎng)分含量、可培養(yǎng)微生物數(shù)量、微生物生物量和酶活性的最首要的因素,不同林窗恢復(fù)方式對所測指標的影響雖不及季節(jié)和土層的變化所帶來的影響大,但強于不同林窗面積所帶來的影響。(6)通過研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)人工促進恢復(fù)150m 2林窗內(nèi)土壤養(yǎng)分含量、土壤可培養(yǎng)微生物的數(shù)量、微生物生物量含量和土壤酶活性均優(yōu)于其他林窗和林下對照樣地,表明這種林窗可能更有利于土壤微生物的生長。綜上所述林窗的形成在一定程度上改變了林內(nèi)的郁閉環(huán)境,但自然恢復(fù)林窗并沒有為土壤回歸更多的養(yǎng)分,因此其林內(nèi)土壤養(yǎng)分含量及微生物各方面的指標均不高于林下對照樣地；而人工促進恢復(fù)林窗內(nèi)小面積林窗在土壤養(yǎng)分歸還上仍遜于林下對照樣地,但在150m2的大面積林窗內(nèi)養(yǎng)分歸還的多元性和林內(nèi)氣候較其他林窗及林下對照樣地有較大程度的改善,因此這兩個林窗內(nèi)土壤養(yǎng)分含量、土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量、微生物生物量和土壤酶活性均不低于林下對照樣地及其他林窗,這表明人工促進恢復(fù)150m2的林窗內(nèi),森林土壤為土壤微生物提供了更適宜的環(huán)境,土壤微生物生物量含量、土壤酶活性更佳,這一結(jié)果可為川中丘陵區(qū)低效林的改造及其后續(xù)工作提供重要的理論參考。
【學(xué)位單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S714.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 林窗研究進展
        1.1.1 林窗概念
        1.1.2 林窗對林內(nèi)微環(huán)境及林內(nèi)物種的影響
        1.1.3 林窗內(nèi)土壤微生物研究意義
    1.2 土壤微生物研究進展
        1.2.1 森林土壤微生物對林內(nèi)空間異質(zhì)性的響應(yīng)
        1.2.2 影響森林土壤微生物活性的因素
    1.3 土壤酶活性研究進展
        1.3.1 土壤酶的來源和分類
        1.3.2 土壤酶活性的影響因素
    1.4 研究目的與意義
2 研究區(qū)概況與研究方法
    2.1 研究地概況
    2.2 研究方法
        2.2.1 樣地設(shè)置
        2.2.2 樣品采集
    2.3 室內(nèi)分析
        2.3.1 土壤理化指標測量
        2.3.2 土壤微生物動態(tài)測定
    2.4 數(shù)據(jù)處理
    2.5 技術(shù)路線
3 結(jié)果與分析
    3.1 林窗改造對土壤理化性質(zhì)動態(tài)變化的影響
    3.2 林窗改造對土壤微生物活性動態(tài)的影響
    3.3 林窗改造對土壤酶活性動態(tài)變化的影響
    3.4 季節(jié)動態(tài)、土層深度、林窗面積及恢復(fù)方式與土壤微生物生化活性的方差分析
4 討論
    4.1 林窗改造對土壤養(yǎng)分歸還的影響
    4.2 林窗改造對土壤微生物、土壤酶活性的影響
    4.3 林窗改造過程中影響林內(nèi)土壤微生物活性的主導(dǎo)因素
5 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝

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本文編號：2864370