检索结果-南通市图书馆

作者：卿艳霞福建师范大学

学位级别：硕士

由于热带、亚热带森林生态系统及其地下过程如何响应未来气候变化存在着巨大的不确定性,在全球气候预测模型中缺乏相应的试验数据支撑,因此在热带、亚热带开展土壤增温及氮沉降模拟试验研究非常必要。本项研究采用增温和氮添加双因素正... 详细信息

由于热带、亚热带森林生态系统及其地下过程如何响应未来气候变化存在着巨大的不确定性,在全球气候预测模型中缺乏相应的试验数据支撑,因此在热带、亚热带开展土壤增温及氮沉降模拟试验研究非常必要。本项研究采用增温和氮添加双因素正交实验设计,实验样地位于福建省三明市森林生态系统和全球变化研究站杉木幼林增温样地,选择对照（CT）、增温（W）、施氮（N）、增温和施氮（WN）、四个处理,每个处理5个重复。运用磷脂脂肪酸法（PLFA）来分析微生物群落组成的变化,用96微孔板法来分析土壤酶活性的变化,用两步硫酸水解法来定量分析土壤活性碳氮库和惰性碳氮库的变化,探讨增温、氮沉降以及增温氮沉降的交互作用是如何影响亚热带森林土壤地下碳氮库不同组分的。研究发现:（1）增温处理土壤 LPI-C（H2SO4-labile carbon pool Ⅰ）的含量显著降低了 26%（P＜0.05）;施氮处理和增温施氮处理LPI-C的含量都没有显著变化。增温、施氮和增温施氮交互处理土壤LPII-C（H2SO4-labilecarbonpool Ⅱ）含量较对照分别极显著降低了 36%,31%,34%（P＜0.01）。但是,对于 RP-C（recalcitrant carbon pool）含量,各处理与对照相比都没有显著差异。这表明增温增强了土壤活性碳库的分解,使土壤活性碳库的循环加速。增温、施氮和增温施氮交互处理均显著增强了β-葡萄糖苷酶和纤维素水解酶的活性,相关分析也表明,土壤活性碳库的变化与β-葡萄糖苷酶和纤维素水解酶极显著相关。这说明,增温、施氮和增温施氮交互处理土壤LPII-C含量的降低是由于增强了土壤β-葡萄糖苷酶和纤维素水解酶的活性引起的。（2）增温处理土壤LPI-N的含量显著降低了 21%（P＜0.05）;施氮处理LPI-N含量则没有显著变化,而增温施氮处理土壤LPI-N含量显著降低14%（P＜0.05）,并与增温处理之间没有显著差异,这表明增温是使土壤活性氮库I降低的主要因素。增温、施氮处理土壤LPII-N的含量分别显著降低了 25%（P＜0.05）和18%（P＜0.05）,且增温与增温施氮交互处理之间有显著差异（P＜0.05）。这表明增温与施氮的单因素作用都会显著影响土壤活性氮库Ⅱ的含量。增温处理土壤RP-N的含量显著降低了20%（P＜0.05）;而施氮、增温和施氮交互处理则没有显著差异。综上所述,增温处理是引起土壤氮含量变化的主要因素。（3）增温处理铵态氮含量没有显著变化;施氮和增温施氮的交互作用均显著增加了铵态氮的含量,分别为49%和59%（P＜0.05）,且均与增温处理有显著差异,这表明,氮添加是引起样地中氨态氮含量增加的主要因素。增温显著增加了硝态氮含量57%（P＜0.05）,施氮处理显著减少了硝态氮含量52%（P＜0.01）,而增温施氮的交互处理和对照相比没有显著差异,这表明硝态氮含量受到增温和施氮的双重影响,且增温和施氮的效应可以相互弱化。

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同方学位论文库评论

磷添加对杉木人工林土壤不同呼吸组分的影响及机制

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作者：肖华翠福建师范大学

学位级别：硕士

土壤呼吸是大气和陆地生态系统之间的第二大碳通量,其微小变化将会显著增加或降低大气中二氧化碳的浓度,进而对全球气候变暖产生深远的影响。土壤养分通过调控微生物生长代谢过程影响土壤呼吸,厘清土壤呼吸与土壤养分之间的关系对预测... 详细信息

