湘西南石漠化治理模式对土壤微生物量和酶活性的影响

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jia1987_LOVE
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岩溶地区的石漠化问题不仅加剧了环境的恶化,也成为了我国众多区域社会经济可持续发展的重要限制。土壤微生物及酶活性是森林生态系统重要的组成部分,参与生态系统的物质循环和生物化学过程,是反映土壤肥力的重要指标。本研究以湘西南岩溶地区石漠化综合治理不同模式为研究对象,采用野外标准地调查和室内分析相结合的方法,比较研究了不同治理模式下土壤微生物数量、微生物量碳/氮及土壤酶活性,以完善石漠化地区植被恢复生态研究,丰富恢复生态学的内容。主要研究结果如下:(1)不同治理模式地土壤平均容重以柏木纯林(POPF)地(1.60g/cm3)最高,栾树纯林(KPPF)地(1.38g/cm3)最低,且不同治理模式土壤容重随土层深度增加而增大,不同治理模式之间土壤(0-15cm)层水分含量差异达到显著性水平(p<0.05),0-30cm土层,土壤平均含水量为16.03-23.73%之间,其中栾树纯林地最高,柏木纯林地最低。土壤pH值随土层深度的增加而提高,除枫香+湿地松混交林(LPMF)地呈弱酸性外,其它4种治理模式呈中性或弱碱性。不同治理模式之间土壤(0-15cm)层有机质平均含量差异显著(p<0.05),除封山育林(NRF)地之外,月变化趋势基本一致,(0-30cm)土层平均含量变化范围在24.65-40.63g/kg之间,其中栾树纯林地最高,枫香+湿地松混交林地最低;不同治理模式下0-30cm土层全氮含量栾树纯林地(2.00g/kg)最高,枫香+湿地松混交林地(1.06g/kg)最低,但差异不显著(p>0.05),全N含量月变化规律与土壤有机质含量的月变化规律基本一致;不同治理模式之间土壤各层全P含量差异均不显著(p>0.05),0-30cm土层全K平均含量为2.49-3.32g/kg,全Ca平均含量为2.62-21.30g/kg, Mg平均含量为3.64-4.16g/kg。(2)不同治理模式土壤微生物数量均以细菌数量最多,占土壤微生物总数的84%以上,其次是放线菌,占土壤微生物总数的6.38-14.28%之间,真菌数量最少,仅占土壤微生物总数的0.37-0.79%。不同治理模式土壤微生物数量不同月份之间的差异明显,但月变化规律不明显,细菌数量最大多数出现在5月份,真菌、放线菌多出现在11月份。土壤(0-30cm)层微生物总数、细菌数量以枫香+湿地松混交林地最多,栾树纯林地最少,真菌数量以栾树纯林地最多,枫香+湿地松混交林地最少,放线菌数量以柏木+枫香混交林(PLMF)地最多,枫香+湿地松混交林地最少。(3)不同治理模式中土壤生物量碳、氮的含量随土层深度增加而减少,但不同土层之间的差异均不显著(p>0.05),不同治理模式土壤(0-30cm)层微生物量碳以枫香+湿地松混交林地最高,封山育林地最低,且同一土层微生物量碳平均含量的差异均不显著(p>0.05);土壤(0-30cm)层微生物量氮以栾树纯林地最高,柏木纯林地最低,但差异均不显著(p>0.05),且同一土层微生物量氮平均含量的差异均不显著(p>0.05)。(4)不同治理模式土壤酶活性(除过氧化氢酶活性外)表现为随土壤深度增加而降低,同一土层脲酶活性均以栾树纯林地最高,柏木+枫香混交林地最低,但差异均不显著(p>0.05),0-15cm土层中,蔗糖酶活性以封山育林地最高,枫香+湿地松混交林地最低,且最高与最低之间差异达到了显著水平(p<0.05),过氧化氢酶活性以栾树林地最高,枫香+湿地松混交林地最低,但差异均不显著(p>0.05),碱性磷酸酶活性以枫香+湿地松混交林地最高,柏木+枫香混交林地最低,且最高与最低之间的差异达到了显著水平(p<0.05)。土壤脲酶活性的月变化规律不完全一致,但活性最高主要出现在7月份,11月份降低到一定程度。土壤蔗糖酶活性在不同月份变化差异较大,基本上5,7月份处于较高值,11、1月份处于较低值。土壤过氧化氢酶活性总体表现为以9月份最高,其他月份差异不明显。土壤碱性磷酸酶活性最大值出现在1月。(5)不同治理模式土壤微生物的数量和土壤养分之间有着明显的相关性,封山育林地、柏木+枫香混交林地、枫香+湿地松混交林地细菌、放线菌、微生物总数与有机质之间存在显著的相关性,栾树林地、柏木林地土壤微生物总数与有机质相关性不显著,仅栾树纯林地土壤真菌与有机质相关性显著;封山育林地、柏木林地土壤中细菌数量与全N相关性显著,栾树林、柏木+枫香混交林、枫香+湿地松混交林地土壤放线菌与全N相关性显著,除柏木林、枫香+湿地松混交林地土壤放线菌数量与全Mg,全K含量相关性显著外,其他治理模式土壤微生物数量与全P,全K,全Ca,全Mg均不存在显著的相关性。(6)土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶与养分含量也存在一定的相关性,与土壤全K、全Mg含量多呈显著的负相关性,与土壤有机质、全N、全P含量多表现出显著正相关性;除土壤磷酸酶活性与土壤细菌、真菌、放线菌数量呈显著相关性外,其他三种酶活性与细菌、真菌、放线菌数量相关性不显著,土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性与SMBC、SMBN间呈显著或极显著的相关性,SMBC与SMBN间均呈显著相关性,土壤中细菌与放线菌数量呈显著相关性。在石漠化综合治理初期,封山育林、栾树纯林在土壤养分、微生物数量、微生物量、酶活性等方面表现出较为明显的优势,枫香+湿地松混交林则在土壤微生物数量、磷酸酶活性比较突出,柏木+枫香混交林则在土壤微生物数量、蔗糖酶活性也呈现出一定的优势。表明不同治理模式对石漠化土壤质量的演变进程中具有不同特点。
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