论文部分内容阅读
土壤养分循环是森林生态系统经营管理的热门研究。林下植被在人工林生态系统养分循环中发挥重要作用,对乔木生长存在正面和负面影响,适当保留部分林下植被是保证人工林生态系统生态与生产功能协同提升的重要途径。但是人工林内应该保留哪些林下植被是目前人工林管理面临的重大挑战。根际是植物与土壤相互作用的界面,了解林下植被与乔木根际养分状况的差异,明确不同乔灌草对土壤资源的利用情况,可为人工林生态系统的经营管理提供理论依据。本研究以千烟洲主要人工杉木林、马尾松林及湿地松林为研究对象,分别测定不同林分内乔木及林下优势灌木和草本根际土壤理化性质、酶活性以及氮矿化速率,分析乔灌草根际土壤养分状况在不同林分类型、不同季节的差异,分析土壤理化性质、酶活性与土壤氮矿化速率的相关性,为人工林生态系统林下植被管理提供理论指导。主要结果和结论如下: 1.乔灌草根际土壤大部分养分含量均显著高于全土,pH值低于全土;不同植物种类的根际效应不同。比较植物根际效应在土壤养分含量和pH值的表现,乔木相对于林下灌草表现更高的根际效应,而相对于其他林下植被,檵木表现出更高的根际效应;灌草的根际效应在湿地松林普遍高于在马尾松林和杉木林;植物的根际效应在铵态氮(NH4+-N)含量上表现出明显的季节差异,7月的根际效应显著高于4月和10月。 2.乔灌草根际土壤碳氮磷水解酶活性普遍高于全土土壤。比较植物根际效应在土壤酶活性的表现,杉木和马尾松与林下灌草(除格药柃)普遍无显著差异;湿地松的β-1,4-木糖苷酶(BX)活性显著高于林下灌草;灌草根际效应在马尾松林下普遍较高,而檵木、黄瑞木、芒萁在不同林分类型下无显著差异;植物在7月的根际效应显著高于4月,主要体现在β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)和纤维素二糖水解酶(CBH)。此外,植物根际土壤碳氮磷水解酶(除亮氨酸氨肽酶)活性普遍与土壤理化性质(除硝态氮和全磷)显著相关。 3.乔灌草根际土壤的氮矿化速率普遍高于全土土壤,大部分达显著水平。植物种类、林分类型、季节均对根际土壤的氮矿化速率产生显著影响;乔木、橙木和芒萁的根际土壤氮矿化速率普遍较高;檵木、黄瑞木、格药柃、鳞毛蕨的根际土壤氮矿化速率在杉木林显著高于湿地松林;杉木、黄瑞木、格药柃及草本的根际土壤氮矿化速率在7月显著高于4月。此外,根际土壤氮矿化速率与土壤理化性质(除有效磷)普遍表现出显著相关性,与β-1,4-乙酰基-葡糖胺糖苷酶(NAG)也显著相关。 本研究中,檵木与乔木的根际效应在土壤养分含量、酶活性方面相当,根际土壤的氮矿化速率也无显著差异。考虑到檵木在林下植被群落中占据重要地位,可能对乔木养分竞争作用明显,因此,在千烟洲人工林林下植被管理中可以考虑剔除。