土壤呼吸是大气和陆地生态系统之间的第二大碳通量,其微小变化将会显著增加或降低大气中二氧化碳的浓度,进而对全球气候变暖产生深远的影响。土壤养分通过调控微生物生长代谢过程影响土壤呼吸,厘清土壤呼吸与土壤养分之间的关系对预测全球陆地碳循环至关重要,是当前全球变化领域的热点问题。磷是限制陆地生态系统初级生产力的关键养分元素之一,而亚热带森林土壤高度风化,大部分磷被铁铝氧化物固定,土壤有效磷含量低,导致该区域内微生物活动趋向受磷限制。与此同时,由于人类活动导致磷沉降和磷肥大量输入,这会改变土壤磷养分状况,进而影响土壤呼吸,然而土壤呼吸及其组成部分(自养呼吸、异养呼吸及其菌根诱导呼吸)对磷养分的变化做出何种响应?影响机制是什么?目前仍存在不确定性。为此,本研究在杉木人工林样地上,设置磷添加和对照两种处理,通过分室隔离技术(隔根、隔菌根处理)将土壤呼吸分成土壤异养呼吸、根呼吸以及菌根诱导呼吸三个组分,探讨磷添加对亚热带杉木人工林土壤不同呼吸组分的影响。结合磷添加后土壤理化性质、微生物群落组成、酶活性、根系属性等生物和非生物因素的变化特征,旨在阐明磷添加对杉木人工林不同呼吸组分影响的作用机制。本研究有助于深入认识磷养分调控土壤呼吸及其组分变化的作用机制,将为磷养分纳入地球系统模型提供理论基础,对我国杉木人工林的经营和管理具有重要的实践意义。主要结果如下:(1)磷添加显著改变土壤理化性质,磷添加后土壤p H、总磷(TP)、有效磷(AP)显著增加,表明磷添加增加土壤磷有效性,并且可能会缓解由氮沉降带来的土壤酸化进程;磷添加后土壤可溶性有机碳(DOC)显著增加,并且土壤DOC腐质化和芳香化指数显著提高,说明磷添加将增加土壤有机碳淋溶损失的风险,并且提高土壤DOC稳定性碳的比例;磷添加后土壤矿质氮(NH-N和NO-N)和可溶性有机氮(DON)显著降低,说明磷添加将改变土壤氮转化过程,降低氮的淋溶损失,这可能会导致杉木人工林生态系统由磷限制转向氮限制。(2)磷添加显著增加土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)以及微生物生物量磷(MBP)和土壤不同类型微生物磷脂脂肪酸的含量,而显著降低土壤MBC/MBP及MBN/MBP,但是磷添加后土壤革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌(GP:GN)以及真菌与细菌比值(F:B)变化不显著,并且相关分析表明土壤总磷、有效磷以及DOC含量是解释土壤微生物生物量变化的关键因子,说明磷可能是限制杉木人工林土壤微生物生长的养分元素之一,磷添加通过提高土壤磷有效性和DOC含量,进而促进土壤微生物生长。(3)磷添加显著降低土壤酸性磷酸酶活性,而对土壤β-葡萄糖苷酶(βG)、β-氮乙酰基葡萄糖苷酶(NAG)、纤维素水解酶(CBH)活性影响不显著,但是βG/ACP、和NAG/ACP显著增加,说明了磷添加后微生物磷养分需求降低,土壤有机磷的转化速率降低,而土壤微生物对碳底物和氮养分的需求增加。(4)磷添加显著增加杉木人工林土壤总呼吸年通量和异养呼吸年通量,同时磷添加后杉木人工林土壤根呼吸年通量和菌根诱导呼吸年通量也呈增加的趋势,说明磷添加将增加土壤二氧化碳排放,并且磷可能是限制杉木人工林土壤微生物活性的养分元素之一;磷添加后土壤总呼吸、异养呼吸、根呼吸以及菌根呼吸的Q呈增加趋势,并且土壤总呼吸和异养呼吸的Q对磷添加的响应存在显著性,说明磷肥添加可能导致土壤呼吸的温度敏感性增加,未来气候变暖可能会增加高磷有效性土壤中有机碳分解速率;相关分析结果发现,土壤异养呼吸与DOC、NO-N、AP、TP等非生物因子呈显著正相关,与GN、βG、MBC、MBN/MBP等生物因子呈显著正相关;冗余分析结果表明土壤AP、DOC是解释土壤呼吸组分变化的关键因子,说明磷添加后土壤异养呼吸变化是生物因素和非生物因素共同调控的结果,并且磷添加主要通过改变微生物生物量、群落组成以及碳基质有效性等影响土壤呼吸。综上,短期磷添加通过改变土壤磷有效性和DOC含量,直接或间接影响土壤微生物活性,提高土壤呼吸,而短期磷添加对根呼吸和菌根诱导呼吸影响不显著。本研究结果明晰了磷添加通过调控土壤生物因素和非生物因素作用于土壤呼吸及其组分的可能作用机制,对于完善地球系统模型和亚热带森林经营与管理提供理论依据。

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外源磷添加对中亚热带森林土壤有机碳矿化的影响

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作者：陈忠福建师范大学

学位级别：硕士

磷在陆地生态系统碳循环中扮演着重要的角色,然而当前关于磷有效性对土壤有机碳矿化和微生物代谢的影响机制尚不明确。磷添加对土壤有机碳矿化及微生物代谢的影响因施加量、所处地域、土壤类型等因素的不同而不同,并且当前的研究侧重于... 详细信息

磷在陆地生态系统碳循环中扮演着重要的角色,然而当前关于磷有效性对土壤有机碳矿化和微生物代谢的影响机制尚不明确。磷添加对土壤有机碳矿化及微生物代谢的影响因施加量、所处地域、土壤类型等因素的不同而不同,并且当前的研究侧重于磷添加对土壤微生物代谢过程影响,而忽视了土壤碳与磷之间的物理化学相互作用过程(如吸附-解析)以及不同质量碳底物对磷添加的响应。此外,外源磷添加对土壤磷有效性的影响亦受土壤母质、土壤磷形态组成及土壤质地等因素的影响。因此,本研究分别以未施肥的砂岩和花岗岩发育的两种森林土壤为研究对象,通过室内模拟磷添加实验,探讨外源磷输入对两种不同母质森林土壤有机碳矿化的影响,试图回答磷养分是否限制本区域土壤有机碳矿化的重要因素,以期为未来气候变化下森林经营和管理提供理论支持。试验样地分别位于福建省三明市陈大镇国有林场(花岗岩发育的米槠及杉木土壤)和格氏栲自然保护区(砂岩发育的米槠及杉木土壤),主要结果如下:(1)施磷与林分类型均能引起土壤有机碳矿化显著改变,且两者间存在显著交互作用,并且土壤有机碳累积矿化量亦受土壤母质的影响。总体上,施磷显著提高四种森林土壤有机碳矿化速率及累积矿化量,且米槠天然林土壤有机碳矿化情况整体大于杉木人工林。在相同母质基础上,土壤有机碳矿化水平表现为米槠天然林高于杉木人工林;在相同林分条件下,施磷作用下的花岗岩森林土壤有机碳矿化水平大于砂岩土壤。其中,施磷处理下的砂岩米槠土壤有机碳的平均矿化速率较CT分别高出10.64%、40.77%,土壤有机碳累积矿化量较CT分别增加1.44%、16.26%;花岗岩米槠土壤有机碳平均矿化速率较CT分别高出18.89%、46.92%,累积矿化量较CT分别高出9.81%、21.43%。施磷处理下的砂岩杉木土壤有机碳平均矿化速率较CT分别高出5.21%、32.57%,累积矿化量较对照分别增加0.5%、8.65%;花岗岩杉木土壤有机碳平均矿化速率较CT则分别高出28.17%、82.90%,累积矿化量高出13.79%、43.25%,说明磷对中亚热带地区的碳矿化过程起着重要的限制作用。在未施肥的森林系统中,短期的施磷会显著刺激土壤有机碳的分解,造成碳损失,不利于土壤对碳的保护。(2)施磷及林分差异也显著地影响到土壤DOC等具体理化指标。总体而言,施磷促使两种母质基础上的米槠和杉木土壤DOC、MBC等活性碳含量上升,为土壤微生物活动提供了更为丰富的碳源。就两种林分类型而言,米槠林的土壤DOC、MBC含量要整体高于杉木。其中,施磷对两种母质的森林土壤DOC的刺激作用在前期最为突出。施磷第1天,砂岩米槠土壤DOC含量较CT分别增加304%、1181%,砂岩杉木土壤DOC较CT增加322%、870%。花岗岩米槠土壤DOC含量较CT分别增加215.1%、453.56%,花岗岩杉木较CT增加151.55%、487%;并且施磷对两种母质森林土壤DOC的刺激作用均在第15天左右达到最大,说明短期施磷除了会刺激土壤有机碳矿化分解外,也会引起土壤有机碳吸附解析特征的改变,显著提高溶解性有机碳的含量,因此短期施磷可能会导致土壤有机碳的淋溶损失。(3)施磷和林分类型差异对两种母质的米槠和杉木土壤微生物群落结构产生显著影响。米槠和杉木土壤中的各微生物群落含量均体现为随施磷水平的增加而整体上升。砂岩米槠土壤微生物群落中,放线菌对磷添加的响应效果最好,高出对照46.11%。砂岩杉木中,革兰氏阳性菌对磷添加的响应效果最明显,较对照高出28.91%～56.48%。在花岗岩米槠和杉木中,真菌群落对施磷的响应效果最明显,分别较对照高出61.28%和35.79%,说明在砂岩森林土壤中,施磷主要对细菌群落起到最突出的刺激作用;而在花岗岩森林土壤中,施磷则主要影响真菌群落。造成这种差异的原因,可能是由于施磷引起土壤底物及pH的改变所致。此外,林分类型对米槠和杉木土壤中微生物群落结构的影响可能还会因土壤母质的差异而有所不同,具体表现为砂岩米槠土壤中的真菌、细菌及总菌类生物量均高于砂岩杉木,而花岗岩米槠土壤中的各种菌类生物数量则要小于花岗岩杉木。(4)两种母质的米槠和杉木土壤酶活性对施磷和林分类型的响应情况差异明显,说明其酶活性的变化受到多种因素的影响。土壤酶活性除受限制性养分的调控外,可供微生物代谢利用的碳底物也是限制土壤酶活性的重要物质基础,特别是两种母质的米槠和杉木中的2种木质素降解酶(PHO、PER)在施磷作用下,相比于对照均明显降低,而引起这种下降的原因可能正是由于施磷使土壤DOC含量增多,微生物对木质素等难分解物质利用效率降低所致。

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中亚热带不同树种造林对土壤有机碳和养分含量的影响

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作者：郑宪志福建师范大学

学位级别：硕士

本研究基于福建三明格氏栲自然保护区森林生态系统与全球变化研究站所建立的同质园野外试验平台,并于5年后,分别选取米槠、火力楠、马尾松和杉木4种不同树种,进行关于树种对土壤有机碳及其养分有效性的影响。研究结果表明:(1)造林对土... 详细信息

本研究基于福建三明格氏栲自然保护区森林生态系统与全球变化研究站所建立的同质园野外试验平台,并于5年后,分别选取米槠、火力楠、马尾松和杉木4种不同树种,进行关于树种对土壤有机碳及其养分有效性的影响。研究结果表明:(1)造林对土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)和总磷(TP)无显著影响(P>0.05),造林5年后,4种树种土壤SOC、TN和TP亦无显著的差异(P>0.05)。原因可能是造林年限较短,细根储量和凋落物现存量较低,而树种对土壤过程的影响需要在土壤有机质的时间尺度上进行研究。(2)造林5年,火力楠、米槠、马尾松和杉木土壤速效磷(Available P)分别下降41.97%、63.53%、47.17%和50.16%,4种树种速效磷含量在造林后均极显著下降;火力楠、米槠、马尾松和杉木土壤钾离子(K+)含量分别下降10.18%、27.17%、17.76%和30.72%,米槠土壤K+含量显著下降(P<0.05),杉木土壤K+含量达到极显著下降(P<0.001);火力楠、马尾松钙离子(Ca2+)含量分别增加24.40%和1.32%;米槠和杉木土壤Ca2+含量分别下降50.39%和67.57%,米槠土壤Ca2+含量显著下降(P<0.05),杉木土壤Ca2+含量达到极显著下降(P<0.01);火力楠、马尾松、米槠和杉木镁离子(Mg2+)含量分别下降33.42%、56.01%、49.61%和80.97%,火力楠土壤Mg2+含量显著下降(P<0.05),马尾松土壤Mg2+含量达到极显著下降(P<0.01);米槠和杉木土壤Mg2+含量达到极显著下降(P<0.001)。说明造林对速效性养分元素的影响较大,树木生长量和淋溶作用是造成此类养分元素降低的主要原因。此外,四种树种阳离子交换量(CEC)含量均显著下降(P<0.05)。以上结果说明在短期造林过程中,不利于土壤N、P、K等养分元素的累积。林地的有效氮、速效P和速效K含量低,可能是林木生长的限制因子。在幼林阶段,施以适量的氮肥、磷肥和钾肥可增加林地的速效P和速效K含量,有利于促进林木生长。(3)造林5年后,火力楠土壤可溶性有机碳(DOC)最高,米槠次之,马尾松和杉木最低(P<0.01)。阔叶树种显著高于针叶树种。火力楠土壤可溶性有机氮(DON)显著高于其余3种树种(P<0.01)。凋落物的淋滤和土壤微生物活动是可能造成土壤DOC和DON差异的主要原因。说明火力楠最有利于土壤DOC、DON的固持。(4)在微生物特性方面,土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、微生物量磷(MBP)含量均表现为火力楠最高,杉木最低。土壤微生物量很大程度上取决于土壤DOC含量。杉木的各类微生物群磷脂脂肪酸(PLFA)含量均是最低的,其原因可能在于凋落物数量较少且分解速度较慢,释放到土壤中的养分较少。4种树种土壤微生物群落结构之间均无显著的差异,说明这4种树种土壤碳结构没显著差异。表明在造林过程中,不同树种对SOC的影响,主要体现在量的方面,且总体上是火力楠有利土壤活性炭的固存,杉木不利于土壤活性炭的固存。(5)火力楠、米槠和杉木土壤β-葡萄糖苷酶(βG)活性显著高于马尾松(P<0.05);米槠和火力楠土壤纤维素水解酶(CBH)活性显著高于马尾松和杉木(P<0.05);米槠土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性显著高于马尾松和杉木(P<0.05);火力楠、马尾松以及米槠土壤酸性磷酸酶(AP)活性显著高于杉木(P<0.05)。总体而言,阔叶树种土壤酶活性更高,土壤群落新陈代谢和养分需求更旺盛,表明阔叶树种更有利于土壤C、N、P的转化。

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增温对不同林龄杉木林土壤磷组分的影响及其机制

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作者：李靖雯福建师范大学

学位级别：硕士

磷是限制亚热带森林生产力的重要养分之一,而增温带来水、汽、能量的变化将直接或间接影响磷生物地球化学循环过程,从而对土壤磷的供给能力产生何种影响仍存在不确定性。此外,林龄则通过改变植物的磷养分需求、归还和周转等过程,导致土... 详细信息

磷是限制亚热带森林生产力的重要养分之一,而增温带来水、汽、能量的变化将直接或间接影响磷生物地球化学循环过程,从而对土壤磷的供给能力产生何种影响仍存在不确定性。此外,林龄则通过改变植物的磷养分需求、归还和周转等过程,导致土壤磷供给能力存在显著差异。当前已有研究大部分基于微宇宙的幼苗控制的实验结果,而关于生态系统水平上的不同林龄土壤磷供给能力是否因土壤增温而改变仍鲜有报道,且关于不同林龄土壤磷组分将对增温响应是否存在差异性?增温情况下影响不同林龄土壤磷组分迁移转化的生物和非生物因素为何?目前仍不清楚。本研究依托福建三明森林生态系统与全球变化研究站格式栲观测站,在相同母质的基础上,以杉木幼林(5年)和杉木成熟林(40年)土壤为研究对象,采用土壤加热电缆增温方式,增温幅度4℃,观测增温处理下幼林和成熟林土壤磷组分(Hedley P)、土壤微生物(磷脂脂肪酸法PLFA、微生物生物量C\N\P)、土壤酶活性、以及土壤理化性质(p H、盐基离子和铁/铝氧化物)等的变化。旨在阐明增温对中亚热带不同林龄杉木土壤磷组分的影响及机制。主要结果和结论如下:(1)就林龄而言,杉木幼林0-10 cm和10-20 cm土层土壤活性磷(Labile-P)、有机磷(Po)、钙磷(Ca-P)、残余磷(Residual-P)组分和总磷(TP)的含量均小于成熟林,表明成熟林具有较高的土壤磷有效性和磷供应能力。土壤增温造成了幼林0-10 cm和10-20 cm土层土壤有效磷含量的显著降低,而对成熟林0-10 cm土层土壤有效磷含量没有显著影响,说明增温对不同发育阶段杉木土壤磷有效性影响不一致,气候变暖将可能导致亚热带杉木幼龄森林供磷能力降低,磷限制状态将可能加剧。(2)林龄、增温处理及其交互作用显著影响土壤微生物生物量及酶活性。就林龄而言,在0-10 cm土层,幼林土壤微生物生物量碳和微生物生物量磷显著低于成熟林,而在0-10 cm和10-20 cm土层中土壤微生物群落各部分生物量和总量均表现为杉木幼林大于成熟林,林龄则对土壤酶活性影响不显著。此外,土壤增温显著降低幼林不同功能属性的微生物生物量(PLFA),但增温对幼林和成熟林土壤酶活性影响不一致,表现为增温显著降低了幼林土壤β-葡萄糖苷酶(βG)、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(AP)、和亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性,增加了杉木成熟林土壤βG、NAG和AP酶活性,表明增温将降低杉木幼林土壤微生物对土壤C、N、P转化速率,提高成熟林土壤微生物对土壤C、N、P转化速率。(3)林龄、增温处理显著影响土壤铁铝氧化物和盐基离子含量。就林龄而言,幼林土壤铁铝氧化物和盐基离子含量均低于成熟林。并且增温增加了杉木幼林土壤K、Ca、Na、Al离子含量,而对成熟林土壤盐基离子的影响不显著,说明增温可能会增加幼龄林盐基离子的流失,从而增加土壤酸化进程。(4)相关分析发现土壤Labile-P、Po、Ca-P、Residual-P组分和TP与土壤含水率(SWC)、土壤铁铝氧化物、盐基离子(除Na离子)成显著正相关关系,并且,Labile-P和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)与酶活性和不同属性微生物生物量成正相关关系。此外,RDA分析表明,络合铝(Al)、铝离子(Al)、和SWC是影响磷组分变化的主要环境因子。因此增温对不同林龄杉木土壤磷组分的变化是非生物因素与生物因素共同调节的结果,并且非生物因素的作用强于生物因素。

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不同树种对土壤有机碳组分的影响——5种中亚热带树种同质园试验

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作者：张星星福建师范大学

学位级别：硕士

不同树种通过凋落物的数量和质量、根系分泌物等对土壤物理化学性质、有机碳及微生物产生影响。在全球气候变化的大背景下,树种的合理选择对森林生态系统土壤碳动态应对气候变化响应机制具有重要意义。2012年在气候、土壤和经营历史相... 详细信息

不同树种通过凋落物的数量和质量、根系分泌物等对土壤物理化学性质、有机碳及微生物产生影响。在全球气候变化的大背景下,树种的合理选择对森林生态系统土壤碳动态应对气候变化响应机制具有重要意义。2012年在气候、土壤和经营历史相同的条件下建立了中亚热带地区常见13个树种同质园试验,2017年选择其中5个树种,即3个阔叶树种(火力楠(Michelia macclurei)、木荷(Schima superba)、米槠(Castanopsis carlesii))和2个针叶树种(马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata))人工纯林进行了调查,测定的指标主要有土壤有机碳的活性组分和难降解组分、物理化学性质、微生物群落结构和酶活性。其目的是分析树种对土壤有机碳组分的影响。主要研究结果如下:(1)不同树种土壤活性有机碳的含量均有差异。土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤易氧化碳(EOC)和酸解土壤有机碳活性组分(LPⅠ-C、LPⅡ-C)的含量均表现为阔叶树种>针叶树种的趋势,其中杉木的含量最低。同时,5个树种土壤有机碳的活性组分大都具有显著的相关关系。不同树种土壤总有机碳(SOC)和酸解土壤难降解有机碳(RP-C)的含量均没有显著差异,这是由于同质园试验,树种的林龄太小(5年),凋落物输入土壤的数量有限,还没有累积到足以影响或改变土壤总有机碳和惰性有机碳含量的变化。(2)土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比例分别为DOC/SOC在0.16%～0.56%之间,MBC/SOC在0.34%～3%之间,EOC/SOC在 14.48%～23.25%之间,LP-C/SOC在45.07%～52.73%之间。其中 DOC/SOC、EOC/SOC和 LP-C/SOC的值表现为阔叶树种高于针叶树种,但EOC/SOC和LP-C/SOC值的差异没有达到显著水平。这说明相比针叶树种,阔叶树种更有利于活性有机碳的积累。酸解土壤难降解有机碳占总有机碳的比例表现为阔叶树种低于针叶树种的趋势,但并未达到显著水平。(3)不同树种土壤微生物群落结构和酶活性均有差异。革兰氏阳性细菌(GP)、放线菌(ACT)、总PLFA生物量和细菌(Bacteria)的含量米槠显著高于杉木(P<0.05),从树种类型来看,阔叶树种之间没有显著差异,针叶树种之间马尾松显著高于杉木(P<0.05),这可能是因为幼林龄阶段灌木根系生物量、草本层的根系生物量马尾松大于杉木,以及马尾松的林下植被盖度较大所导致。水解酶除纤维素水解酶(CBH)的活性阔叶树种显著高于针叶树种外,酸性磷酸酶(AP)、葡萄糖苷酶(βG)和乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性在针阔叶树种之间的差异并没有明显的规律。氧化酶中过氧化物酶(PEO)的活性均表现为针叶树种高于阔叶树种,其中杉木的活性最高。酸解土壤活性有机碳组分Ⅱ(LPⅡ-C)是影响土壤微生物群落结构和酶活性的重要因子。同时土壤酶活性也受到了微生物生物量碳(MBC)、硝态氮和含水量(SWC)的影响。这说明不同树种主要改变土壤活性有机碳的含量及土壤理化性质从而对土壤微生物群落结构及酶活性产生影响。

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中亚热带森林转换对易滑坡体土壤性质的影响

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作者：李若南福建师范大学

学位级别：硕士

森林转换是中亚热带一种重要的土地利用变化方式。森林类型的改变会引起陆地生态系统以及生物地球化学循环过程的变化,进而导致土壤性质发生改变。天然林转换成人工林导致生态平衡打破,土壤物理性质恶化,生态环境受到威胁。在生态环境... 详细信息

森林转换是中亚热带一种重要的土地利用变化方式。森林类型的改变会引起陆地生态系统以及生物地球化学循环过程的变化,进而导致土壤性质发生改变。天然林转换成人工林导致生态平衡打破,土壤物理性质恶化,生态环境受到威胁。在生态环境日益恶化的大背景下研究森林转换对易滑坡体土壤性质的影响对改善人类的生存环境具有重要的意义。本研究地位于福建省南平市顺昌县(滑坡高发区)武坊林场。在易滑坡体的基础上,以阔叶天然林(BL)和由其转换而来的杉木人工林(CF)为研究对象,对比森林转换前后的土壤根系特征、土壤基本物理性质、土壤团聚体、土壤渗透性和土壤抗剪力特征各指标,分析森林转换后土壤性质发生的变化以及其相互作用对易滑坡体影响。主要结果如下:(1)两种森林类型的根重密度(RWD)、根长密度(RLD)、根表面积密度(RSAD)均随着土层的增加呈递减的趋势。在0-10cm土层与10-20cm土层下降幅度最为明显。森林转换后RWD在0-60cm土层之间分别显著降低。RWD、RLD、RSAD随径级的增加有不同的表现,森林转换后,相同土层>5mm径级的RDW显著降低,相同土层的RLD、RSAD无显著变化。(2)两种森林类型的土壤容重(BD)随土层深度的增加而增加,森林转换后土壤的容重增加。两种森林类型的土壤孔隙度(TP)随土层深度的增加而降低,森林转换后TP降低。两种类型的机械组成均以粉粒(Silt)为主,森林转换后机械组成未有明显变化。两种森林类型的团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)均随土层的增加而降低,森林转换后0-10cm土壤团聚体MWD、GMW均显著降低。森林转换后土壤的基本物理性质与团聚体指标变差。(3)两种森林类型的渗透性指标均随着土层深度的增加而降低,森林转换后,土壤的渗透性能均有所下降。相关性分析表明,BL土壤的渗透性与土壤的容重呈显著负相关,与土壤含水率、孔隙状况、砂砾呈显著正相关,森林转换后,CF的土壤基本物理性状与渗透性能的相关性变差。土壤的渗透性能与RWD、RLD、RSAD具有极显著的线性相关,森林转换后,根系参数与渗透性的相关性降低。BL各径级根系与土壤渗透性均具有较强的相关性,森林转换后,相关性降低,且各径级RWD与土壤渗透性不具有相关性。(4)两种森林类型各土层土壤剪应力与不同的垂直载荷之间呈明显的正相关线性关系。两种森林类型的剪切含水率随土层深度的增加有下降的趋势,森林转换后土壤剪切含水率均有所下降。森林转换后土壤粘聚力显著下降。BL的土壤粘聚力随土层深度的增加先递减后递增。CF的土壤粘聚力的随土层深度的增加先增加后递减然后增加的趋势。不同土层影响土壤抗剪力的因素不同,森林转换后,土壤的根系特征以及含水率和机械组成是影响土壤抗剪力的主要因素。

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中亚热带森林转换对土壤团聚体中微生物群落结构及酶活性的影响

引用

作者：楚海燕福建师范大学

学位级别：硕士

森林转换是土地利用变化的重要方式,通过改变森林植被类型,从而改变土壤生态系统。土壤团聚体是一种微型的生态系统,土壤微生物及酶是土壤生态系统的重要组成部分,其变化对土壤生态系统有着显著影响。本研究地点位于福建省顺昌县武坊林... 详细信息

森林转换是土地利用变化的重要方式,通过改变森林植被类型,从而改变土壤生态系统。土壤团聚体是一种微型的生态系统,土壤微生物及酶是土壤生态系统的重要组成部分,其变化对土壤生态系统有着显著影响。本研究地点位于福建省顺昌县武坊林场(26°38′-27°12′N,117°29′-118°41′E),以次生林(Secondary forest)及杉木人工林(Cunninghamia lanceolata)为研究对象。于2018年3月份在次生林及杉木人工林分别布设3个20m×20m标准样地,测定的指标主要有土壤团聚体分级、土壤理化性质、微生物群落结构、酶活性。主要结论如下:(1)次生林及杉木人工林的土壤团聚体均以大团聚体(>2mm)为主(53.122.93%),其次是中团聚体(0.25-2mm),约占31.765.75%;微团聚体(<0.25mm)最少,仅占2.69.39%。杉木人工林的土壤微团聚体显著低于次生林,其含量显著下降了33.95%,大中团聚体无显著变化。说明森林转换对土壤微团聚体的影响较大。(2)杉木人工林各粒径团聚体中部分土壤养分显著低于次生林。说明森林转换对土壤团聚体中养分含量影响显著。次生林和杉木土壤团聚体各养分含量均随团聚体粒径的减小而增加。说明森林转换显著影响土壤团聚体中土壤养分含量,次生林的土壤肥力状况较好,土壤微团聚体对养分的保护作用较明显。(3)利用硫酸水解法实验发现,杉木人工林各粒径团聚体中土壤活性碳组分Ⅰ、难降解有机碳显著低于次生林。说明次生林土壤团聚体的固碳能力优于杉木人工林。次生林与杉木人工林土壤团聚体中土壤活性碳组分Ⅰ、活性碳组分Ⅱ随着粒径的减小有减小趋势,难降解有机碳随着粒径的减小而增加。说明活性有机碳更容易聚集于大团聚体,难降解有机碳聚集于微团聚体。皮尔森相关性分析结果表明:土壤各粒径团聚体中土壤活性碳组分Ⅰ与土壤养分呈显著正相关,与pH值呈显著负相关。活性碳组分Ⅱ与土壤理化性质无显著相关性。难降解有机碳仅与总碳、速效磷呈显著正相关。这说明酸解有机碳含量与土壤养分含量相互影响显著且呈正相关关系。(4)通过研究不同粒径团聚体中微生物群落结构及酶活性发现:杉木人工林不同粒径团聚体革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、总PLFAs(总磷脂脂肪酸)、GP/GN(革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌)显著低于次生林,F/B(真菌细菌比)显著高于次生林。次生林及杉木人工林土壤团聚体中革兰氏阳性菌、丛植菌根真菌、真菌、总PLFAs随着粒径的减小先减小后增大。说明森林转换显著影响土壤团聚体中微生物群落结构,次生林的微生物数量高于杉木人工林。杉木人工林各粒径团聚体中酸性磷酸酶(AP)、葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)部分显著低于次生林。次生林及杉木人工林土壤团聚体中AP、βG、CBH、NAG、PEO随着粒径的减小有增加的趋势。经主成分分析结果表明各粒径团聚体中微生物群落结构与酶活性均存在显著差异,说明森林转换对土壤团聚体中微生物群落结构与酶活性产生显著影响。冗余分析结果表明土壤养分中硝态氮对大、微团聚体中微生物群落结构的作用最明显,pH对中团聚体的作用最明显。总氮、总碳对土壤团聚体中酶活性的作用最明显。

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